Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ИНЖЕНЕРНОЕОБОРУДОВАНИЕ
ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
итг
IN BUILDINGS AND
STRUCTURES
ENCYCLOPAEDIA
Editorial Board
S.V. Yakovlev (Head of the Board, Academician of the Russian Academy of Sciences), V.N. Bogoslovsky, Doctor of Technical Sciences,
V.A. Gladkov (Secretary in Charge, Doctor of Technical Sciences), A.A. Ionin, Doctor of Technical Sciences, *
V.G. Nemzer, Bachelor of Technical Sciences, A.N.Scanavi, Bachelor of Technical Sciences, V.P. Titov, Doctor of Technical Sciences
Moscow Stroyizdat 1994
ИНЖЕНЕРНОЕ
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
Редакционная коллегия
С.В. Яковлев
(главный редактор, академик Российской академии наук),
В.Н. Богословский, д-р техн, наук,
В.А. Гладков (ответственный секретарь, д-р техн, наук),
А.А. Ионин, д-р техн, наук,
ВТ. Немзер, канд. техн, наук,
А.Н. Сканави, канд. техн, наук,
В.П. Титов, д-р техн, наук
Москва Стройиздат 1994
ББК 38.76я2
И62 УДК696/697(032)
Федеральная, целевая программа книгоиздания России
Научный консультант — В.С.Лупач
Рецензенты — Ю.А.Александрович, Ю.Н.Саргин, Ю.И.Шиллер '
. Авторы: В.С.Алексеев, Л.С.Алексеев, Д.И.Алтунин, Л.А.Алферова, Э.Г.Амосова, А.А.Аскерния, Г.Ю.Асс, Е.Д.Бабенков , Б.В.Баркалов, А.Н.Белевцев, А.Х.^ерелович, В.Н.Богословский, А.А.Бондарев, С.Г.Булкин, С.Н.Бурсова, Ю.В.Воронов, В.Г.Гагарин, В.Е.Генкин, В.А.Гладков, М.В.Горохов, Ю.Г.Грачев, Р.И.Гутникова, Л.И.Гюнтер, Е.В.Двинских, Е.С.Драчикова, Г.Г.Жабин, В.А.Жила, П.И.Журавлев, В.Н.Журов, Т.А.Заболотная, Н.В.Захватаева, А.А.Ионин, В.И.Калицун, В.А.Кирдун, Б.С.Кленов, Т.В.Колесникова, Д.В.Коптев, В.И.Красиков, Э.Н.Кривобок, Я.Г.Кронфельд, Ю.Я.Кувшинов, М.С.Кузьмин, Ю.М.Ласков, Б.С.Лезнов, П.В.Лобачев, В.М.Любарский, А.Н.Ляпин, Е.Г.Малявина, Р.Маносыпов, Н.Б.Манусова, Г.Л.Медриш, И.М.Миркис, Г.М.Мирончик, И.М.Михайленко, О.П.Михеев, Б.А.Москвитин , А.М.Мотинов, А.Ж.Муфтахов , И.Н.Мясников, В.В.Найденко, В.В.Невский, В.Г.Немзер, Г.И.Николад- зе, В.М.Патеюк, А.М.Пахоруков, В.В.Поляков, В.Г.Пономарев, В.С.Пономаренко, . Г.А.Разумов, Э.С.Разумовский, Г.И.Рогожкин, И.Д.Родзиллер , И.Н.Рыбников, В.И.Рыбьев, Э.В.Сазонов, А.Л.Самойлович, В.И.Сасин, И.Ш.Свердлов, А.В.Селюков, А.Н.Сканави, И.В.Скирдов, А.А.Смирнов, Д.Н.Смирнов , У.А.Соатов, М.А.Сомов, В.Ю.Старов, В.А.Субботин, Е.Н.Терлецкая, Е.И.Тертычник, В.П.Титов, В.С.Тишкин, А.И.Тринко, И.С.Туровский, В.С.Фаликов, А.И.Федоров, М.Н. Федоров, Н. В. Харченко, С.А.Чистович, И.Н.Чурбанова, А.В.Шахов, В.Н.Швецов, Н.Г.Шсер, А.А.Шилкин, С.А.Щелкунов, С.М.Юдина■
38.76я2
The Encyclopaedia, the first edition in our home practice, contains about 2,500 articles and terms on water supply, sewerage, ventilation and air conditioning, heat and gas supply, physics of heat. Intended for technicians, engineers and scientists, project, building, scientific and research organizations and operating services.
Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энцикло- педия/Гл.ред. С.В.Яковлев. — М.: Стройиздат, 1994. — 512 с.: ил.— ISBN 5-274-02094-1
Энциклопедия — первое в отечественной практике издание, содержащее около 2500 статей и терминов по вопросам водоснабжения, канализации, вентиляции и кондиционирования воздуха, тепло- и газоснабжения, а также теплофизики.
Для инженерно-технических и научных работников, проектных, строительных и научно-исследовательских организаций, а также служб эксплуатации.
3309000000-423
И — _____ Без объяв л.
047(01)-94
ISBN 5-274-02094-1
© Стройиздат, 1994
ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
Энциклопедия "Инженерное оборудование зданий и сооружений"— научно-справочное издание, предназначенное для специалистов различных областей строительства и архитектуры и тех, кто стремится расширить и углубить свои знания в этом направлении. В ней впервые предпринята попытка собрать и систематизировать широкий круг вопросов строительного комплекса и смежных с ним отраслей. ■
Исходя из основной цели издания в Энциклопедии объяснены понятия и термины важнейших технологических процессов, сооружений, устройств и механизмов. Понятия и термины охватывают такие области строительства, как водоснабжение и канализация, вентиляция, пневматический транспорт и кондиционирование воздуха, тепло- и газоснабжение, теплогенерирующие установки, отопление, санитарно-техническое оборудование зданий, строительная теплофизика. Каждая статья содержит определение понятия или термина (дефиницию), в ряде случаев включает этимологическую справку, краткое описание технологического процесса, сооружения, механизма, прибора, аппарата, их назначение или область применения.
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЕЙ ’’ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ”
Статьи в Энциклопедии расположены в алфавитном порядке. Если название статьи (оно набрано жирным прописным шрифтом) имеет несколько значений, то все они объединены в этой статье с пояснениями, к какому разделу строительного дела имеет отношение данное толкование термина. Если кроме основного термина, набранного жирным прописным шрифтом, дано другое слово в разрядку, это означает, что наряду с основным термином существует его синоним, менее распространенный в научнотехнической литературе (например, БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН, мул ьти циклон).
Название статьи состоит, как правило, из двух и б^лсе слов, принятых в научнотехнической литературе. Там, где возможно, на первое место выносится главное по смыслу слово (например, РАДИАТОР ОТОПИТЕЛЬНЫЙ). Если прилагательное и существительное образуют единое понятие, статью шдо искать на прилагательное (например, ВАТЕРНЫЙ НАСОС). В тех случаях, когда название статьи включает в себя имя собственное, оно ставится на первое место (например, ПИТО ТРУБКА). Там, где это позволяет принятая научная терминология, названия статей даны в единственном числе.
Термины в названиях статей, заимствованные из других языков, снабжены этимологическими справками, поясняющими, от какого (каких) иностранного слова (слов) произошел термин. Слова эти приводятся в латинской графике, в том числе и греческие. Например, ЭЖЕКТОР (франц, ejecteur — выбрасывать). Если языки, из которых заимствованы слова, не пользуются латинской графикой, они передаются русским шрифтом по правилам транскрипции.
В небольшой статье невозможно достаточно полно изложить все относящиеся к ее теме вопросы, поэтому в Энциклопедии широко используется система ссылок на другие статьи, в которых эти вопросы освещаются дополнительно или затрагиваются. Ссылка на другую статью выделяется курсивом.
Для облегчения поиска рисунка к конкретной статье в подрисуночной подписи название статьи выделяется курсивом (например, Схемы воздухораспределителей... к статье ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ1).
Единицы величин в Энциклопедии даны в соответствии с Международной системой единиц (СИ).
Для экономии места в Энциклопедии применена система сокращений (см. Сокращения и условные обозначения). Повторяющиеся в тексте статьи слова, составляющие ее название, обозначаются начальными буквами (например, в статье БАЙПАСНАЯ ПАНЕЛЬ — Б.и., в статье ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ— Д.у.т.).
СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
абс. — абсолютный
АКХ — Академия коммунального • хозяйства .
АН — Академия наук
АНХ — Академия наук народного хозяйства
ACT — автономная станция теплоснабжения
АСУ — автоматизированная система управления атм. — атмосфера, атмосферный АТЭЦ — автономная теплоэлектроцентраль
АЭС — атомная электростанция
ВПК — биологическая потребность в кислороде
б.ч. — большая (ей) часть (ью) В — вольт в-во — вещество вкл. — включительно внешн. — внешний . внутр. — внутренний вод.ст. — водяной столб Вт — ватт в т.ч. — в том числе
Г — гига (приставка, означающая 109) г — грамм г. — город ’ газообр. — газообразный ген. — генеральный ■ гл. — главный гл.обр. — главным образом гор. — городской'
гос-во — государство
ГРЭС —• государственная районная
' электростанция
ГЭС — гидроэлектростанция др. — другой (ая,ое) Дж — джоуль ед. — единица жил. — жилищный ж.д. — железная дорога ж.-д. — железнодорожный з-д — завод значит. — значительно изб. — избыточный инж. —■ инженер, инженерный ин-т —институт искл. — исключительно.
к — кило (приставка, означающая 103) кам. — каменный кам.-уг. — каменноугольный кв. — квадратный кг — килограмм к.-л. — какой (ая.ое)-либо
кол-во — количество к.-н. — какой (ая.ое)- нибудь , кпд — коэффициент полезного действия к-рый — который
к-та — кислота коэфф. — коэффициент КС — конденсационная станция * л — литр
М — мега (приставка, означающая 10й) м — милли (приставка, означающая 10"3) ММ — молекулярная масса макс. — максимум, максимально (ый) мин — минута мн. — многие'
Н — ньютон наз. — называется, называемый назв. — название напр. — например нар.х-во — народное хозяйство нар.-хоз. — народнохозяйственный нач. — начало
НПО — научно-производственное объединение
насел. — населенный.
наст. — настоящий нек-рый — некоторый неск. — несколько
н.-и. — научно-исследовательский н.э. — нашей эры
об/мин — оборотов в минуту ок. — около ‘
орг-ция — организация
осн. — основной.
отд. — отдельно (ый)
Па — паскаль
ПАВ — поверхностно-активное вещество п.г.т — поселок городского типа
ПДВ — предельно допустимый выброс ПДК — предельно допустимая концентрация
ПДС — предельно допустимый сброс пл. — площадь
ПО — производственное объединение
v пос. — поселок пр. — прочий (ие) произ-сть — производительность произ-во — производство пром, — промышленный пром-сть — промышленность рад. — радиан разл. — различный р-н — район росс. — российский ■ рт.ст. — ртутный столб с —секунда
сан. — санитарный сан.-тех. — санитарно-технический САУ — система автоматического управления св. — свыше сев. — северный с.-х. — сельскохозяйственный с. х-во — сельское хозяйство след. — следующий
СПАВ — синтетическое поверхностно • активное вещество спец. — специально (ый) стр-во — строительство ■ сут — сутки т — тонна табл. — таблица т.к. — так как т.н. — так называемый т.о. — таким образом темп-ра — температура ТЭС — теплоэлектростанция ТЭЦ — теплоэлектроцентраль тыс. — тысяча уд. — удельный ур-ние — уравнение физ. — физический физ.-хим. — физико-химический (ое) ф-ла — формула ф-ция — функция хар-ка — характеристика хим. — химический хоз. — хозяйственный х-во — хозяйство
ХПК — химическая потребность в кислороде центр. — центральный'
ч — час чуг. — чугунный ЭВМ — электронно-вычислительная машина
эдс — электродвижущая сила юж. — южный
В Энциклопедии применяется сокращение слов, обозначающих государственную, языковую, географическую или национальную принадлежность (например: "англ." - английский, "рус." - русский, "амер." - американский).
В прилагательных и причастиях допускается отсечение частей слов "енный", "янный", "ионный", "еский", "альный", "ельный" и др. (например: геометрич., энергетич., минер., отопит.,рециркуляц., строит.)
АБОНЕНТСКИЙ ВВОД — комплекс оборудования, с помощью к-рого смс- темы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха здания присоединяются к тепловым сетям. А.в. заканчи»- наются тепловые сети системы теплоснабжения и начинаются местные системы зданий. В зависимости от способа присоединения контакт между этими системами может проявляться: в едином гидравлич. режиме при определяющем значении режима тепловых сетей; в трансформации темп-рных потенциалов д^я снижения темп-ры местных систем; в снижении влияния режима давлений в тепловых сетях на давления в местных системах. По иерархии тепловые сети систем теплоснабжения выше местных систем и определяют способ присоединения. Способ выбирают таким образом, чтобы выполнялись требования к местным системам по гидравлич. и тепловым режимам и условиям прочности оборудования. Поскольку гидравлич. и тепловые режимы систем теплоснабжения и местных взаимосвязаны и в источнике теплоты поддерживаются давления и темп-ры, удовлетворяющие большинству местных систем, при выборе схемы А.в. и способа присоединения местных систем параметры последних и тепловых сетей должны быть согласованы, в противном случае гидравлич. связь между ними в месте присоединения должна быть разорвана. Наиболее распространенный способ присоединения — элеваторный. При нем задвижки на входе в А.в. отделяют местную систему от тепловой сети, а после грязевика — элеваторный узел от системы отопления здания. Наличие за
движек позволяет производить отд. гидравлич. испытания ответвления тепловой сети, А.в. или системы отопления, облегчает ремонт элементов узла. Первый грязевик предотвращает проникновение ме- ханич. частиц, земли и песка, попавших в тепловую сеть и систему отопления, второй — защищает от мусора простой в эксплуатации горячеводный водомер, к-рый для малых тепловых пунктов предпочтительнее расходомеров. Водомер позволяет контролировать расход сетевой воды и обеспечивает его регулирование.
При давлении в обратной линии, недостаточном для заполненияводой отопит, системы, на обратной трубке А.в. устанавливают регулятор давления "до себя". Если схемой регулирования подачи теплоты на отопление здания предусмотрено поддержание пост, расхода теплоносителя, то на подающей трубе устанавливают регулятор расхода. В диффузоре элеватора часть кинетич. энергии потока трансформируется в потенц. энергии) давления, к- рая используется для создания циркуляции в системе отопления. Такой способ присоединения тепловых сетей и систем отопления получил назв. зависимого. Вода из системы отопления непосредственно поступает в обратную линию тепловой сети. Давление в подающей линии снижается в сопле элеватора. Если оно превышает требуемое, его дополнит, снижают регулятором. Как в динамич. режиме, когда в тепловой сети работают циркуляционные насосы, так и в статич., когда они остановлены, давление в обратной линии не должно превышать допустимое для нагреват. приборов. Так, для чугунных радиаторов напор не должен быть больше 60 м. Для залива местных систем водой напор в обратной линии, измеряемый в м, должен быть больше высоты здания. Если его значение оказывается ниже, на обратной линии устанавливают регулятор давления "до себя" (регулятор подпора), а на подающей — обратный клапан, чтобы при оста- иовл. насосе вода по ней не вытекала из здания. Кроме того, располагаемый напор (разность напоров в подающей и обратной
Схема элеваторного узла
1,5 — задвижки; 2, 6 — грязевики; 3 — регулятор расхода; 4—элеватор; 7 — водомер; 8—регулятор давления "до себя"
трубах перед элеватором) не должен быть менее 15 м.
Одним из видов зависимого присоединения является присоединение систем отопления с помощью смесительных насосов, к-рые применяют, если располагаемый напор мал и нельзя установить элеватор. Требования к давлению в обратной линии такие же, как и при использовании элеватора. Обычно смесит, насос располагают на перемычке между подающей и обратной линиями. Через него проходит под
схема независимого присоединения системы отопления к тепловой сети
1 — регулятор отопления; 2 — подогреватель; 3 — расширительный бак; 4 — циркуляционный насос
мешиваемое кол-во охлажд. воды из обратной линии. Создаваемый смесит, насосом напор соответствует циркуляц. напору в системе отопления. Если давление в подающем трубопроводе выше необходимого, его снижают, дросселируя на клапане регулятора давления. При достаточной стабильности давления регулятор можно заменить дросселирующей шайбой. Для повышения давления в подающей линии теплового пункта и заполнения водой системы отопления высокого здания смесит, насос можно установить на подающей линии после перемычки. Это позволяет также получить дополнит, разность давлений, необходимую для циркуляции воды в системе отопления при малом располагаемом напоре на вводе. В этом случае смесит, насос выполняет и смесит., и повысительные функции. Через него проходит весь расход, отчего мощность насоса повышается. В случае установки смесит, насоса на обратной линии системы отопления можно понизить в ней давление при высоком давлении в обратном трубопроводе внеш, тепловой сети. Однако в этом случае при остановке смесит, насоса давление в местной системе будет повышаться, и нельзя допустить, чтобы оно превысило предельное значение. В данной ситуации надежнее независимое присоединение.
При независимом присоединении тепловые сети и системы отопления гидравлически разобщены, что достигается применением поверхностных водонагревателей. При использовании скоростного секционного водонагревателя вода из теп-
8 Абсорбенты и адсорбенты
ловой сета по подающей линии поступает в его трубки, проходит по ним, отдавая теплоту нагреваемой воде системы отопления, и возвращается в тепловую сеть по обратной линии. Из системы отопления вода движется по межтрубному пространству навстречу сетевой воде (осуществляется противоток), нагревается до требуемой темп-ры и вновь поступает в систему отопления. Циркуляцию в системе отопления обеспечивает циркуляц. насос (при установке в здании он должен быть бесшумным) . Статич. давление поддерживает расширит, бак, а подпитка, восполняющая возможные утечки, осуществляется из тепловой сети, т.к. в ней циркулирует умягч. и деаэриров. вода. Темп-ру воды в системе отопления контролирует регулятор, к-рый в зависимости от наружной темп-ры устанавливает и поддерживает соответственно отопит, графику пост, темп-ру воды в подающей линии.
Схемы независимого присоединения применяют при любом давлении в тепловой сети в точке присоединения А.в., т.е. они обладают универсальностью. Гидрав- лич. изоляция системы отопления от тепловой сети значительно повышает надежность теплоснабжения, предохраняя местные системы от повышения и понижения давления в тепловой сети, при аварии позволяет сохранить воду в системе отопления; работа циркуляц. насосов препятствует замерзанию воды в схеме. Схема позволяет проводить количеств, регулирование в тепловой сети и существенно снижать расход теплоносителя при авариях без опасения нарушить режим циркуляции в системе отопления. Недостатки схем независимого присоединения: необходимость установки дополнит, оборудования (водонагревателей, бесшумных насосов, расширит, бака), большой расход энергии и большая (на 10—15%) по сравнению со схемами зависимого присоединения стоимость монтажа и эксплуатации.
Системы вентиляции и кондиционирования воздуха присоединяют к тепловым сетям непосредственно через калориферы без снижения темп-ры теплоносителя. Регулирование произ-сти калориферов, т.е. поддержание необходимой темп-ры воздуха, осуществляется автоматически путем изменения кол-ва теплоносителя, подаваемого в калорифер.
АБСОРБЕНТЫ И АДСОРБЕНТЫ — жидкие и твердые в-ва, используемые в аппаратах для термодинамич. обработки приточного воздуха и для очистки от вредных газообразных примесей вытяжного воздуха. В системах кондиционирования воздуха в качестве жидких сорбентов используют р-ры солей, среди к-рых наибольшее распространение получил раствор хлористого лития. При одной и
той же темп-ре над поверхностью раствора парциальное давление (упругость) водяного пара ниже, чем над поверхностью чистой воды. Изменяя концентрацию р-ра и его темп-ру, можно обеспечить практически любой процесс обработки воздуха (см. Политропный процесс изменения состояния воздуха).
Для защиты окружающей среды широко применяют аппараты, использующие свойства абсорбентов и адсорбентов.
Наиболее распространенными абсорбентами являются водные растворы щелочей, солей, спиртов, органич. растворителей, отвечающие требованиям: высокая поглотит, способность и селективность по отношению к извлекаемому компоненту; термин, устойчивость и способность к регенерации; антикоррозионность аппаратуры и коммуникаций; небольшая вязкость и более высокая, чем у воды, темп-ра кипения (150°С и выше); низкая стоимость.
Твердые адсорбенты, применяемые в промышленных установках — селика- гель, алюмогель и др., — капиллярно-пористые в-ва. Жидкость, частично смачивающая капилляр, имеет вогнутый мениск, парциальное давление над к-рым меньше, чем над плоским, за счет чего обеспечиваются конденсация влаги в капилляре и осушка проходящего через сорбент воздуха.
АБСОРБЕР — аппарат, в к-ром осуществляется процесс физ. или хим. абсорбции (см. Очистка воздуха абсорбционная). В абсорбц. процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. А., используемые для очистки газов, подразделяют на: поверхностные — насадочные и пленочные аппараты (площадь поверхности массообмена в них ра .на площади поверхности насадок или с. ;- кающих пленок жидкости); барботажные — аппараты колонного типа с тарелками разл. конструкций (поверхность массообмена в них формируется при прохождении газового потока через слой жидкости в виде пузырьков и струек); распылительные — полые форсуночные аппараты, трубки Вентури; механич. распыляющие (поверхность массообмена в них формируется за счет распыления жидкости на мелкие капли). По конструкции и принципу действия А. идентичны мокрым пылеуловителям.
АВАРИЙНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ СЛУЖБА СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — подразделение эксплу- атац. предприятия, занимающееся ава- рийно-восстановит. работами, к-рые включают обнаружение, локализацию и ликвидацию аварий на тепловых сетях. A.-B.C.C.T. выполняет эти работы совместно с персоналом сетевого р-на при содействии
диспетчера центр, диспетчерского пункта (см. Эксплуатация систем теплоснабжения). Для выполнения указ, работ А.- в.с.с.т. должна быть оснащена транспортом, экскаватором, бульдозерами, сварочными агрегатами, передвижными компрессорами, насосами и вентиляторами. В составе А.-в.с.с.т. 2 группы: оперативновыездная и подготовительно-ремонтная. Последовательность проведения аварий- но-восстановит. работ: 1) обнаружение и локализация поврежд. участка, наличие к-рого определяют по резкому возрастанию подпитки и увеличению расхода воды на одной из магистралей, отключаемой диспетчером. Оперативная группа А.- в.с.с.т. устанавливает на месте поврежд. участок, в частности с помощью течеиска- телей, и отключает его от остальной сети секционирующими задвижками; восстанавливает норм, режим работы непов- режд. участков магистрали путем открытия головных задвижек; ликвидирует повреждения и заменяет поврежд. участок новым; включает участок и восстанавливает теплоснабжение потребителей.
АВТОМАТИЗАЦИЯ — применение технич. средств, экономико-матема- тич. методов и систем управления, частично или полностью освобождающих человека от непосредств. участия в процессах получения, преобразования, передачи или использования энергии, материалов или информации. Цель А. — повышение произ-сти и эффективности труда, улучшение качества продукции, оптимизация планирования и управления, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья. А. — одно из осн. направлений научно-технич. прогресса и защиты окружающей среды от загрязнений.
АВТОМАТИЗАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД — применение технич. средств, экономико-математических методов, систем контроля и управления, частично или полностью освобождающих человека от участия в процессах, происходящих в песколовках, первичных и вторичных отстойниках, аэротенках, окситенках и др. сооружениях на станции биологич. очистки сточных вод.
Осн. технологич. процессы, контролируемые и управляемые на сооружениях биологич. очистки сточных вод, — выгрузка песка из песколовок и сырого осадка из первичных отстойников; стабилизация значения pH воды, поступающей в аэротенки, на оптимальном уровне; сброс токсичных сточных вод в аварийную емкость и последующая постен, подача его в аэротенки; сброс части потока воды в накопитель или подкачка из него воды; распределение сточной воды между параллельно работающими аэротенками; распределе-
ние сточной воды по длине аэротенка для динамич. перераспределения рабочего объема между окислителем и регенератором с целью накопления ила и повышения среднесуточного качества очищенной воды; подача воздуха для поддержания во всем объеме аэротенков оптим. концентраций растворенного кислорода; подача возвратного активного ила для поддержания пост, нагрузки на ил по органич. в-вам; выгрузка ила из вторичных отстойников; вывод избыточного активного ила из аэротенков для поддержания его оптим. возраста; включение в работу насосов и нагнетателей и их выключение для минимизации энергозатрат на перекачку воды, ила, осадка и воздуха. На основании данных технологии, контроля и управления процессами прогнозируют график поступления сточной воды, ее качество и график энергопотребления для минимизации общих затрат на обработку воды. Контроль и управление этими процессами осуществляются с помощью вычислит, комплекса, работающего в режиме либо советчика диспетчера, либо автоматич, управления.
При контроле и управлении автоматич. измеряются уровни песка в песколовках и сырого осадка в первичных отстойниках, концентрация и скорость потребления кислорода в емкостях, уровень ила во вторичных отстойниках.
Качественный контроль процесса и оптим. управление им могут быть обеспечены при измерении таких параметров, как степень токсичности сточной воды для микроорганизмов активного ила, интенсивность биоокисления, БПК поступающей и очищенной воды, активность ила и др., к-рые нельзя определить непосредств. измерением. Указ, параметры могут быть определены путем расчета на основании измерения скорости потребления кислорода в технология, емкостях малого объема со спец, режимом нагрузки. Скорость потребления кислорода определяют по времени снижения концентрации растворенного кислорода от макс, до миним. заданных значений при отключ. аэрации или по уменьшению, концентрации растворенного кислорода за заданное время в тех же условиях. Измерение производят в установке циклич. действия, состоящей из технология. блока и микропроцессорного контроллера, управляющего узлами измерителя и вычисляющего скорость потребления кислорода. Время одного цикла измерения составляет 10—20 мин в зависимости от скорости. Технология, блок может устанавливаться на мостике обслуживания аэротенка или аэробного стабилизатора. Конструкция обеспечивает работу измерителя на открытом воздухе в зимнее время. Скорость потребления кислорода может определяться непрерывно в реакторах большого объема при пост, подаче активного ила, сточной воды и воз
духа. Система снабжена дозаторами с плоской струей произ-стью 0,5—2 м3/ч. Простота конструкции и большие расходы воды обеспечивают высокую надежность измерения в производств, условиях. Измерители могут быть использованы для непрерывного контроля нагрузки по органич. в-вам. Большую точность и чувствительность измерения скорости потребления кислорода обеспечивают манометрич. системы измерения, оборудов. герметичными реакторами, давление в к-рых поддерживается за счет добавки кислорода. Источником кислорода служит, как правило, электролизер, управляемый импульсной или непрерывной системой стабилизации давления. Кол-во поданного кислорода является мерой скорости его потребления. Измерители этого типа предназначены для лабораторных исследований и систем измерения БПК.
Основное назначение АСУ подачей воздуха — поддержание заданных концентраций растворенного кислорода во всем объеме аэротенка. Стабильную работу таких систем можно обеспечить, если использовать для управления сигнал не только кислородомера, но и расхода сточной воды или скорости потребления кислорода в активной зоне аэротенка.
Регулирование систем аэрации позволяет стабилизировать технология. режим очистки и снизить среднегодовые затраты электроэнергии на 10-—20%. Доля энергозатрат на аэрацию составляет 30— 50% себестоимости биологич. очистки, а уд. энергозатраты на аэрацию изменяются от 0,008 до 2,3 кВт'ч/м .
Типовые системы управления выпуском ила поддерживают заданный уровень раздела ил — вода. Фотодатчик уровня раздела устанавливают у борта отстойника в застойной зоне. Качество регулирования подобных систем может быть улучшено, если применить ультразвуковой сигнализатор уровня раздела сред. Более высокое качество очищ. воды можно получить, если применить для регулирования следящий уровнемер раздела ил — вода.
Для стабилизации илового режима не только отстойников, но и всей системы аэротенк — насосная станция возвратного ила — вторичный отстойник необходимо поддерживать заданный коэфф, рециркуляции т.о., чтобы расход выгружаемого ила был пропорционален расходу поступающей сточной воды. Уровень стояния ила измеряется для косвенного контроля изменения илового индекса или неисправности системы регулирования расхода иловой смеси.
При регулировании сброса избыточного ила необходимо вычислять кол-во ила, приросшего в течение суток, для удаления из системы только приросшего ила и стабилизации возраста ила. Этим обеспечиваются высокое качество ила и оптим.
скорость биоокисления. Из-за отсутствия измерителей концентрации активного ила эту задачу можно решить с помощью измерителей скорости потребления кислорода, т.к. скорость роста ила и скорость потребления кислорода взаимосвязаны. Вычислит. блок системы интегрирует кол-во по- требл. кислорода и кол-во удаленного ила и 1 раз в сутки корректирует заданный расход избыточного ила. Система может использоваться как при непрерывном, так и при периодич. сбросе избыточного ила.
В окситенках предъявляются более высокие требования к качеству поддержания кислородного режима из-за опасности интоксикации ила при высоких концентрациях растворенного кислорода и резкого снижения скорости очистки при малых концентрациях. При эксплуатации окси- тенков необходимо управлять как подачей кислорода, так и сбросом отработанных газов. Подачу кислорода регулируют либо по давлению газовой фазы, либо по концентрации растворенного кислорода в активной зоне. Сброс отработ. газов регулируют либо пропорционально расходу сточной воды, либо по концентрации кислорода в отработ. газе.
АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — использование комплекса автоматич, устройств для управления работы насосных станций систем теплоснабжения. Осн. задачи А.н.с.т.: стабилизация гидравлич. режима работы тепловой сети, гарантирующая заданную подачу теплоносителя потребителям (для подкачивающих и дроссельных станций); защита теплоиспользующих установок потребителей от повыш. давлений и опорожнения; стабилизация или регулирование коэфф, смешения (для смесительных насосов)-, включение резервного насосного агрегата при аварийном отключении рабочего с открытием и закрытием электрозадвижек на нагнетательных трубопроводах насосов; включение резервного источника энергопитания при падении напряжения в осн. источнике; включение и отключение дренажного насоса в соответствии с уровнем жидкости в дренажном приямке. Осн. функции А.н.с.т. по стабилизации и защите, зависящие от назначения и места установки насосной станции в тепловой сети и профиля местности, приведены в табл.
Указанные в табл, функции реализуются с помощью регуляторов давления, подпора и рассечки тепловой сети на зоны с применением регулирующих клапанов типа РК-1, реле давления типа РД-За, импульсных клапанов типа ИК. Например, при ровном профиле местности (для снижения давления в обратном трубопроводе во 2-й зоне тепловой сети) (схема а) с помощью регулирующего клапана РК-1 регулятора подпора в точке Т1 (схема б) под-
Функции автоматизации поддержания гидравлического режима и защиты в насосных станциях систем '^"^'^ж^
Характер профиля местности
Ровный
Насосы и дроссельные станции и место их установки
Подкачивающие на обратном трубопроводе
Подкачивающие на обратном трубопроводе
Подкачивающие на подающем трубопроводе
Назначение насосной станции
Увеличение пропускной способности тепловой сети
Снижение давления в обратном трубопроводе до подкачивающего насоса во 2-й зоне теплосети и увеличение располагаемого напора у потребителей 2-й зоны
Увеличение располагаемого напора во 2-й зоне тепловой сети
стабилизация давления в подающем трубопроводе регулятором давления
стабилизация давления в обратном грубопро- воде регулятором подпора
+
Функции авт
отключение подкачивающих насосов при останове сетевых
+
+
+
оматизацш
рассечка тепловой
сети на
зоны
+
+
включение подпиточного насоса
регулирование подпитки 2-й зоны теплиной сети
Понижение от источника теплоты
Дроссельная станция на подающем трубопроводе и подкачивающие на обратном трубопроводе
Снижение давления в подающем трубопроводе до значения, не превышающего макс, допустимого, снижение давления в обратном трубопроводе 2-й зоны тепловой сети
+
+
4-
+
Повышение Подкачивающие на от источни- подающем трубо- ка теплоты проводе, дроссельная станция на обратном трубопроводе и подпиточные
Увеличение давления в подающем трубопроводе до значения, необходимого для подачи теплоносителя потребителям 2-й зоны тепловой сети и защита от опорожнения их систем отопления
4-
+
4*
+
+
+
Примечание. Знак ”+” означает функции система выполняет; ”-” - функции система не выполняет.
держивается пост, давление при работающих подкачивающих насосах (линия У). При отключении их регулирующим клапаном РК-2 обеспечивается частичная рассечка тепловой сети на 1-ю и 2-ю зоны, т.е. снижение давления в этом трубопроводе до допустимого уровня (линия 4); отсутствие регулирующего клапана РК-2 привело бы к недопустимому повышению давления во 2-й зоне (линия 2). При остановке сетевых насосов на источнике теплоты систем ы теплоснабжения и работе подкачивающих насосов произойдут недопустимое опрокидывание циркуля
ции воды у потребителей 1-й зоны и опорожнение системы отопления потребителей 2-й зоны (линия 5). Поэтому по импульсу понижения давления, возникающему в подающем трубопроводе в точке Т2, отключатся подкачивающие насосы и установится одинаковое для потребителей обеих зон заданное статич. давление (линия 3). Работа комплекса автоматич, устройств при этом следующая (схема в): при норм, режиме вентили В1 открыты, вентили В2 и ВЗ закрыты, подкачивающий насос включен. С помощью реле давления РД1 регулирующий клапан поддерживает
заданное давление в точке Т1. Реле давления РД2 настроено на давление, превышающее регулируемое на 0,05—0,1 МПа. Поэтому клапан РК2 этого реле находится в верхнем положении, командное давление равно макс., золотник клапана ускорителя ИК1 находится в нижнем положении, командное давление на привод регулирующего клапана РК2 равно атмосферному, поэтому он полностью открыт. При остановке сетевых насосов падает давление в точке Т2, контакты электроконтакг- ного манометра замыкаются и пддают команду на отключение подкачивающего
X}
Схема автоматизации насосных станций теплоснабжения при ровном профиле местности
насоса. Благодаря работе подпиточного устройства на источнике теплоты в тепловой сети поддерживается заданное статич. давление (линия 3>. Если происходит остановка только подкачивающего насоса, резко возрастает давление в точке Т1 (линия 2), закрываются нижние сопла реле РД1 и РД2, командные давления падают до атмосферного. Это приводит к полному открытию регулирующего клапана РК1, к резкому переходу в верхнее положение золотника клапана-ускорителя и подаче рабочей воды к приводу регулирующего клапана РК2. Последний прикрывается на
столько, чтобы в точке Т1 установилось давление, близкое к давлению настройки (линия 4). При включении подкачивающего насоса давление в точке TI уменьшается, реле давления РД-2 переходит в верхнее положение, ■ возрастает командное давление, золотник клапана-ускорителя опускается, давление в верхней полости привода регулирующего клапана РК2 падает до атмосферного, и он полностью открывается. Реле давления РД1 и регулирующий клапан РК1 переходят на нормальный режим регулирования давления в точке TI (линия /).
Схему автоматизации поддержания пост, коэфф, смешения или регулирования его в смесит, насосных станциях см. Регули
рующий клапан смешения. Автоматич, включение резервных насосов осуществляется как по импульсу падения давления на нагнетательных трубопроводах рабочих насосов с помощью электроконтактного манометра, так и по импульсу исчезновения напряжения в обмотке электродвигателя насоса. Открытиеизакрытиеэлектрозадвижекна напорных патрубках насосов при их включении и отключении производятся путем элек- трич.блокировкиэлектродвигателей насосов и задвижек. Переход на резервный источник питания выполняется путем аварийного включения резервного электроснабжения, предусматривающим автоматич, включение секционного выключателя при исчезновении на одной из секций напряжения 6— 10 кВ. Для контроля параметров теплоносителя и работы насосов по месту устанавливают приборы для измерения давления и темп- ры, а также темп-ры подшипников. Дис- танц. управление насосными агрегатами производится с местного щита управления, к-рый оборудуют соответствующими органами управления. На иемустанавливают самопишущие приборы для регистрации давления, расхода и темп-ры, а такжетеплосчет- чики. Телемеханическое управление насосной станцией осуществляется с помощью средств телемеханики из диспетчерского пункта теплоэнергетического предприятия. Объем телеинформации см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением.
АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ— применение спец, приспособлений и устройств, полностью или частично выполняющих обязанности дежурного персонала по централизов. диспетчерскому управлению и контролю за работой насосных станций координации режима их работы с др. объектами (очистными сооружениями, водоводами, резервуарами, сетями и проч.), а также оперативному обслуживанию насосных установок; обеспечивающих заданные параметры эксплуатации (уровень воды и сточных вод в емкостях, напор и расход воды и сточных вод в трубопроводах и др.); включающих и отключающих насосные агрегаты и вспомогат. механизмы (вращающиеся водоочистные сетки, механические грабли, системы вентиляции и отопления и др.); регулирующих режим их работы; сигнализирующих о неисправностях и авариях оборудования и т.п. Диспетчерское управление и контроль осуществляются с помощью средств телемеханики с использованием линий телеф. сети и каналов радиосвязи. Системы телемеханики по характеру выполняемых функций делятся на системы телесигнализации, телеизмерения и телеуправления. Системы телесигнализации передают с насосных станций на диспетчерский пункт сигналы о состоянии контролируе-
мых агрегатов и механизмов. Системы телеизмерения сообщают информацию об измеряемых на станции заданных параметрах эксплуатации. Системы телеуправления передают на насосные станции с диспетчерского пункта управляющие сигналы (команды).
Для сбора и передачи информации, ■ для приема и передачи команд с диспетчерского пункта на насосных станциях размещают контрольные пункты. Линии связи между ними и диспетчерскими пунктами могут быть много- и малопроводными. Многопроводные системы применяют при расстояниях между пунктами до 1 км. В этом случае каждый объект управления (насос, задвижка и т.п.) с органами управления соединяют или непосредственно, или с помощью приборов, воспринимающих информацию. В малопроводных системах неск. сигналов передают по одному каналу линии связи. Для этого систему телемеханики оснащают распределителями, фильтрами, шифраторами и дешифраторами кода. Информация о технологии. и электрич. параметрах (давление, расход и уровень воды, электрич. ток, напряжение) в устройствах телемеханики и автоматики преобразуется в маломощные унифициров. электрич. аналоговые и релейные сигналы. Регулирование режима работы насосных установок осуществляется обычно по пропорционально-интегральному закону (ПИ-закону). Для задания требуемого значения параметра регулирования в систему автоматизации вводят задающие устройства. Для реализации команд, поступающих из системы автоматизации, агрегаты и др. оборудование оснащают дополнительными механизмами.
В насосных установках получают распространение микропроцессорные устройства, к-рые позволяют легко и быстро перенастраивать законы регулирования при изменении динамич. хар-к управляемого объекта.
Системы автоматизации могут быть как локальными, так и входить в состав АСУ технология, процессами подачи и распределения воды. В данных АСУ используют ЭВМ, с помощью к-рой производят анализ информации, собираемой по каналам телемеханики от насосных станций, водоводов, резервуаров и распределит. сетей, и выполняют расчеты по оптимизации режимов работы системы подачи и распределения воды.
При автоматизации основных насосных агрегатов в первую очередь автоматизируют пуск и останов. Импульс на включение агрегата выдает дежурный диспетчер или датчик, реагирующий на заданное значение технология, параметра (уровень воды в емкостях, давление в трубопроводах и т.п.). Дальнейшие операции пуска осуществляются автоматически: открытие
и закрытие затворов и задвижек, залив корпусов насосов водой, подаяа охлаждающей воды в подшипники и сальниковые уплотнения насосов для перекачки сточных вод, включение и отключение соответствующих электрич. коммутац. аппаратов (контакторов, выключателей, пускателей и т.п.). Для упрощения и повышения надежности пуска насосы, как правило, устанавливают под заливом, т.е. ниже уровня воды в приемных емкостях.
Остановка насосных агрегатов автоматизируется аналогичным образом. Импульс на отключение насоса выдается от технология, датчика (уровня, давления и т.п.), выходного реле электрич. и техноло- гич. защиты или от диспетчера. Электрич. защита работает при коротких замыканиях в приводном электродвигателе, перегрузке двигателя, исчезновении напряжения на шинах распределит, устройства и др. повреждениях в электрич. части насосной установки. Технология, защита действует при чрезмерном понижении уровня воды в приемных емкостях, при резких изменениях давления и расхода в напорных линиях установки и т.п. Если разместить насосы под заливом невозможно, применяют принудит, залив насосов с помощью вакуум-установки. В этом случае схема автоматизации насосного агрегата предусматривает после подачи импульса на включение осн. агрегата включение вакуум-насоса. Затем к вакуумной линии автоматически подключается насос путем открытия соответствующего вентиля. После заполнения насоса водой реле контроля залива дает импульс на включение осн. агрегата с последующим отключением его насоса от вакуумной линии и остановкой вакуумного насоса.
Для насосных установок с перем, режимом работы предусматривают автоматическое регулирование выходных параметров (давления, подачи) насосных агрегатов. Режим работы насосной установки регулируют изменением числа работающих агрегатов,, дросселированием напорных линий, изменением угловой скорости вращения насосов цли сочетанием этих способов.
В насосных установках наибольшее применение нашли приводы с многоскоростными (двухскоростными) электродвигателями, с индукторными муфтами скольжения, с гидромуфтами, приводы по схеме асинхронно-вентильного каскада, частотные приводы и приводы на базе вентильного электродвигателя. Многоскоростные двигатели используют в тех случаях, когда применение плавного регулирования не требуется, напр. при ступенчатом графике водопотребления, а также при отсутствии плавно регулируемых приводов.. Многоскоростные двигатели позволяют увеличить число возможных комбинаций напорных хар-к насосных агрегатов без уве
личения числа насосов. Привод с индукторными муфтами скольжения преимущественно используют в системах автоматич. управления насосных установок, обо- руд. горизонт, насосными агрегатами сравнительно небольшой мощности (40— 250 кВт). Этот привод относится к группе приводов, работающих с потерями скольжения. Привод с гидромуфтами по своим энергетич. хар-кам аналогичен приводу с индукторными муфтами скольжения. Привод по схеме асинхронно-вентильного каскада получил наибольшее распространение в горизонт, насосных агрегатах средней и большой мощности (250— 1600 кВт). В отличие от приводов с индукторными муфтами скольжения и гидромуфтами в этом приводе потери скольжения не теряются, а рекуперируются в питающую электросеть. Привод на базе вентильного двигателя используют в агрегатах большой мощности (1600— 5000 кВт), особенно вертик. исполнения. Частотный привод применяют гл. обр. в низковольтных агрегатах мощностью 40— 250 кВт. Эти приводы работают без потерь скольжения, однако отличаются сравнительно высокой стоимостью и сложностью конструкции.
Применение регулируемого электропривода в системах автоматического управления (САУ) насосных установок позволяет привести в соответствие режим их работы с водопотреблением или притоком сточных вод. Благодаря этому стабилизируются давление в водопроводной сети и уровень сточных вод в приемных емкостях канализац. насосных станций иди напорных резервуарах систем водоснабжения, экономится энергия, сокращаются утечки и непроизвод. расходы воды, появляется возможность увеличить единичную мощность насосных агрегатов и соответственно уменьшить их число. Регулируемый электропривод используют обычно в насосных установках, оснащенных агрегатами достаточно большой мощности (75—100 кВт и выше), характеризующихся неравномерностью подач и большой динамич. высотой подъема воды, т.е. большой крутизной графич. хар-к водоводов и сети.
В САУ водопроводных насосных станций регулируемым параметром обычно является давление в диктующей точке (точках) водопроводной сети. В тех случаях, когда насосная станция расположена вблизи потребителей или когда падение давления в трубопроводах между диктующей точкой и коллектором насосной станции мало зависит от расхода воды, в качестве параметра регулирования принимают давление на напорном коллекторе станции. В САУ канализац. насосных станций за параметр регулирования принимают уровень сточных вод в приемном резервуаре станции. Из экономия, соображений регулируемым электроприводом обычно
оборудуют один агрегат в группе из двух- трех насосов. В качестве регулируемого принимают наиболее крупный насос с наиболее пологой графич. хар-кой, что препятствует образованию мертвых зон в процессе регулирования. Оснащение всех установл. на станции насосных агрегатов регулируемым электроприводом необходимо только в тех случаях, когда изменение угловой скорости вращения регулируемых агрегатов выводит нерегулируемые агрегаты в зону ненормальных режимов работы: низких кпд, кавитации или помпажа.
При одновременной работе регулируемых и нерегулируемых насосных агрегатов САУ обеспечивает их взаимодействие: изменяет угловую скорость вращения регулируемых агрегатов, включает или отключает в нужный момент нерегулируемые агрегаты, ограничивает по энергетич. и технологич. показателям допустимый диапазон изменения угловой скорости вращения регулируемых агрегатов. При работе неск. насосных установок, подающих воду в водопроводную сеть труб целого района, САУ поддерживает оптим. средневзвешенное значение кпд группы насосных станций.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД — применение комплекса приборов контроля и систем управления технологическими процессами в водоочистных сооружениях, полностью или частично обеспечивающих их работу без участия обслуживающего персонала. Объемы и уровни А.о.п.в. определяются технологией очистки и наличием средств контроля и автоматики. Технология очистки для технич. и коммун, целей различна. В первом случае она диктуется требованиями к качеству води для конкретного технологич. процесса; во втором она должна обеспечить качество воды, соответствующее требованиям стандарта на питьевую воду.
К контролируемым технологич. параметрам относятся: расходы воды и реагентов, уровни в резервуарах чистой воды и баках- растворов реагентов, состояние осн. оборудования и нек-рые физ.-хим. показатели, в т.ч. концентрация растворов реагентов, мутность и цветность воды, значение pH, щелочность, содержание остаточного хлора. Автоматич, приборы и др. средства технологич. контроля образуют информационно-измерит. систему водоочистной станции и основу А.о.п.в.
Автоматизация удаления взвешенных и коллоидных веществ из воды ограничивается пропорциональным дозированием коагулянта, для чего используют два расходомера: один — для измерения расхода раствора коагулянта, другой — обрабатываемой воды, Необходимое соотношение расходов
обеспечивается П-регулятором. Оптим. дозу коагулянта устанавливают пробным коагулированием в лаборатории. В нашей стране получила распространение кон- дуктометрич. система дозирования коагулянта, основанная на измерении разности между уд. электропроводимостью воды, смешанной с коагулянтом, и сырой (исходной) воды. Кондуктометрич. система дозирования коагулянта пригодна там, где щелочность относительно стабильна, а доза коагулянта не менее 5 мг/л по А12(8О4)з. При этом общее солесодержание может быть достаточно высоким.
Дозирование коагулянта может осуществляться также по концентрации алюминия, входящего в состав раствора коагулянта, и остаточного алюминия в очищенной воде. Содержание остаточного алюминия нормируется стандартом на питьевую воду (0,5 мг/л). Для определения концентрации алюминия используется электрокинетический датчик (ЭКД), обеспечивающий непрерывное измерение контролируемого параметра с точностью не ниже точности при аналитическом методе. Система автоматического управления дозирования коагулянта (САУДК) построена на базе ЭКД. Система работает по принципу стабилизации оптим. дозы реагента, оцениваемой по Аг + и найденной в процессе пробной коагуляции. Отклонение от заданной дозы компенсируется уменьшением или увеличением подачи реагента. Осн. звенья системы — ЭКД, электронный импульсный регулятор, дозирующее устройство с исполнит, механизмом. Кроме того, в схему САУДК входит коммутацией., пусковая и др. аппаратура. Датчик снабжен амперметром, от- гр^дуиров. в единицах концентрации Аг . Его сигнал может передаваться на регистрирующий прибор, устанавливаемый на диспетчерском пункте. Для САУДК необходимо дозирующее устройство,
Бункерный дозатор ДИМБА для растворов коагулянтов м извести
— исполнит, механизм; 2 — вал ножа-делителя; 3— приемный бункер; 4 —- бункер возврата; 5 — нож-делитель; б — стенки сливного лотка; 7— сливной лоток; 8 —• стабилизирующие щитки; 9 — переливные стенки приемного бункера; У) — лоток приемного бункера; 11 — приемный бункер; 13—рама
регулирующее подачу раствора хим. реагента и измеряющего его расход. В нашей стране в качестве дозирующих устройств используют насосы-дозаторы, мембранные клапаны в антикорроз. исполнении с электроприводом или бункерные дозаторы типа ДИМБА. Для измерения расхода, вводимого в воду отдозир. раствора реагента, регулирующее устройство дополняется расходомерами.
Автоматизация подщелачивания воды при коагуляции. Автоматический контроль осуществляют с помощью пром. pH-метров с проточным или погружным датчиком, оснащенным измерит, стекл. электродом и проточным вспомогат. Автоматизиров. система обеспечивает повышение pH до требуемого значения (8,5—9) при отклонении от него не более чем на ±0,2 единицы. Этот процесс осложнен интенсивным отложением карбонатов на стекл. электроде. Однако несложное устройство позволяет снимать их раствором соляной к-ты, не извлекая датчика рНгметра из потока воды.
Схема автоматизации процесса фторирования воды кремнефториевым и фтористым натрием включает чувствит. элемент с селективным электродом на фторид-ион, преобразователь, откуда сигналы поступают на ПИ-регулятор и далее через пусковую аппаратуру на привод органа, регулирующего расход раствора реагента, — клапан или насос-дозатор.
Применяютсясистемы автоматизации процесса обработки во-
Схема автоматизации подщелачивания природной воды на водоочистной станцииСхема автоматизации подщелачивания природной воды на водоочистной станцииАвтоматический вакуумный хлораторАвтоматический вакуумный хлоратор1 — винт регулирования давления; 2 — регулятор давления; 3 — коробка мембранного манометра; 4— коробка соединит.; 5 — кабели к блоку управления;6 — ротаметр; 7—маховик ручного управления; 8— переключатель режима управления; 9 — вентиль ре- дукц.1 — винт регулирования давления; 2 — регулятор давления; 3 — коробка мембранного манометра; 4— коробка соединит.; 5 — кабели к блоку управления;6 — ротаметр; 7—маховик ручного управления; 8— переключатель режима управления; 9 — вентиль ре- дукц.Схема автоматизации обработки воды хлором 1 — расходомер; 2 — блок управления; 3 — автомат, хлоратор; 4 — анализатор хлора; 5 — трубопровод хлорируемой воды; 6 — эжектор; 7 — вентильСхема автоматизации обработки воды хлором 1 — расходомер; 2 — блок управления; 3 — автомат, хлоратор; 4 — анализатор хлора; 5 — трубопровод хлорируемой воды; 6 — эжектор; 7 — вентиль
Схема автоматизации подщелачивания природной воды на водоочистной станции
Схема автоматизации подщелачивания природной воды на водоочистной станции
Автоматический вакуумный хлоратор
Автоматический вакуумный хлоратор
1 — винт регулирования давления; 2 — регулятор давления; 3 — коробка мембранного манометра; 4— коробка соединит.; 5 — кабели к блоку управления;
6 — ротаметр; 7—маховик ручного управления; 8— переключатель режима управления; 9 — вентиль ре- дукц.
1 — винт регулирования давления; 2 — регулятор давления; 3 — коробка мембранного манометра; 4— коробка соединит.; 5 — кабели к блоку управления;
6 — ротаметр; 7—маховик ручного управления; 8— переключатель режима управления; 9 — вентиль ре- дукц.
Схема автоматизации обработки воды хлором 1 — расходомер; 2 — блок управления; 3 — автомат, хлоратор; 4 — анализатор хлора; 5 — трубопровод хлорируемой воды; 6 — эжектор; 7 — вентиль
Схема автоматизации обработки воды хлором 1 — расходомер; 2 — блок управления; 3 — автомат, хлоратор; 4 — анализатор хлора; 5 — трубопровод хлорируемой воды; 6 — эжектор; 7 — вентиль
— насосы; 2 — импульсный ПИ-регулятор; 5 ■— потенциометр КДС с регулирующим устройством; 4 — преобразователь Р-215 рН-метра; 5 — датчик магистральный ДМ-5 pH-метра с электродами ЭСП-01- 14 и ЭКСВ-1; б—смеситель; 7 — регулирующий клапан; 8 — электропривод регулирующего клапана;
9 — указатель положения клапана; 10 — задатчик регулятора; 11 — усилитель тиристорный (пускатель магнитный реверсивный); 12 — реле пусковое промежуточное; 13 — ключ перевода на дистанц. управление дозированием извести или соды; 14 — ключ дистанц. управления дозированием реагентов
д ы хлором с дозированием его пропорционально расходу обрабатываемой воды. Более совершенны комбиниров. системы, в к-рых по осн. каналу связи регулируют дозу хлора по расходу воды, а по обратному каналу — содержание остаточного хлора с помощью автоматич, анализатора. При больших расстояниях между хлоратором и точкой ввода хлора эжектор устанавливают вблизи точки ввода, чтобы хлоропровод находился под разрежением.
Обычно автоматизируют процесс вторичного хлорирования, требующий более точной дозировки, соответствующей требованиям стандартов по содержанию остаточного хлора (0,5—0,7 мг/л после 30-минутного контакта). Необходимость автоматизации первичного хлорирования определяется задачами данной техноло-
гии обработки воды (обесцвечивание, подавление развития биологических обрастаний и т.д.)
Автоматизация аналитического определения хлора применяется для контроля остаточного содержания его в питьевой воде. В мировой практике для этой цели используют только автоматич, электрохим. анализаторы хлора, основ, на методе ампермет- рии. В нашей стране разработаны ампер- метрич. анализаторы АПК-IM и АХС- 203, а также КОХ-1 и АХВ. В анализаторах АХС напряжение создается гальванич. парой, составленной из платинового (катод) и медного (анод) электродов; в анализаторах АХВ, где используется чашечный ртутный электрод, применяется внешн. источник электропитания. Однако анализаторами с гальванич. парой платина — медь можно измерять только концентрацию свободного хлора. Потенциал связанного хлора не известен. Поэтому в амперметрич. анализаторах используют иодомотрич. методику определения общего хлора. С этой целью в воду, поступающую в электрохим. ячейку, добавляют иодит калия и буферный раствор для стабилизации значения pH, равного 44,5. При этом свободный и связанный хлор преобразуется в эквивалентное кол-во свободного иода, к-рый восстанавливается примерно при том же поляризац. напряжении. Т.о., одна и та же электрохим. ячейка пригодна для измерения свободного и суммарного хлора, если в нее добавить иодистый калий. Буферные растворы нужны в обоих случаях. В ряде зарубежных анализаторов хлора платиновый катод делают вращающимся.
Автоматизация управления фильтрами с зернистой загруз-
Автоматический анализатор хлораАвтоматический анализатор хлора
Автоматический анализатор хлора
Автоматический анализатор хлора
— отстойник; 2 — диафрагма; 3 — штуцер входной; 4 — сосуд пост, уровня; 5 — ввод сальниковый; б — колодка клеммная; 7 — электрод хлорсеребряный ЭВП-08; 8 — электрод вспомогат.; 9 — измерит, ячейка; 10 —• электрод индикаторный; И — патрубок сливной; 12 — поддон; 13 — контакт в виде платиновой проволоки; 14 —■ штуцер сброса воды; 15 — патрубок сливной дозатора
кой обеспечивает необходимую скорость фильтрования и выполнение всех операций по регенерации фильтров.
Осн. задача регулирования скорости фильтрования — воспрепятствовать слишком большой скорости фильтрования и выносу из фильтра песка, что может происходить после его промывки, когда еще не сформировалась пленка в верхних слоях загрузки. Разл. системы для автоматич, управления процессом регенерации (промывки) фильтров выполняют пять осн. операций: отключение фильтра от общей магистрали (0,5—1 мин); включение промывных насосов или напорного резервуара, а также воздуходувок для предварит, водовоздушного взрыхления загрузки (3— 5 мин); отключение воздуходувок и закрытие задвижки промывной воды (5— 10 мин); спуск первого фильтрата (3— 5 мин) и включение фильтра в рабочий цикл (1—2 мин). В зависимости от вида привода задвижек на обвязке фильтров системы управления бывают электрически
ми или гидравлическими. Последние получили распространение при химводоочи- стках энергетич. объектов и сохранились на нек-рых старых водопроводах. Сигналом вывода на промывку могут служить показания расходомера на водоотводящем трубопроводе каждого фильтра, предельное положение регулятора скорости или потери напора в загрузке фильтра, измеряемые дифференц. манометрами. Окончание промывки фильтра может производиться по сигналу мутномера, установленного на общем трубопроводе, отводящем промывную воду от группы фильтров. Полная автоматизация управления фильтрами осуществляется с помощью микропроцессорных программируемых устройств.
Автоматизация измерения мутноСти и цветности производится в неск. створах водоочистных станций неск. раз в сутки. Для этих целей применяют фотоколориме'тры (мутномеры), к-рые измеряют концентрацию взвеш. в-в по оп- тич. плотности. В этих приборах используют два способа измерения концентрации коллоидов и мелкодисперсных примесей: нефелометрич. (тиндалеметрич.) и турбо- диметрич. (абсорбционный). По первому способу измеряют рассеянный свет, по второму — поглощенный; используют и комбинацию этих способов. Существует обширный класс автоматич, мутномеров, обычно проточных, устанавливаемых на
месте и имеющих преобразователи оптич. плотности в электрич. ток для передачи данных на расстояние и в управляющие ЭВМ.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДПИТКИ — использование автоматич, устройств для регулирования подпитки тепловых сетей с целью поддержания в них заданного давления. Подпиточное устройство тепловых сетей восполняет утечки или потребляемый из тепловых сетей расход воды. Работа подпиточного устройства в источнике теплоты должна обеспечить как в гидродинамич. (при работе сетевого насоса СИ), так и в статич. (при остановке сетевого насоса) режимах поддержание пост, напора в точке Н перемычки 1—2, моделирующей данную тепловую сеть (схема а). Давление в этой точке, наз. нейтральной, используют в качестве импульса, подаваемого к регулятору давления РД. В гидродинамич. режиме при увеличении утечки теплоносителя из тепловой сети давление в точке Н снижается, клапан регулятора давления открывается, увеличивая подпитку тепловой сети, что приводит к восстановлению заданного давления в точке Н. При уменьшении утечки давление в этой точке повышается, и клапан регулятора давления закрывается, снижая подпитку. В статич. режиме при остановке сетевого насоса циркуляция теплоносителя в сети прекращается, и во всей системе теплоснабжения падает напор. Регулятор давления открывается на то время, пока напор в системе не станет равным заданному статич. напору, развиваемому подпиточным насосом ПН. В данной схеме А. и. в качестве регуляторов давления используют регуляторы косвенного действия гидравлич. или электрические.
При большой разности геодезич. отметок местности, когда принимают неск. статич. давлений отдельно для каждой из зон, в системе избирают неск. нейтральных точек — осн. на источнике теплоты и дополнит, в сетевых насосных станциях с подпиточными насосами и регуляторами давления.
В открытых системах теплоснабжения с резко перем, расходом воды в тепловой сети возможно опорожнение систем отопления концевых потребителей в часы интенсивного водоразбора, Для предотвращения этого давление, поддерживаемое подпиточным насосом, должно быть увеличено. В часы небольшого водоразбора давление должно быть восстановлено до исходного значения. Т.о., подпиточное устройство (схема б) в зависимости от величины водоразбора должно изменять напор в точке ТР перемычки 1—2, наз, точкой регулируемого давления. Для выполнения этого требования применяют двухимпуль- сный регулятор давления РД: первый им-
ПНПНСхемы автоматизации подпиткиСхемы автоматизации подпиткиа, б — на теплоисточнике при закрытой и открытой системах теплоснабжения; в — в тепловом пункте; ПС — сетевой подогреватель; СП — сетевой насос; ПН — подпиточный насос; Д — деаэратор; БА ■— бак- аккумулятор; РБ — расширительный бак; НО — насос отопления; РД—регулятор давления (регулятор подпитки); ОК — обратный клапан; ВВ — водомер; РТ—регулятор температуры; РО—регулятор отпуска тепла на отопление; РУ — регулятор уровня; ДР — датчик расхода; И —- нейтральная точка; ТР — точка регулируемого давления;!,2 — перемычками 4 — соответственно II и I ступени водонагревателя горячего водоснабжения; КД, К2— регулирующие клапаны; гн, Тот — датчики температуры наружного воздуха и воды, подаваемой в систему отопления
ПН
ПН
Схемы автоматизации подпитки
Схемы автоматизации подпитки
пульс давления поступает к регулятору от точки ТР, второй — от датчика расхода ДР, измеряющего расход воды в обратном сетевом трубопроводе. Сигнал от первого импульса увеличивается с ростом давления в точке ТР и уменьшается со снижением этого давления; сигнал от второго импульса,наоборот, снижается с ростом расхода обратной воды и увеличивается со снижением этого расхода.
Когда водоразбор увеличивается, снижается расход воды в обратном трубопроводе и возрастают сигнал от датчика этого расхода ДР и суммарный сигнал от обоих импульсов, т.е. возрастает давление, к-рое должен поддерживать регулятор давления РД, что приводит к открытию клапана К2. В точке ТР устанавливается более высокое давление, вследствие
чего предотвращается опорожнение систем отопления зданий. Когда водоразбор отсутствует, расход воды в обратном трубопроводе увеличивается, уменьшаются сигнал от датчика расхода ДР и суммарный сигнал, т.е. уменьшается давление, к-рое должен поддерживать регулятор давления в точке ТР. Это приводит к прикрытию клапана К2 и восстановлению давления в точке ТР до исходного значения.
При наличии бака-аккумулятора БА, если водоразбор возрастает, клапан К2 открывается, клапан К1 закрывается, подпиточная вода с помощью подпиточных насосов ПН подается из бака-аккумулятора в тепловую сеть. Когда водоразбор уменьшается, клапан К2 закрывается, а клапан К1 открывается, и подпиточными насосами подача воды от деаэратора Д на зарядку бака-аккумулятора увеличивается. Степень заполнения этого бака контролируется регулятором уровня РУ. В качестве автоматич, устройств применяются электронные автоматические регуляторы.
Подпиточные устройства предусматриваются и у потребителей в их тепловых пунктах при независимом присоединении систем отопления (схема в). Если давление в обратном сетевом трубопроводе Ноб достаточно, то на линии подпитки подпиточные насосы ПН не используют, и давление в обратном трубопроводе тепловой сети потребителя Нп до насосой отоп
ления НО поддерживается регулятором подпитки РД. Если давление Ноб недостаточно, используют подпиточные насосы ПН с электрозадвижкой на нагнетании (на схеме в не показана). А.п. в этом случае заключается в автоматич, включении и отключении подпиточных насосов ПН по импульсу от регулятора уровня в расширительном баке РБ, а при отсутствии последнего — по импульсу давления Нп в обратном трубопроводе до насосов отопления.
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — процесс перевода этих систем на автоматич, (без участия человека) или автоматизиров. (с участием человека) управление. Различают частичную, комплексную и полную-автоматизацию. В системах вентиляции (СВ) и системах кондиционирования воздуха (СКВ) широко применяют первые две. Цель автоматизации систем — контроль (в т.ч. измерение) их параметров; регулирование процессов тепломассообмена; защита оборудования при аварийных ситуациях и блокировка; управление электроприводами оборудования; сигнализация о норм, работе оборудования, а также аварийных (предаварийных) ситуациях.
Технич. средства автоматизации СВ и СКВ включают: первичные преобразователи (датчики); вторичные приборы; автоматич. регуляторы и управляющие вычислит. машины; исполнит, механизмы и регулирующие органы; электротехнич. аппаратуру управления электроприводами. Широко применяют простейшие измерит. приборы (стекл., ртутные или спиртовые термометры, пружинные манометры, поплавковые указатели уровня и др.) и регуляторы прямого действия (темп- ры, давления, расхода, уровня). В осн. используют приборы и аппаратуру общепро- мышл. назначения, однако ряд устройств разработан специально для автоматизации СВ и СКВ (электронные регуляторы темп-ры ТМ-8, Т-48, датчики для измерения влажности воздуха и др.).
Параметры, наблюдение за к-рыми необходимо для правильной и экономичной работы СВ и СКВ, контролируют показывающими приборами. На щиты автоматизации выносят приборы контроля осн. параметров, отображающих работу систем в целом. Приборы контроля промежуточных параметров устанавливают в местах, наиболее удобных для снятия их показаний.
Приточные системы вентиляции оснащают приборами для измерения: темп- ры воздуха в обслуживаемых помещениях, а также приточного, если системы не совмещены с отоплением, и наружного воздуха; темп-ры воды и давления воды или пара до и после воздухонагревателей;
^ерепада давления воздуха на фильтрах. •Цля вентиляц. установок, располож. в од- ^ом здании или Помещении, темп-ру наружного воздуха, темп-ру и давление теплоносителя перед воздухонагревателями Обычно контролируют общими измерит. Приборами. Установки кондиционирования воздуха дополнительно оснащают Приборами для измерения давления и ^емп-ры холодной воды или рассола от холодильной станции, а также приборами контроля темп-ры и влажности по ходу Обработки воздуха. .
По виду используемой энергии различают электрич. и пневматич. системы Ннтоматич. регулирования вентиляции и кондиционирования воздуха. Первая Употребляется при отсутствии в здании ис- Ч'очников сетей и сжатого воздуха и для Реализации сложных функцион. зависимостей (законов) регулирования, вторая — в пожаро- и взрывоопасных поме- хцениях и при наличии в здании источников и сетей сжатого воздуха с параметрами, необходимыми для надежной работы Пневматич. приборов. При большом числе регулирующих органов возможно применение электропневматич. систем, состоя- идих из электрич. датчиков и пневматич. исполнит. механизмов. В тех случаях, когда перерывы в работе СВ и СКВ недопустимы, в конгурах-ршулирования предусматривают спец, устройства (байпасные панели, кнопки и ключи управления и др.) для дистанц. ручного управления исполнит. механизмами.
Заданная темп-pa воздуха в помещениях, обслуживаемых системами вентиляции, поддерживается изменением темп- ры или кол-ва приточного воздуха (качеств. или количеств, регулирование) или обоими способами одновременно. В приточной системе вентиляции автоматич, регулирование темп-ры воздуха осущест- нляется изменением теплопроиз-сти воздухонагревателей, к-рое достигается с помощью регулирующего клапана на обратной линии теплоносителя (воды). При наличии в схеме обвязки воздухонагревателя смесительного насоса применяют систему качеств, регулирования; потоки горячей и обратной воды смешиваются двумя проходными или одним трехходовым регулирующими клапанами, в рециркуляц. системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха смешение разл. кол-в наружного и рециркуляц. воздуха выполняется сдвоенным смесит, воздушным клапаном или проходными воздушными клапанами (заслонками), установленными в каналах наружного и ре- пиркуляц. воздуха. В последнем случае в схеме автоматич, регулирования предусматривают балансные реле для синхронизации работы воздушных клапанов. При количеств, регулировании СВ и СКВ способ изменения произ-сги вентилятора за
висит от требуемого диапазона (глубины) регулирования и мощности вентиляторной установки. Предпочтительно применение направляющих аппаратов или электроприводов перем, частоты вращения (тиристорное управление электродвигателями вентиляторов).
Датчики для регулирования темп-ры и относит, влажности воздуха устанавливают в характерных точках обслуживаемых помещений, при этом они не должны подвергаться воздействию теплоты от нагретых поверхностей, находиться в местах с недостаточной циркуляцией воздуха и в зоне действия приточных струй. Допускается их установка в рециркуляц. каналах, если это не приведет к значит, запаздыванию процесса регулирования. В помещениях с неравномерными тепло- и влаговыделениями предусматривают системы зонального регулирования: датчики устанавливают в каждой зоне с равномерными нагрузками. Установка датчиков в рециркуляц. каналах в этом случае приводит к существ, уменьшению точности регулирования. В системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха, обслуживающих большое число помещений с постоянными теплоизбытками, допускается установка датчиков темп-ры в приточных или рециркуляц. каналах. При наличии зональных воздухонагревателей или воздухоувлажнителей изменение их произ-сти происходит по команде датчиков, размещаемых в рабочей зоне обслуживаемых помещений. Датчики для автоматич. регулирования давления или разности давления в помещениях, камерах статич. давления или приточных каналах устанавливают внутри них.
Для отопит, вентиляц. агрегатов в пром, зданиях предусматривают двухпо- зиц. автоматич, регулирование темп-ры воздуха путем включения и отключения теплоносителя и вентилятора каждого агрегата или группы агрегатов. Установки кондиционирования воздуха, как правило, регулируют по методу "точки росы"; метод "оптим. режимов" не находит широкого применения из-за сложностей его технич. реализации. Автоматич, защиту воздухонагревателей от замораживания предусматривают при выключенной СВ и СКВ, если возможно проникание в зону воздухонагревателя наружного воздуха с отриц. темп-рой, при работающей системе, если вероятно падение давления или нарушение темп-рного графика сетевой воды при отриц. темп-ре воздуха, поступающего в воздухонагреватель. Предохранение воздухонагревателей от замерзания в момент запуска системы обеспечивает дистанционное открытие клапана на теплоносителе для прогрева воздухонагревателя перед включением вентилятора и открытием клапана на наружном воздуховоде. Разработана схема защиты, предусматри
вающая установку двух термореле, при срабатывании к-рых на трубопроводе открывается клапан, подается сигнал аварии и отключается приточный вентилятор. При насосной обвязке воздухонагревателя надежность его защиты повышается.
В СВ и СКВ действует блокировка исполнит. механизмов клапанов (заслонок) наружного и удаляемого воздуха, а также клапанов на трубопроводах тепло- и холо- доносителя с электроприводом вентилятора, а в системах, работающих с переменным кол-вом наружного и рециркуляц. воздуха, — устройства, фиксирующего клапан (заслонку) на наружном воздухе в положении, обеспечивающем расход наружного воздуха не ниже требуемого по сан. норме. При дистанц. управлении системами необходимо предусматривать блокировку электроприводов насосов, фильтров, рециркуляц. и вытяжных вентиляторов с электроприводами приточных вентиляторов. Управление электроприводами СВ и СКВ в зависимости от расположения средств управления подразделяют на местное и дистанционное. При первом кнопки и ключи управления размещают на местных щитах или непосредственно у электроприводов, при втором обеспечивают блокировку управления всеми электроприводами системы и сигнализацию их включения. Кнопки опробывания и выключатели целесообразно размещать с учетом обеспечения безопасности ремонтных и наладочных работ. Для электроприводов, работающих в автоматич, режиме, устанавливают избиратели управления, а также сигнализацию их аварийного отключения. Предусматривают также световую и звуковую сигнализацию о норм, работе оборудования и об аварийных или предаварииных ситуациях.
В ряде случаев целесообразно и экономически оправданно централизов. диспетчерское управление системами вентиляции и кондиционирования воздуха, особенно на крупных предприятиях и в об- щсст. зданиях. В этом случае обеспечивается оперативность контроля и управления, сокращается штат обслуживающего персонала и экономятся энергоносители.
АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — использование комплекса автоматич, устройств для управления технолог, процессами в системах теплоснабжения. А.с.т. включает регулирование (в частности, стабилизацию) параметров, управление работой оборудования и агрегатов (дистанц., местное) , защиту и блокировку их, контроль и измерение параметров, учет расхода отпускаемых и потребляемых ресурсов, телемеханизацию управления контроля и измерения. А.с.т. обеспечивает высокое качество управления работой отдельных
объектов и всей системы теплоснабжения в целом, повышает надежность и уровень эксплуатации систем теплоснабжения, способствует экономии энергетич., материальных и трудовых ресурсов. При автоматизации центральных тепловых пунктов (ЦТП) гор. микрор-нов решают след, задачи: регулирование подачи (отпуска) теплоты на отопление зданий; регулирование темп-ры воды для горячего водоснабжения; регулирование перепада давления сетевой воды на входе в ЦТП при наличии избыточного напора в тепловой сети; ограничение макс, расхода сетевой воды с целью сокращения расчетного расхода ее; регулирование перепада давления воды в распределит, сетях отопления; регулирование давления (подпора) в обратном трубопроводе от систем отопления для защиты их от опорожнения; регулирование уровня воды в баке-аккумуляторе системы горячего водоснабженя; регулирование подпитки систем отопления в ЦТП с независимым присоединением этих систем; регулирование и управление процессами водоподготовки (при ее наличии) ; управление включением и отключением насосов —- хозяйств, (холодного водоснабжения), циркуляр, горячего водог снабжения, подпиточных, циркуляр, отопления или корректирующих смесит, и дренажных с блокировкой с соответствующими электрозадвижками и клапанами; включение резервных насосов для каждой из указ, групп; измерение темп-p, давлений, уровней воды с сигнализацией их предельных значений; учет и измерение кол-ва и расхода теплоты, теплоносителей и холодной воды; учет электроэнергии; телемеханич. контроль, измерение и управление из диспетчерского пункта. Аналогичные задачи, но в меньшем объеме, решают и при автоматизации тепловых пунктов (ТП) меньшей мощности различного типа — индивид. (ИТП) и местных (МТП), т.е. отопит, узлов зданий, присоединен, к распределит, тепловым сетям от ЦТП. Задачи автоматизации насосных станций разл. назначения — см. Автоматизация насосных станций.
В силу взаимосвязанности тепловых и гидравлич. режимов работы источника теплоты, тепловых сетей и тепловых пунктов потребителей необходима комплексная А.с.т. Структурная схема комплексно автоматизированной системы теплоснабжения крупного города в общем случае включает: звенья объекта управления — источники теплоты, тепловые сети от них; узлы распределения; тепловые пункты; ступени автоматич, регулирования отпуска теплоты и гидравлич. режима, раз- мещ. в звеньях; диспетчерские пункты теплоэнергетич. предприятия (предприятия тепловых сетей).
Комплекс средств автоматич, регулирования отпуска теплоты в системе тепло-
Структурная схема комплексно автоматизированной системы теплоснабжения (вариант)
•1 — источник теплоты; 2,9 — магистральная тепловая сеть; 3 — индивидуальный тепловой пункт (ИТП) с водонагревателем (смесительным устройством) горячего водоснабжения; 4 — центральный тепловой пункт (ЦТП); 5 — отопительный узел здания (без водонагревателя или смесительного устройства горячего водоснабжения), присоединенный к распределительным сетям от ЦТП; 6 — диспетчерский пункт объединенной диспетчерской службы инженерного оборудования микрорайона; 7 — метеопункт района; 8 — узел распределения или ЦТП без установок горячего водоснабжения; 10 — диспетчерский пункт энергосистемы; 11 — то же, предприятия тепловых сетей; 12 — метеослужба города; а — тепловые сети; б — липни связи диспетчерских пунктов тепловых сетей; в — то же, объединенной диспетчерской службы
снабжения предусматривает ступени: центр, регулирования в источнике теплоты (теплоэлектроцентрали, котельной); группового регулирования — в центр, тепловых пунктах, узлах распределения; местного общедомового (на все здание) регулирования или местного пофа- садного (позонного) регулирования в ИТП при наличии пофасадмого (позонного) разделения систем отопления здания; индивид. регулирования у нагреват. приборов в помещениях здания. Регулирование отпуска теплоты в ступенях может осуществляться с применением след, автоматич, систем: регулирования темп-ры воды на отопление в зависимости от метеорологич. параметров (темп-ры наружного воздуха) по заданному темп-рному графику (регулирование "по возмущению)"; регулирования темп-ры воздуха в помещениях (регулирование "по отклонению"); комбини- ров. регулирования "по возмущению" и "по отклонению", к-рое может осуществляться как одной ступенью, так и сочетанием двух ступеней в разных звеньях сис
темы теплоснабжения — одна "по возмущению", другая — "по отклонению".
Выбор рационалыгбго комплекса ступеней регулирования отпуска теплоты производится в зависимости от структуры распределительных тепловых сетей, наличия пофасадного разделения' системы отопления здания и средств индивид, регулирования в помещениях. Указанные структуры сетей отличаются кол-вом трубопроводов и размещением водонагревателей или смесит, устройств горячего водоснабжения. Технич. решения по автоматизации регулирования отпуска теплоты в различных ступенях регулирования, регулирования гидравлич. режимов работы, управления оборудованием и защиты тепловых сетей и потребителей см. Автоматизация тепловых пунктов, Автоматизация насосных станций. Защита тепловых сетей.
Для ступени центр, регулирования рацион, режим отпуска теплоты выбирают с учетом типа теплоисточника, вида тепловой нагрузки (жилищно-коммун. потребители, нагрузка пром, предприятий) и степени охвата ТП автоматизацией регулирования отпуска теплоты на отопление (сплошной, частичный). В целях экономии ресурсов в источниках теплоты широко применяют центр, регулирование по совмещенной тепловой нагрузке по т.н. скорректиров. графику темп-p, а в ТП выбирают такую схему присоединения водонагревателя горячего водоснабжения, чтобы обеспечить работу установок отопления и горячего водоснабжения по режиму связанного регулирования (см. Автоматизация тепловых пунктов). В этом случае суммарная тепловая нагрузка ТП выравнивается за счет теплоаккумулирующей способности строит, конструкций отапливаемых зданий. При указ, режимах комплексная А.с.т. обеспечивает существ, снижение расчетного расхода сетевой воды в магистр, тепловых сетях и, следовательно, уменьшение диаметров трубопроводов сетей.
При сплошной автоматизации регулирования отпуска теплоты на отопление в ЦТП и ИТП целесообразно центр, регулирование при пост, темп-pc в сети более 100°С. При таком режиме снижаются повреждаемость теплопроводов от наружной коррозии и расход электроэнергии на перекачку теплоносителя.
При комплексной А.с.т. достаточно высоким должен быть уровень диспетчеризации этих систем (см. схему). Система теплоснабжения с помощью системы диспетчерского управления должна иметь связи с пунктами сбора и передачи метеорологич. информации 7, 12, с диспетчерскими пунктами ТЭЦ и энергосистемы 10, пунктами службы инженерного оборудования микрорайонов б, городского водопровода, электроснабжения, газового и
ТЭЦТЭЦРАЙОННОЕРАЙОННОЕЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕУПРАВЛЕНИЕУПРАВЛЕНИЕАСДУАСДУКОТЕЛЬНЫЕКОТЕЛЬНЫЕТЕПЛОСНАБЖАЮЩЕЕТЕПЛОСНАБЖАЮЩЕЕПРЕДПРИЯТИЕПРЕДПРИЯТИЕАСУ ТПАСУ ТПГОРОДАГОРОДАцтпцтпжилищноежилищноемтпмтпАСУЖХАСУЖХУПРАВЛЕНИЕУПРАВЛЕНИЕдп одедп одеНАСОСНЫЕ СТАНЦИИНАСОСНЫЕ СТАНЦИИАСУТЭЦАСУТЭЦВЕДОМСТВЕННАЯПРИНАДЛЕЖНОСТЬВЕДОМСТВЕННАЯПРИНАДЛЕЖНОСТЬОБЪЕКТЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГОУПРАВЛЕНИЯОБЪЕКТЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГОУПРАВЛЕНИЯДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА И АСУДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА И АСУДПДПтезетезедпдптптпСтруктурная схема автоматизированного дис- петчерского управления теплоснабжением крупного города (вариант)Структурная схема автоматизированного дис- петчерского управления теплоснабжением крупного города (вариант)
ТЭЦ
ТЭЦ
РАЙОННОЕ
РАЙОННОЕ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
АСДУ
АСДУ
КОТЕЛЬНЫЕ
КОТЕЛЬНЫЕ
ТЕПЛОСНАБЖАЮЩЕЕ
ТЕПЛОСНАБЖАЮЩЕЕ
ПРЕДПРИЯТИЕ
ПРЕДПРИЯТИЕ
АСУ ТП
АСУ ТП
ГОРОДА
ГОРОДА
цтп
цтп
жилищное
жилищное
мтп
мтп
АСУЖХ
АСУЖХ
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
дп оде
дп оде
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
АСУ
ТЭЦ
АСУ
ТЭЦ
ВЕДОМСТВЕННАЯ
ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ
ВЕДОМСТВЕННАЯ
ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ
ОБЪЕКТЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ
ОБЪЕКТЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ
ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА И АСУ
ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СЛУЖБА И АСУ
ДП
ДП
тезе
тезе
дп
дп
тп
тп
Структурная схема автоматизированного дис- петчерского управления теплоснабжением крупного города (вариант)
Структурная схема автоматизированного дис- петчерского управления теплоснабжением крупного города (вариант)
РЭУ — районное энергоуйравление; ТСЭС —• тепловые сети энергосистемы; ТП — теплоэнергетические предприятия города; ОДС — объединенная диспетчерская служба жилищного хозяйства; МК — магистральные камеры; К — контроль; У — управление; ЦТП — центральные тепловые пункты; МТП — местные тепловые пункты (отопительные узлы); ИТП — индивидуальные тепловые пункты; а — тепловые сети теплоэнергетического предприятия города от ТЭЦ; б — то же, от источников теплоэнергетического предприятия города
жилищного х-ва. Передача контрольной и командной информации между звеньями системы (ступенями регулирования) и диспетчерским пунктом теплоэнергетич. предприятия 11 осуществляется с применением средств телемеханизации и вычислит. техники путем создания тепломеха- низиров. или автоматизированных систем диспетчерского управления централизованным теплоснабжением (АСДУЦТ) или АСУ технологич. процессами (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением).
Структуру системы диспетчерского управления теплоснабжением принимают в зависимости от мощности, структуры и ведомств, принадлежности сооружений систем теплоснабжения (см. Диспетчерское управление теплоснабжением).
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ
ПУНКТОВ — использование в тепловых
пунктах (ТП) систем теплоснабжения автоматич, устройств для управления режимами работы разнообразных и много- числ. потребителей и согласования их с общим режимом работы источников теплоты и тепловой сети. ТП — орган управления не только системами отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, но и тепловой сетью. А.т.п. обеспечивает надежное функционирование системы теплоснабжения и экономичное потребление теплоты.
Автоматизация работы устройств нагрева воды на г о- р я ч е е водоснабжение в ТП предусматривает одноврем. автоматич, регулирование отпуска теплоты на отопление зданий, что дает значит, экономия, эффект. Наибольшее распространение для решения этих задач' в ТП закрытых систем теплоснабжения получили смешанные схемы присоединения их водонагревателя горячего водоснабжения с ограничением макс, расхода сетевой воды. А.т.п. со смешанной схемой включения водонагревателя горячего водоснабжения с ограничением расхода и независимой схемой присоединения систем отопления через водонагреватель включает (схема а): регулятор темп-ры воды на горячее водоснабжение, обеспечивающий постоянство заданной темп-ры tr; регулятор отпуска теплоты на отопление 4, обеспечивающий поддержание заданного графика темп-ры воды, т.е. зависимости темп-ры воды на
отопление от темп-ры наружного воздуха тот "Жд", устройство ограничения расхода сетевой воды на ТП Ос, состоящее из датчика расхода и компаратора (узла сравнения), входящего в рщулятор отпуска теплоты. Схемы ТП с ограничением расхода рассчитаны на работу при отпуске источником теплоты по скорректиров. графику темп-p, отличающемуся от отопит, графика на величину определ. надбавки.
При пике нагрузки горячего водоснабжения при наличии устройства ограничения расхода и воздействии его на клапан 4К регулятора 4 здание недополучает теплоту на отопление. При этом суммарный расход сетевой воды Gc не превышает своею расчетного значения, к-рый принимают близким к отопит, расходу. При малой нагрузке горячего водоснабжения 1 ночью) здания получают теплоту на отопление с определен.*избытком.
Величину надбавки в графиках темп- р, поддерживаемых на источнике теплоты и регулятором 4 в ТП, рассчитывают т.о., чтобы за сутки при данной среднесуточной теми-ре наружного воздуха здания получали необходимое кол-во теплоты. Благодаря аккумулирующей способности ограждающих конструкций отапливаемых зданий процесс периодич. недодачи теп- лспл и подачи ее с избытком существенно не сказывается на темп-ре воздуха в поме- шениях. Так как расчетный расход сетевой воды в ТП принят близким к отопит., т.е. практически нс учитывается нагрузка горячего водоснабжения, диаметры трубопроводов и соответственно затраты на подводящие тепловые сети наименьшие, что особенно экономично при большом радиусе действия и большой мощности системы теплоснабжения.
В 'ГП открытых систем теплоснабжения для нагрева воды па горячее водоснабжение применяют схемы с непосредств. водозабором и использованием автомати- зир. смесит, устройств (см. Регулирующий клапан смешения). В качестве средств регулирования используют электронные автоматические регуляторы такие, как микропроцессорные регуляторы типа "'Геплар-НО" (для ИТП) или типа "Теп- лар-Ш" (дляЦТП).
Автоматизация регулирования отпуска теплоты на отопление» ТП имеет целые дополнить центр, регулирование отпуска теплоты в ее источнике. Реализуется в виде рацион, сочетания ступеней автоматич, регулирования — группового в ЦТП, местного общедомового или пофасадного в ИТП (см. Автоматизация систем теплоснабжения). Групповое автоматич, регулирование отпуска теплоты на отопление "по возмущению" в ЦТП с зависимым присоединением систем отопления зданий осуществляется с помощью двух регуляторов отпуска теплоты и перепада давлений при установке в
1"/^ ВОДОСНАБЖЕНИИ1"/^ ВОДОСНАБЖЕНИИВ СИСТЕМУ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯВ СИСТЕМУ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ113 ИЗ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО113 ИЗ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГОСхемы автоматизации тепловых пунктовСхемы автоматизации тепловых пунктовGc 71Gc 71ИЗ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯИЗ СИСТЕМЫОТОПЛЕНИЯа
1"/^ ВОДОСНАБЖЕНИИ
1"/^ ВОДОСНАБЖЕНИИ
В СИСТЕМУ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
В СИСТЕМУ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
11
3 ИЗ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО
11
3 ИЗ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО
Схемы автоматизации тепловых пунктов
Схемы автоматизации тепловых пунктов
Gc 71
Gc 71
ИЗ СИСТЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ
ИЗ СИСТЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ
6
ЦТП корректирующих насосов смешения, а в ЦТП с независимым присоединением — с помощью одного регулятора отпуска теплоты 4 (схема а).
Вариант автоматизации узла корректирующих насосов смешения с двумя регуляторами (схема б) отличается наличием переключающего устройства 3,
8 СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ
(ДЛЯ ЦТПК ЭЛЕВАТОРАМ 8 ЗДАНИЯХ)
ПОДПИТКА 11ПОДПИТКА 11а — со смешанным присоединением горячего водоснабжения с ограничением расхода и независимым присоединением системы отопления; 1 — регулятор температуры воды на горячее водоснабжение; 1К — его регулирующий клапан; 2,9—И и 1 ступени водонагревателя горячего водоснабжения; 3 — рециркуляционный насос горячего водоснабжения; 4—регулятор отпуска теплоты на отопление (гн — температура наружного воздуха, Тот — температура воды, подаваемой в систему отопления); 4К — его регулирующий клапан;5 — датчик устройства ограничения расхода; б — водомер; 7 — теплосчетчик (71, 72 — температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах); 8 — водонагреватель отопления; 16— циркуляционный насос отопления; 11 —электродвигатель; б —с корректирующими насосами смешения и двумя регуляторами с переключением их регулирующих клапанов: 1 — регулятор температуры воды на отопление; 2 — регулятор перепада давлений воды на отопление; &, 2К — регулирующие клапаны; 3 — переключающее устройство; 4 и 5 — концевые выключатели регулирующих клапанов 1К и 2К; б — насосы смешения; щ — датчик температуры наружного воздуха; Тот — датчик температуры воды на отопление; Ар — датчик перепада давлений; в —с пофасаднымы регулированием и независимым присоединением системы отопления: А и Б —- фасады здания; НА и ИБ—насосы отопления; ВА
ПОДПИТКА 11
ПОДПИТКА 11
к-рое под воздействием концевых выключателей 4,5клапанов IK, 2К регуляторов темп-ры и перепада давлений воды может переключать выходы этих регуляторов к своим клапанам. При наличии в тепловой сети требуемой графиком темп-ры, как показано на схеме б, к регулятору 1 подключен клапан 1К, а к ре
гулятору 2 — клапан 2К. Поэтому регуляторы 1 и 2 осуществляют регулирование требуемой темп-ры и перепада давлений воды на отопление соответственно. Когда в тепловой сети темп-pa воды ниже требуемой по графику, клапан 1К регулятора темп-ры воды полностью открывается, замыкается его концевой выключатель и переключающее устройство переключает выходы регуляторов темп- ры воды и перепада ее давлений. При этом регулятор 2 регулирует перепад давлений клапаном 1К, а регулятор 1, регулируя темп-ру воды, закроет клапан 2К, после чего отключаются насосы. Схема обеспечит требуемую при данных условиях стабилизацию гидравлического режима в сети и у потребителя и, следовательно, защиту их от разрегулировки. Такая самоприспосабливающаяся система регулирования и защиты реализована в микропроцессорном регуляторе типа "Теплар-1И".
Групповое автоматич, регулирование отпуска теплоты на отопление в ЦТП обеспечивает ее экономию, особенно в переходный осенне-весенний период отопительного сезона, когда в тепловой сети источником теплоты поддерживается темп- ра воды, к-рая требуется для горячего водоснабжения, но превышает потребную для отопления зданий.
Большую экономию теплоты й точность регулирования обеспечивает ггофа- садное комбиниров. регулирование отпуска теплоты на отопление в ИТП, т.к. оно производится отдельно для помещений каждого фасада здания, что позволяет достаточно полно учесть влияние солнечной радиации и ветра на каждый фасад, а также внутр, теплопоступления. Вариант схемы автоматизации пофасадного регулирования в ИТП с независимым присоединением пофасадно разделенной системы отопления (схема в) включает: регулирующий прибор двухканального типа (см. Электронные автоматические регуляторы), к к-рому подключены датчик темп-ры наружного воздуха tm датчики темп-ры воды гот, подаваемой в системы ■ отопления фасадов А и Б; датчики темп- ры воздуха (в в помещениях фасадов; регу- ' лирующие клапаны КА, КБ. При облучении солнцем фасада, например А, повышается темп-pa воздуха в его помещениях, по импульсам от датчиков tB регулирующий прибор РП с помощью прикрываемого клапана КА понижает темп-ру воды на отопление Тот, отчего темп-pa воздуха в этих помещениях приходит к заданному значению. Автоматич, регуляторы систем отопления и установок для нагрева воды в ТП снабжают таймерами с целью осуществления программного снижения отпуска теплоты в ночное и нерабочее время, чем достигается дополнительная экономия теплоты.
Автоматизация гидравлического режима и защиты потребителей в ИТП необходима для соблюдения условий, обеспечивающих норм, работу систем отопления: в дина- мич. режиме — для залива местных систем отопления без разрушения нагреват. приборов и для возможности подачи расчетного расхода воды в местную систему отопления; в статич. режиме — для залива местных систем без разрушения нагреват. приборов.
Если возможно опорожнение систем отопления, в схеме автоматизации ТП добавляется регулятор подпора на обратной линии; схему его включения см. Регуляторы давления и расхода. Если возможно разрушение нагреват. приборов, на обратной линии устанавливаются подкачивающие насосы и регулятор подпора (см. Автоматизация насосных станций). Если не обеспечен требуемый (расчетный) расход воды в местной системе отопления, то устанавливают подкачивающие насосы на обратной линии или заменяют элеваторы насосами смешения (в ИТП) с применением соответствующей автоматизации.
Автоматизация управления насосами ТП, в к-рых функционируют неск. групп насосов, обеспечивающих работу теплопотребляющих установок, предусматривает: автоматич, включение резервного насоса по импульсу падения давления на нагнетательном трубопроводе рабочего насоса; включение и отключение подпиточного насоса по импульсу уровня в расширит, баке (см. Автоматизация подпитки); включение резервного насоса горячего водоснабжения как дополнит, при увеличении расхода воды на горячее водоснабжение (при работе насосов по циркуляц.-повысит, схеме). В группе хоз. насосов (холодного водоснабжения) независимо от их числа и схемы включения осн. рабочий насос включается по импульсу падения давления в холодном водопроводе до насосов. Второй рабочий и резервный насосы (при наличии в группе трех насосов) включаются при увеличении расхода холодной воды.
Автоматизация управления насосами осуществляется с помощью датчиков давления, уровня, темп-p, расхода, к-рые через промежуточные реле управляют с помощью магнитных пускателей электродвигателями насосов. В ТП без пост, обслуживающего персонала управление осуществляется из диспетчерского пункта с помощью средств телемеханизации.
Автоматизация измерения параметров теплоносителя и учета расхода теплоты. Для контроля режимов работы ТП с помощью показывающих и самопишущих приборов осуществляются: измерение темп-ры — в подающем и обратном трубопроводах, на входах и выходах каждой из ступеней во
донагревателя горячего водоснабжения, на выходе ТП в систему отопления, обратной воды после водонагревателя отопления, нагреваемого воздуха в системах вентиляции; давления — в подающем и обратном трубопроводах на входе в ТП, в холодном водопроводе, в подающем и циркуляц. трубопроводах горячего водоснабжения, в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, на входах и выходах каждой из ступеней водонагревателя горячего' водоснабжения, на нагнетательном трубопроводе каждого из насосов; расхода -- сетевой воды в ТП, водопроводной воды, горячей и циркуляц. воды в системе горячего водоснабжения при открытой системе теплоснабжения, воды на подпитку.
Учет потребляемой теплоты осуществляется установленными в ТП теплосчетчиками или комплектами самопишущих приборов измерения темп-p и расхода теплоносителя. Контроль режимов работы ТП, где нет пост, обслуживающего персонала, производится путем измерения осн. параметров из диспетчерского пункта теплоснабжающего предприятия с помощью средств телемеханизации (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением).
АВТОМАТИЗАЦИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ сточных ВОД — применение системы контроля и управления технологическими процессами, происходят, в водоочистительных сооружениях, полностью или частично обеспечивающей их работу без участия обслуживающего персонала. К контролируемым технологическим параметрам относятся расход сточной воды и реагентов, величина pH, электрич. проводимость, концентрации растворенных ор- ганич., минер, и механич. примесей. Осн. автоматизируемыми процессами являются реагентная, ионообменная, электрохимич. и флотац. очистка. Контроль и регулирование расхода сточных вод и раствора реагентов осуществляют с помощью сужающих устройств (диафрагм, труб Вентури и др.), оборудован, вторичными показывающими или записывающими приборами.
Величина pH является одним из осн. параметров автоматич, контроля и регулирования процессов очистки сточных вод, к-рый обеспечивает информацию о степени загрязнения их к-тами и щелочами, во многих случаях определяет скорость и направление хим. реакций. Значения pH измеряют с помощью pH-метров типа рН220, выпускаемых серийно. Электрич. проводимость, определяемую общим соле- содержанием, измеряют кондуктометрии, концентратомерами. К их числу относятся кондуктометры типа АКК-01 и АКК-02, а также специализиров. многопредельные кондуктометрии, анализаторы с автома- тии. переключением диапазонов типа
АУМ-201, предназнач. для измерения уд. электрич. проводимости сточных вод, загрязненных к-тами, щелочами и солями. Концентрацию растворенных загрязняющих примесей в сточных водах измеряют с - использованием потенциометрии., фотометрии., амперометрии, и кондуктометрии. методов контроля..
Для контроля цианидов и шестивалентного хрома существуют сигнализаторы наличия или отсутствия их в сточных водах — СЦ-2 и СХ-2. Эти приборы снабжены устройством электрохим. очистки электродных систем, что позволяет исключить влияние примесей железа, СПАВ и нефтепродуктов, мешающих измерению. Для определения концентрации шестивалентного хрома существует автоматич. фотоколориметрич. концентратомер АХСВ-201, имеющий два диапазона: 0— 0,5 мг/л — для очищ. воды и 0— 100 мг/л — для загрязненной.
Для контроля и регулирования концентрации ионов натрия, кальция, хлоридов, нитратов и цианидов используют ионоселективные электроды в комплекте с высокоомными преобразователями типа П-215 или П-210. Для определения мутности сточной воды применяют серийно выпускаемые фотометрич. приборы.
При использовании систем автоматического управления (САУ) процессов очистки сточных вод применяют серийно выпускаемые отечеств, пром-стью линейные регуляторы, реализующие пропорциональный, пропорционально-интегральный, пропорционально-интегральнодифференциальный законы ршулирова- ния. В нек-рых случаях дополнителыю необходима разработка специализиров. корректирующих устройств.
Основная задача САУ процессов реагентной очистки сточных вод — обеспечение заданного качества очистки путем дозирования необходимых кол-в реагента. Часто применяют систему стабилизации качества очистки воды по отклонению pH от заданного значения.
При применении САУ процессов флотац. очистки сточных вод учитывают тип флотации (напорная, электрич., хим.), состав сточных вод, статич. и дина- мич. хар-ки процессов флотации. Осн. регулируемым параметром является мутность очищ. воды.
Основными задачами САУ процессов ионообменной очистки сточных вод являются управление последовательностью и длительностью операций; определение момента истощения каждого из ионообменных фильтров и переключение его в режим регенерации; переключение потока обрабатываемой воды на отрегенери- ров. фильтр; управление процессом регенерации путем поддержания постоянства концентрации регенерац. раствора и отключения его по достижении требуемой
Структурные схемы САУ '
а — по возмущению; б — по отклонению; в — с контурами компенсации возмущений; г — комбинированные; д — с коррекцией заданного значения по входным параметрам; I — объект регулирования; 2 ~ прибор первичной информации; 3 — исполнит, устройство; 4,5—регуляторы по возмущению и отклонению; 6 — компенсирующее устройство; 7— корректирующий регулятор; ИЪ(р); ЙРппи(р); И/ис(р); Ифег.вСр); Ифег.о(р); И^р); Ихр) — передаточные функции объекта управления, прибора первичной информации, исполнит, звеньев, регуляторов по возмущению и отклонению, дифференциатора, корректирующего регулятора; Csx(t), СвыхП) — концентрации загрязнений на входе и выходе объекта управления; Сзад -- заданноезначение концентрации; С = Свых - Сзад; V— управляющее воздействие
степени регенерации; управление процессом отмывки фильтров от регенерац. раствора путем отключения подачи отмывочной воды по окончании процесса отмывки.
Кроме того, в схеме управления процессом ионообменной очистки должно быть предусмотрено переключение потока исходной сточной воды при повышении солесодержания до концентрации, исключающей ее подачу на ионообменную очистку, на установку реагентной очистки элюатов. '
САУ процессов физ.-хим. очистки обеспечивают надежность работы очистных установок в сложных динамич. режи
мах и служат основой для решения задач синтеза оптим. энерго- и ресурсосберегающих автоматизиров. хим.-технологии, систем очистки сточных вод.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ (АСДУЦТ) — это совокупность устройств телемеханики, средств связи и вычислит, техники для ■ обеспечения согласов. работы звеньев системы централизов. теплоснабжения, предупреждения и обнаружения аварийных ситуаций, достижения высоких технико- экономич. показателей.
Осн. функциями АСДУЦТ являются: диагностика состояния тепловых сетей и оборудования; обнаружение отказов и аварийных ситуаций; принятие решений о локализации аварийных ситуаций и способах их ликвидации, а также о резервных переключениях в системе; переводы системы с одного режима на другой; контроль и ведение выбранных режимов, взаимодействие с АСУ техно- логич. процессами и оперативным персоналом на местах; учет отпускаемой и потребляемой тепловой энергии.
Управление в АСДУЦТ представляет
собой решение о выборе наилучшего варианта из множества возможных альтернатив. При этом отд. альтернативы являются разл. рода переключениями в тепловой сети, насосных станциях, центральных или индивидуальных тепловых пунктах, осуществляемыми персоналом р-нов и служб тепловой сети. При этом осуществляется перестройка технологич. схемы или структуры системы ЦТ, чем достигается требуемое изменение теплового и гидрав- лич. режимов работы звеньев ЦТ. Если выбор вариантов целей управления в изменяющейся ситуации практически не поддается формализации, то после того как этот выбор сделан диспетчером, решение конкретных задач в рамках перечисл. функций может быть формализовано и реализовано автоматически с помощью ЭВМ с применением определенных методов. Для решения задач диагностики и обнаружения аварий наиболее эффективны методы распознавания образов и обнаружения стохастических сигналов. Задачи о локализации аварийных ситуаций и способах их ликвидации — типичный класс задач о выборе вариантов с хорошо формализуемым критерием сравнения. К подо- ,бному классу задач относится и принятие решений о резервных переключениях в системе. При этом должны быть разработаны предварит, программы переключений и алгоритмы управления с учетом реальных условий, влияющих на выбор режима. Наиболее сложными и трудно формализуемыми задачами являются контроль и ведение выбранных режимов при взаимодействии диспетчера с АСДУЦТ. Здесь может возникать множество непредвид. обстоятельств, возмущающих режимы всей системы в целом или отдельных ее частей. Трудности выявления причин нарушения режимов и выбора наилучших альтернатив заставляют прибегать к методам экспертных систем и ситуационного управления.
Важнейшей особенностью АСДУЦТ является развитая система телемеханизации, информация с к-рой через средства связи вводится в персональную ЭВМ (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением). Средства алгоритм, поддержки объединены по используемым методам и математич. аппарату в три осн. блока: блок экспертной системы (БЭС), где решаются все неформализуемые задачи; блок математич. моделирования (БММ) и блок критериальных расчетов (БКР), в к- рых решаются все формализов. задачи.
■ Обмен информацией диспетчера с ЭВМ реализуется через спец, диалоговую систему (ДС), являющуюся центр, звеном разработки АСДУЦТ. От того, насколько удачно решена задача построения ДС, в значит, мере зависит конечный результат внедрения АСДУЦТ — повышение надежности и экономичности системы ЦТ.
Структурная схема автоматизированной системы диспетчерского управления централизованным теплоснабжениемСтруктурная схема автоматизированной системы диспетчерского управления централизованным теплоснабжениемСбор информации и выработка команд управления осуществляются в диспетчерских пунктах (ДП). Различают след, виды диспетчерских пунктов: объединенный жилого микрорайона, систем инженерного обеспечения пром, предприятий, центральный энергосистемы, центральный и районные (при двухступенчатом диспетчерском управлении теплоснабжением) теплоэнергетич. предприятия города (см. Автоматизация систем теплоснабжения). Передача информации и команд управления между ДП и технология. звеньями системы ЦТ производится по телефонной или спец, проводной связи или радиосвязи.
Структурная схема автоматизированной системы диспетчерского управления централизованным теплоснабжением
Структурная схема автоматизированной системы диспетчерского управления централизованным теплоснабжением
В объединенном ДП жилого микрорайона осуществляются: контроль параметров теплоносителя (давлений, темп- р, расходов) в групповых и местных тепловых пунктах', контроль за работой инженерного оборудования систем зданий (водоснабжение, электроснабжения и пр.); громкоговорящая связь с подъездами домов; передача информации о параметрах теплоносителя в микрорайоне на центр, или р-ный ДП. .
Назначением ДП систем инженерного обеспечения пром, предприятия является контроль за инженерными системами (отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, водоснабжения, паро- ихо- лодоснабжения, подачи сжатого воздуха, освещения, энергоснабжения технология, оборудования и пр.). Информация о параметрах теплоносителя на тепловых вводах в пром, предприятие передается в центр. ДП.
На основе информации, получ. от метеорология. службы (метеопунктов) и от диспетяера энергосистемы, в центр. ДП вырабатываются исполнит, команды для теплового источника, насосных станций тепловых сетей, для отд. групп зданий (в системах теплоснабжения с групповыми тепловыми пунктами) или для отд. зданий (в системах с местными тепловыми пунк
тами) . Отсюда передаются информация о режиме работы системы ЦТ диспетчеру энергосистемы (в том случае, когда источники теплоснабжения теплоэлектроцентрали) и команды упрашгенмй в р-ные ДП и технология, звенья системы ЦТ.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (АСУПЦТ) — совокупность административных, организац., экономико-математич. методов и технич. средств (вычислит, техники, оргтехники и др.), предназнач. для упорядочения и совершенствования произв. деятельности теплоснабжающего предприятия. Решает задачи прогнозирования, учета и контроля, регулирования и планирования производств. и финансовой деятельности предприятия. Имеет ряд подсистем, в т.ч. подсистемы управления развитием, осн. произ-вом, технич. эксплуатацией и ремонтом осн. фондов, материально-тех- нич. и финансовыми ресурсами, кадрами, реализацией продукции и др. Специфика АСУПЦТ — решение задач, непосредственно сопрягающихся с задачами АСУ технологич. процессов и автоматизированной системой диспетчерского управления централизованным теплоснабжением. (АСДУЦТ): планирование потцгеб- ной городу теплоты на месяц, год; планирование и выполнение технич. обслуживания и ремонтов тепловых сетей и оборудования; планирование и выполнение работ по наладке гидравлических режимов тепловых сетей; планирование и проведение гидравлич. тепловых испытаний сетей. Этот комплекс задач образует подсистему управления надежностью и системы централизованного теплоснабжения. Из перечисл. задач важное место занимают планирование и проведение технич. обслуживания и ремонта. Это объясняется тем, что при сложившейся практике эксплуатации тепловых сетей обслуживание и ремонты проводятся в строгой последовательности от границы с тепловым источником до мест подключения абонентов. Из-за ограниченности тру
Блок-схема подсистемы управления надежностью
МН -- модели надежности; СОРС — синтез оптимальных ремонтных стратегий; РГН — расчеты по наладке гидравлического режима; ОПИ—оптимизация планов испытаний; БКПР— блок календарного планирования ремонтов; ТОиР — техническое обслуживание и ремонты
довых ресурсов период восстановления не- ■ исправных сетей удлиняется, что снижает надежность системы централиз. теплоснабжения. Кроме того, она снижается и из-за того, что при жестко регламентиров. последовательности ремонтов зачастую заменяются трубы и арматура, находящиеся в исправном состоянии. Отсюда важной задачей АСУПЦТ является обоснование уд. веса ахстанавдиваемой части си- ■ стемы и определение перечня конкретных участков тепловых сетей и единиц (^орудования, подлежащих ремонту или замене до отказа системы. Решение этой задачи требует синтезирования стратегий ремонтов, в основе к-рых лежат спец, модели надежности, позволяющие прогнозировать возможные отказы в осн. элементах системы. При этом выбытие и восстановление сетей и оборудования моделируются как дискретный марковский случайный процесс с восстановлением, а сами модели "обучаются" по реально возникающим отказам, фиксируемым вавтоматизиров. системе диспетчерского управления. Синтезируемые стратегии технич. обслуживания и ремонта минимизируют вероятности появления отказов и затраты на проведение работ. Отыскание таких оптим. ремонтных стратегий — первый этап общей задачи. На втором этапе методами теориц расписаний решается задача календарного планирования реализаций этих работ в межотопит. период. - .
Планирование наладочных работ на тепловой сети основано на использовании моделей гидравлич. режима, и эта задача АСУПЦТ уже достаточно хорошо разработана. Ее результатом являются координаты соответствующих тепловых пунктов и хар-ки наладочных элементов (дросселирующих шайб, сопел элеваторов, арматуры. на трубопроводах).
Планирование и проведение гидравлич. и тепловых испытаний тепловых сетей на повыш. параметры — важнейшая задача АСУПЦТ. Ее решение позволяет устранить неопределенности в моделях надежности. Для этого в критерии оптимизации плана проведения испытаний должны учитываться состояние системы и кол-во информации,
получ. в результате его проведения. Для реализации оптим. плана испытаний, к-рые можно рассматривать как активный эксперимент в "ускоренном времени", используется автоматизир. система диспетчерского управления, где воспроизводятся все оптим. испытат. режимы.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ И ВОЗДУШНЫМ РЕЖИМАМИ ЗДАНИЯ — система устройств, включающая технич. средства, обеспечивающие автоматич. сбор информации о параметрах теплового и воздушного режимов здания и наружного климата, переработку полученной информации и выработку на этой основе управляющих воздействий. Использование АСУ позволяет повысить устойчивость параметров микроклимата и сократить расход энергоресурсов на их поддержание. Логическую основу АСУ составляет математическую модель теплового и воздушного режимов здания, реализуемая на мини-ЭВМ. С учетом измеренных значений параметров расчеты на ЭВМ позволяют периодически воспроизводить тепловой и воздушный режимы в здании и, ориентируясь по ним, вырабатывать рекомендации по энергоэкономичным режимам работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Технич. оснащение АСУ т.в.р.з. состоит из след, частей: измерит, комплекса, включающего датчики для измерения параметров микроклимата, наружного кли- "мата и систем отопления и вентиляции, сигнализаторов предельных значений и индикаторов положения исполнит, органов регуляторов, установл. на оборудовании систем, устройств для преобразования аналоговых измерителей в цифровые; управляющего вычислит, комплекса, включающего в себя коммутатор, передающий информацию в ЭВМ, линию связи отд. частей системы, мини-ЭВМ с набором управляющих программ и пульт управления; исполнит, части в виде устройств для регулирования мощности аппаратов систем отопления и вентиляции. Наблюдаемые параметры периодически передаются в управляющий комплекс и запоминаются в памяти ЭВМ. С учетом измеренных параметров наружной и внутр, среды в ЭВМ на основе математич. модели теплового и воздушного режимов проводится расчет требуемых (оптимальных) параметров систем отопления и вентиляции. Вычисл. параметры сравниваются с измеренными, в результате вырабатываются управляющие сигналы, передаваемые на исполнит, механизм регуляторов систем. Оператор, находящийся у пульта управления, может получать информацию о поведении отд. частей систем и состоянии внутр, среды в помещениях здания и вмешиваться в работу систем.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ (АСУТПГ) — человекомашинный комплекс в основе технич., программного, информац. и организац. обеспечений, осуществляющий высокий уровень управления разветвл. газовым х- вом. Технич. обеспечение состоит из спе- циализиров. комплекса на базе ЭВМ, модулей устройств связи с объектами и системы телемеханики (см. Телемеханизация систем газоснабжения). Комплекс технич. средств может функционировать в двух режимах: комплексном — совместная работа специализиров. комплекса и системы телемеханики; автономном — независимая работа комплекса и системы телемеханики, выполняющей информац.,' управляющие и вспомогат. функции. Информац. обеспечение подразделяется на внутримашинное (информац. база данных; комплекс программ управления информац. базой данных) и внемашинное (технико-экономич. информация; системы классификации, кодирования и организации введения, хранения и внесения изменений в документиров. информацию; входные и выходные данные). К информац. ф-циям относятся: сбор, первичная обработка и хранение информации о гид- равлич. режиме газовых сетей (режимы давлений, потребления и подачи газа); расчет по спец, программам необходимых технология, режимов и определение отклонения'требуемых значений параметров от измер.; расчет технологич. показателей распределения и интегр. показателей потребления, определение их отклонений от лимита газоснабжения; обнаружение крупных утечек газа в сетях высокого и среднего давлений. Управляющие ф-ции: управление гидравлич. режимами газовых сетей на базе расчета пото- кораспределения, обеспечивающего установление миним. необходимого давления газа перед газорегуляторными пунктами (ГРП) и газорегуляторными установками (ГРУ); управление распределением ресурсов природного газа, соответствующих плановым лимитам газа, отпускаемым городу, в целях минимизации ущерба от недоподачи газа коммунально-бытовым и пром, потребителям; управление регуляторами давления газа с целью поддержания его перед горелками потребителей, близким к номин. значению. К вспомогат. ф-циям относится контроль состояния технич. средств системы.
Для реализации ф-ций АСУТПГ необходимо как общее, так и спец, программное обеспечение. Общее состоит из опе- рац. системы и набора стандартных подпрограмм, позволяющих получать загрузочные модули в спец, программном обеспечении; спец. — из комплекса программ для выполнения ф-ций АСУТПГ.
Организац. обеспечение включает инструкции, регламентирующие обязанности, права и ответственность персонала подразделений, входящих в контур управления АСУ, а также технологич. и эксплуа- тац. инструкции. Система АСУТПГ может функционировать в двух режимах: автоматич. и оперативном. В первом работа ведется управляющей программой, к-рая предусматривает опрос всех контрольных пунктов в целях получения полной информации. Оперативный режим позволяет диспетчеру вести опрос любого из них. АСУТПГ охватывает наиболее важные элементы системы газоснабжения, к-рые оборудуются контрольными пунктами: га- зораспределит. станций, газораспределит. пункты, питающие сети высокого, среднего и низкого давлений и отд. потребителей, а также потребителей, имеющих режим работы или резервное топливное хозяйство. В средства управления и регулирования АСУТПГ входят исполнительные механизмы, управляющие запорными устройствами — задвижками с электроприводом или предохранит, клапанами с дистанц. управлением, а также устройства дистанц. управления настройкой регуляторов давления. ,
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (АСУТПЦТ) — система управления, предназначенная для оперативного определения и реализации технологич. режимов, обеспечивающих качеств, теплоснабжение потребителей при миним. затратах материальных, энергетич. и трудовых ресурсов. АСУТПЦТ включает вза- имосвяз. локальные контуры управления отд. технологич. звеньями и контур цент- рализов. контроля и управления. Благодаря связи локальных и централиз. контуров локальная автоматика отрабатывает местные возмущения с учетом централизов. стратегий. Структура АСУТПЦТ определяется составом охватываемого автоматизацией оборудования и реализуемыми системой функциями. В зависимости от последних различают 3 типа АСУТПЦТ: информац., информационно-советующий и управляющий. АСУ 1-го типа являются базовыми системами управления, т.к. реализуемые ими ф-ции входят в состав АСУТПЦТ информационно-советующего и управляющего типов. Осн. ф-ции систем информац. типа состоят: в централизов. контроле параметров технологич. процесса, к-рый в зависимости от важности контролируемого параметра и вероятности его отклонения может осуществляться путем сигнализации, индивид, контроля, контроля по вызову и массового контроля; в поддержании технологич. параметров на заданном уровне путем дистанц., управле-
от ДРУГИМ СИСТЕМот ДРУГИМ СИСТЕМГОРОДАГОРОДАФункциональная структурная схема централизованного теплоснабжения (вариант)Функциональная структурная схема централизованного теплоснабжения (вариант)
от ДРУГИМ СИСТЕМ
от ДРУГИМ СИСТЕМ
ГОРОДА
ГОРОДА
Функциональная структурная схема централизованного теплоснабжения (вариант)
Функциональная структурная схема централизованного теплоснабжения (вариант)
I—источники теплоты; II—тепловая сеть (насосные станции, магистральные камеры); III — тепловые пункты потребителей
ния или локального автоматич, регулирования (см. Автоматизация систем теплоснабжения) ; в локальной защите оборудования от аварий; в вычислении комплексных технико-экономич. показателей; в оперативной связи с вышестоящими системами управления. В системах инфор- мац. типа осуществляется только первичная обработка информации с использованием вычислит, техники. Анализ поступающей информации, принятие решений и реализацию управляющих воздействий осуществляет диспетчер или оператор.
В информационно-советующих системах анализ получ. информации выполняет вычислит, комплекс, к-рый выдает диспетчеру (оператору) рекомендации по оптим. или рацион, ведению технологам, процесса. Принятие решений и их реализация остаются за диспетчером.
В управляющих системах вычислит, комплексы автоматически управляют тех- нологич. процессами путем прямой передачи вырабатываемого управляющего воздействия на задающее устройство регулятора или на регулирующий орган. Ф-ции диспетчера сводятся к контролю за ходом процесса и работой АСУТП и подмене автоматики только в случае ее отказа. Функционирование системы теплоснабжения осуществляется в условиях пост, воздействия случайных климатич. возмущений, при случайном водопотреблении. Это за
ставляет рассматривать ее как стохастич. объект управления и применять при расчетах в АСУТПЦТ соответствующий матем. аппарат.
АСУТПЦТ решает задачи прогнозирования (объемов теплопотребления, расходов топлива и др.), планирования (суточных темп-рных и гидравлич. режимов и др.), оперативного управления. Подробный перечень и взаимосвязь решаемых задач показаны на схеме, где /, П, III —■ звенья системы теплоснабжения, а /— 17 -— функциональные задачи АСУТПЦТ и взаимодействующих с ней систем: 1 — оперативное управление; 2 — расчет коррекции режимов работы агрегатов источников теплоты и оборудования тепловых пунктов и сетей; 3 — оперативный анализ технико-экономических показателей; 4 — расчет плановых технико-экономических показателей; 5 — расчет плановой потребности в теплоте на отопление и горячее водоснабжение; б — расчет планового оптимального температурного графика центрального регулирования; 7 — прогнозирование метеорологических параметров; 8 — контроль текущих метеорологических параметров; 9 — расчет потребности теплоты на отопление с корректировкой по текущим метеопараметрам; 10 — расчет потребности в теплоте на сутки с определением оптимальных параметров теплоносителя; 11 — расчет оптимального распределения нагрузки между теплоисточниками и их агрегатами; 12 — расчет оптимальных гидравлических режимов тепловых сетей; 13 — планирование режимов работы оборудования теплоисточника, сетей и тепловых пунктов; 14 — расчет фактических технико-экономических параметров и времени работы оборудования; 15 — учет технологических параметров и времени работы оборудования; 16 — контроль технологических параметров режимов работы и состояния оборудования, теплоисточника, сетей и тепловых пунктов; 17 — анализ отклонения технологических параметров режимов работы и состояния оборудования звеньев от плановых значений (при нормальных и аварийных условиях).
Информация от датчиков технологических параметров (давления, темп-ры, расхода), характеризующих процессы теплоснабжения и состояние оборудования звеньев системы теплоснабжения/, II, III, с помощью средств телемеханики передается в вычислительный комплекс (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением). ЭВМ комплекса по заданным алгоритмам обеспечивает обработку полученной информации, производит необходимые расчеты и вырабатывает команды задатчикам локальных регуляторов (см. Автоматизация систем теплоснабжения) и рекомендации диспетчеру (оператору) по оптимизации режимов ра
боты системы теплоснабжения. Ряд задач (4, 5, 6) решается подсистемой управления основным производством АСУПЦТ (АСУ предприятием централизов. теплоснабжения) .
Внедрение АСУТПЦТ обеспечивает экономию энергоресурсов, материальных и трудовых затрат благодаря оптимизации управления процессами теплоснабжения, контролю состояния тепловых сетей и оборудования тепловых пунктов, оперативному учету отпускаемых и потребляемых энергоресурсов.
Комплекс технич. средств АСУТПЦТ представляет собой совокупность устройств, аппаратно, программно и организационно связ. между собой, и должен отвечать требованиям территориально рас- средоточ. объекта. Архитектура комплекса зависит от масштабов автоматизируемого объекта и состава решаемых АСУТПЦТ задач.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ (АСУЦТ) — совокупность административных, организац., экономике-матема- тич. методов и технич. средств (вычислит, техники, оргтехники, автоматики, телемеханики, средств связи и др.), взаимо- увяз. в единую систему "человек — машина", для принятия и выполнения управляющих решений, направл. на упорядочение функционирования и развитие централизов. теплоснабжения. Различают след, виды АСУЦТ: автоматизированная система управления предприятием централизованного теплоснабжения (АСУПЦТ), автоматизированная система управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения (АСУТПЦТ), автоматизированная система диспетчерского управления централизованным теплоснабжением (АСДУЦТ), интегрированная автоматизированная система управления централизованным теплоснабжением (ИАСУЦТ).
АВТОМАТИКА БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗОВЫХ ПРИБОРОВ — установл. в этих приборах комплекс устройств, обеспечивающий их безопасную эксплуатацию. А.б.г.п. проточных водонагревателей состоит из крана блокировки запальной и осн. горелок (блок-кран), узла блокировки подачи газа на осн. горелку с подачей воды (клапан безопасности), замедлителя зажигания, термоклапана или электромагнитного клапана.
Газ поступает по газопроводу в блок- кран (при отсутствии электромагнитного клапана), в к-ром краны осн. и запальной горелок совмещены. Ручка блок-крана поворачивается по часовой стрелке и фиксируется в трех положениях: кран полно-
Блок-кран и клапан безопасности проточного водонагревателя
1 — корпус блок-крана; 2, 3 — пружина и плунжер клапана безопасности; 4—конусный латунный вкладыш; 5.6 — пробка и крышка газового крана; 7, 8 — крышка и корпус водяной камеры; 9 — труба для подвода газа к запальной горелке; 10 — шток с тарелкой; 11 — чашечная мембрана; 12 — труба Вентури; 13 — перепускной канал с шариковым замедлителем
стью закрыт; кран открыт на запальную горелку; кран полностью открыт на обе горелки. Подача газа регулируется поворотом ручки блок-крана между вторым и третьим положениями. Из блок-крана газ поступает в клапан безопасности, к-рый прекращает подачу газа к осн. горелке при отсутствии протока воды в водонагревателе. Клапан безопасности состоит из нижней водяной камеры, где размещена разде-
Устройство для отключения газа при нарушении тяги в проточных водонагревателях
1 — биметаллическая пластина; 2 — термопара клапана ЭМК;3 — клапан ЭМК; 4 — водяная камера; 5 — тарелка со штоком; 6 — перепускной канал; 7 ~ чашечная мембрана; 8 — плунжер клапана безопасности; .9 —- основная газовая горелка
ляющая камеру чашечная мембрана, через тарелку и уплотнит, сальники связанная штоком с плунжером газового клапана. На выходе из второй камеры установлена труба Вентури, соединенная с верхней (надмембранной) частью перепускным каналом. Сверху к корпусу водяной камеры крепится предохранит, газовый клапан. При закрытых водоразборных кранах года через водяную камеру не движется. Давление в верхней и нижней ее частях выравнено перепускным клапаном (по закону сообщающихся сосудов), и мембрана занимает нижнее положение. Плунжер закрывает проход газа через седло перепускного канала. При движении по трубе Вентури скорость воды в ее миним. сечении увеличивается, статич. давление уменьшается, возникает разность давлений в начале (в миним. сечении трубы Вентури) и конце (в верхней части водяной камеры) перепускного канала. Под действием разности давлений вода, протекающая по трубе Вентури, эжектирует воду из верхней части камеры через перепускной канал с размещенным в нем шариковым замедлителем. Давление в верхней части водяной камеры падает, и под действием разности давлений в ее нижней и верхней частях мембрана с чашкой поднимается, через шток открывается газовый клапан и проход газа к осн. горелке. Замедлитель зажигания работает как тормозящий клапан, т.е. шарик частично перекрывает сечение перепускного канала, тем самым увеличивая его гидравлйч. сопротивление, уменьшая скорость перетока воды из верхней части водяной камеры в трубу Вентури (и обратно). В этом случае перепад давлений между нижней и верхней частями камеры будет постепенно возрастать (уменьшаться), движение мембраны с плунжером вверх или вниз замедлится
(ускорится), что обеспечит плавное воспламенение и гашение осн. горелки без сильных хлопков.
Термоклапан обеспечивает подвод газа к осн. горелке только при работающей запальной горелке. Он состоит из изогнутой биметаллич. пластины, соедин. штоком с затвором. Пластина спрессована из двух слоев металла, имеющих разные коэфф. термин. расширения. При нагреве биметолич. пластина сжимается (т.е. изгибается в сторону металла с меньшим коэфф. расширения) и затвор, опускаясь вниз, открывается. При погасании пламени запальной горелки пластина остывает, разжимается, подтягивая шток вверх, затвор прижимается к седлу и поступление газа к горелке прекращается. В водонагревателях ВПГ-23 и ВПГ-25 вместо термоклапана введены электромагнитный клапан, установленный перед блокировочным краном водонагреват. устройства, и датчик тяги. Электромагнитный клапан состоит из нижнего и верхнего клапанов и электромагнита. Его главное назначение — блокировка подачи газа на осн. горелку в зависимости от тяги и пламени запальной горелки. Клапан включается нажатием кнопки, при этом включается и запальная горелка. При нормальной тяге в дымоходе спай термопары нагревается пламенем запальной горелки. Возникающая термоэдс поступает на обмотку электромагнитного клапана, к-рый автоматически открывает доступ газа к блокировочному крану, и включается осн. газовая горелка. При нарушении тяни или ее отсутствии биметаллич. пластина датчика тяги нагревается отходящими продуктами сгорания, открывает сопло датчика тяги и через него уходит газ, поступающий во время норм, работы аппарата на запальную горелку. Пламя запальной горелки гаснет, термопара охлаждается, и электромагнитный клапан отключает газогорелочное устройство за 10—60 с.
АВТОМАТИКА КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ГАЗОВЫХ АГРЕГАТОВ — комплекс автоматич, систем (или устройств) регулирования, безопасности, аварийной сигнализации и теплотехнич. контроля, позволяющий повысить эффективность и безопасность сжигания газа в агрегатах. Автоматика регулирования предназначена для управления процессом горения газа, т.е. работой газоиспользующего агрегата в заданном технологич. режиме при оптим. показателях. Автоматика безопасности обеспечивает безаварийную работу агрегата, немедленно прекращая подачу газа к горелкам при разл. нарушениях его работы. При этом контролируются след, параметры: давление газа и воздуха перед горелками; горение факела в топке; разрежение в топке; темп-pa и уровень воды в агрегате. Если значение
Принципиальная схема автоматики РГУ-2
1 — клапан; 2 — пусковая кнопка; 3 -— седло клапана; 4—мембрана клапана с жестким центром; 5 — двухпозиционная заслонка; б — дренажное сопло; 7,23 т- надмембранное пространство заслонки и микроклапана; 8 — мембрана; 9 — силовое сопло; 10— канал регулирования; 11 — датчик температуры воды; 12—биметаллическая пластина датчика температуры воды; 13,19,22 — дроссели постоянного сечения; 14,15 — датчики контроля пламени и тяги в дымоходе; 16 — дымоход; 17 — основная газовая горелка; 18—запальная горелка; 20 —- газовый кран основной горелки; 21 — канал регулирования; 24 — мембранный привод микроклапана; 25— сопло микроклапана
хотя бы одного из контролируемых параметров выйдет из допустимых границ, подача газа к горелке агрегата немедленно прекращается. При аварийном отключении агрегата подаются световой и звуковой сигналы. Для ведения правильного и экономичного технолотч. процесса, учета и анализа работы оборудования агрегаты оснащены приборами технологич. контроля. В зависимости от конкретных условий и назначения газоиспользующий агрегат может быть автоматизирован полностью или частично. В бытовых газовых плитах повыш. комфортности предусматривают автоматич, зажигание горелок, терморегулирование духового шкафа, автоматику контроля пламени горелок. Для автоматизации розжига используют систему пьезозажигания, к- рая при повороте ручки крана горелки генерирует высоковольтные импульсы тока напряжением 10 — 15 кВ малой длительности, достаточные для получения искрового разряда в разряднике, установл. у зоны пламени горелки. Автоматика контроля пламени представляет собой систему термопар, смонтиров. у зоны пламени горелок и датчика, соедин. с электромагнитным клапаном, встроенным в кран горел
ки. Подача газа к горелке и включение электромагнитного клапана осуществляются при осевом нажатии на рукоятку крана и его повороте. Электромагнитный клапан удерживается открытым за счет тер- моэдс, к-рая возбуждается при нагревании спая термопары и передается к электромагниту. В случае погасания горелки спай термопары охлаждается, снижается тер- моэдс и клапан закрывается.
Система комплексной автоматизации типа АРК бытовой газовой плиты обеспечивается след, ф-ции: автоматич, розжиг горелок спиралью накаливания; автоматич, отключение'горелок при погасании запальника или осн. горелки либо при прекращении подачи газа; повторный автоматич, розжиг после погасания пламени осн. горелки (задувание ее или заливание). Автоматич, устройства газовых проточных водонагревателей отключают подачу газа при недостатке или отсутствии протока воды и тяги в дымоходе. Емкостные газовые аппараты оснащают устройствами для отключения газового тракта при отсутствии подачи газа или разрежения в дымоходе; дополнительно их оборудуют автбматикой регулирования темп- ры теплоносителя. Принципиально авто- матйч. устройства безопасности не отличаются от применяемых в проточных водонагревателях. Для А.к.-б.г.а. применяют регуляторы универе, типа РГУ двух модификаций: РГУ-1 — только для контроля; РГУ-2 — для контроля и регулирования. РГУ-1 состоят из блока контроля, датчиков пламени и тяги; РГУ-2 — из блока контроля и регулирования, датчиков пламени, тяги и регулирования темп-ры воды (или давления пара).
Принцип, схема автоматики РГУ-2 работает след, образом. При выключ. агре
гате клапан и микроклапаны закрыты, двухпозиц. заслонка перекрывает дренажное сопло. Датчики тяги и темп-ры закрыты, а датчик контроля пламени открыт. Включается аппарат при закрытом кране горелки нажатием пусковой кнопки клапана. При этом газ подается через сопло кнопки под мембрану клапана и в запальную горелку й микроклапан. Запальная горелка разжигается, и под воздействием пламени запальника биметаллическая пластина контроля пламени закрывает сопло. В канале контроля и надмембранном пространстве микроклапана давление газа возрастает, вследствие чего мембранный привод микроклапана открывает сопло, через к-рое газ поступает к запальной горелке. При закрытых датчиках тяги, темп-ры и контроля пламени давление газа в каналах контроля и регу®- лирования возрастает, что приводит к перемещению мембранного привода двухпозиц. заслонки, к-рая закрывает силовое и открывает дренажное сопло. Газ из надмембранного пространства клапана через дренажное сопло удаляется в эжектор горелки (см. Эжекционная горелка). Из-за разности давлений газа под и над мембраной клапана открывается сопло, и газ поступает к осн. горелке. Т.о. автоматика срабатывает на запуск агрегата. При достижении водой темп-ры, соответствующей темп-ре настройки датчика, сопло открывается, давление газа в канале регулирования и надмембранном пространстве заслонки падает (давление в канале контроля практически не изменяется), двухпозиц. заслонка возвращается в исходное положение, открывается силовое сопло, давление газа над и под мембраной клапана выравнивается, и под действием собственного веса жесткий центр мембраны закрывает сопло клапана. Газ на запальную и оси. горелки подается через микроклапан. Осн. горелка будет работать в режиме "малое пламя". При снижении темп-ры воды сопло датчика темп-ры закрывается, давление газа в канале регулирования и в надмембранном пространстве заслонки возрастает, что приводит к открыванию дренажного сопла клапана и возобновлению подачи газа к осн. горелке. При нарушении тяги в дымоходе или погасании запальной горелки срабатывает соответствующий датчик (открывается или закрывается) , и в каналах контроля и регулирования резко падает давление газа. Это приводит к закрытию микроклапана, возвращению заслонки в исходное положение и закрытию клапана. Подача газа на обе горелки прекращается. Каналы контроля и регулирования обладают свойством самоконтролируемости.
При применении для отопления зданий животноводч. и цтицеводч. ферм горелок инфракрасного излучения используют автоматику зажигания и контроля
Адсорбер с движущимся слоем адсорбентаАдсорбер с движущимся слоем адсорбентаочиищниыйочиищниыйВибрационный многополочный адсорбер с наклонными лотками прямоугольного сеченияВибрационный многополочный адсорбер с наклонными лотками прямоугольного сечения1 — корпус; 2.8 — штуцеры для ввода свежего и вывода отработ. адсорбента; 3,7— штуцеры для вывода и ввода газа; 4 — вибрирующая решетка; 5 — виброкипящий слой; б — бункер1 — корпус; 2.8 — штуцеры для ввода свежего и вывода отработ. адсорбента; 3,7— штуцеры для вывода и ввода газа; 4 — вибрирующая решетка; 5 — виброкипящий слой; б — бункер
Адсорбер с движущимся слоем адсорбента
Адсорбер с движущимся слоем адсорбента
очиищниый
очиищниый
Вибрационный многополочный адсорбер с наклонными лотками прямоугольного сечения
Вибрационный многополочный адсорбер с наклонными лотками прямоугольного сечения
1 — корпус; 2.8 — штуцеры для ввода свежего и вывода отработ. адсорбента; 3,7— штуцеры для вывода и ввода газа; 4 — вибрирующая решетка; 5 — виброкипящий слой; б — бункер
1 — корпус; 2.8 — штуцеры для ввода свежего и вывода отработ. адсорбента; 3,7— штуцеры для вывода и ввода газа; 4 — вибрирующая решетка; 5 — виброкипящий слой; б — бункер
пламени. Система может дополнительно комплектоваться устройством двухпозиц. регулирования темп-ры в отапливаемом помещении. Газовую автоматику регулирования и безопасности устанавливают на пищеварочных котлах и ресторанных кухонных плитах. Ее назначение — автоматич. отключение подачи газа на запальную и осн. горелки при погасании пламени запальника, кратковременном прекращении подачи газа и уменьшении его давления в подводящем газопроводе. Система автоматики на пищеварочных котлах дополнительно рейдирует режим горения и контролирует тягу в дымоходе
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА (АВР) — автоматич, включение резервных источников энергоснабжения, водоснабжения и т.п. или резервного оборудования в случае выхода из строя осн. (рабочего). Особенно широко АВР применяется в энергетич. системах. АВР осуществляется с помощью спец, автоматич. устройств пост, или перем, тока, обеспечивающих включение резервных источников питания, оборудования и т.д. с заданным интервалом времени без участия человека полностью или частично. Эффективность АВР как противоаварий- ного средства тем выше, чем меньше перерыв питания потребителей, поэтому время включения резерва должно быть миним. допустимым.
АДСОРБЕР — аппарат, в к-ром осу~ ществляется поглощение газо- и парообразных компонентов (адсорбативов) из газовых смесей поверхностным слоем адсорбента — твердого в-ва, на поверхностй или в порах к-рого происходит адсорбция (поглощение). Из очищаемых газов поглощается адсорбат — пары летучих растворителей (ацетона, бензина, бензола, ксилола и др.), оксидов азота, диоксида серы, соединений фтора, хлора и хлоридов водо-
рода, иода и иодида водорода, сероводорода и сероорганич. соединений, паров ртути И др.
ПриэксплуатацииА.необходимареге- нерацияадсорбентов, т.е. удаление изихпор адсорбиров. в-ва (адсорбата). Она осуществляется повышением темп-ры слоя адсор
1 — распределит, решетка; 2 — бункер; 3 — корпус; 4 — штуцер для выброса очищенного газа; 5 — ленточный фильтр для снижения уноса пыли; б — затвор для вывода адсорбента на регенерацию; 7— слой адсорбента
Адсорберы с кипящим слоем а — однокамерный; б — многокамерный; в — комбинир.; 1 — штуцер для подачи газа на очистку; 2 — конусное днище; 3 — распределит, решетка; 4 — ввод адсорбента; 5 — циклонное устройство; б — цилиндрич. часть; 7— кипящий слой адсорбента; 8 — отвод адсорбента; 9 — переточные трубки; 10 — труба для подачи адсорбента на верхнюю полку; 11 — штуцер для вывода очищенного газа; 12 — перфорир. тарелки; 13 — корпус адсорбера; 14— перфорир. конус-накопитель; I— нижняя цилиндрич. обечайка; И— верхняя конич. обечайка
бента при обычных (110—130°С) и повыш. (300—400°С) темп-pax; снижением давления; десорбцией комбиниров. способами. Выбор метода зависит от свойств адсорбативов и адсорбатов. Наибо лее распространена десорбция острым водяным паром. Сущест-
Адсорберы периодического действия с неподвижным слоем адсорбента
а — вертикальный; б — горизонтальный; 1 — барботер для подачи острого пара при десорбции; 2 — люки для выгрузки адсорбента; 3 — штуцер для отвода паров при десорбции; 4—штуцер для подачи парогазовой смеси (при адсорбции) и воздуха (при сушке и охлаждении); 5 — люки для загрузки адсорбента; 6 -— корпус; 7 — штуцер для отвода отработ. газа (при адсорбции) и воздуха (при сушке и охлаждении);
8 — штуцер для отвода конденсата
ну в ■ 11 >.ы оншые схемы применяемых в промышленности А.
АККУМУЛЯТОР-ТЕПЛООБМЕННИК (от лат. accumulator — собиратель, накопитель) — устройство для накопления и последующего использования теплоты. Состоит из теплоизолиров. емкости с рабочим телом, непосредственно аккумулирующим теплоту, системы каналов для теплообмена рабочего тела с теплоносителем. Полный цикл работы складывается из трех последоват. режимов: зарядки теплотой, ее хранения и разрядки. Переход от одного режима к др. осуществляется регулирующими устройствами, образующими вместе с А.-т. и трубопроводами систему аккумулятора-теплообменника. А.-т. применяется для передачи теплоты потребителю от источника перем'.
мощности (напр., солнца) в случае, когда график выработки теплоты источником не совпадает с графиком ее потребления. А.-т. делят по характеру физ. или хим. процессов, происходящих в них, на аккумуляторы "явной" теплоты, теплоты фазового перехода (плавления) и хим. реакций. В аккумуляторе "явной" теплоты процесс аккумуляции осуществляется нагревом теплоемкого рабочего тела, напр. засыпки из камней, нагреваемой проходящим сквозь нее горячим воздухом, или водяного бака с циркулирующей по змеевикам сквозь него водой. Достоинства А.-т. этого типа — простота конструкции и малая стоимость. А.-т. плавления рабочего тела выполнен из герметичных контейнеров разл. формы (пластин, цилиндров, шаров) с в-вом, расплавляемым при обтекании контейнеров теплоносителем с темп-рой выше темп-ры плавления в-ва. Плавление сопровождается поглощением теплоты, необходимой для разрушения кристаллич. структуры в-ва. При разрядке происходит обратный процесс — восстановление этой структуры, сопровождаемый выделением теплоты. Достоинство А.-т. — большая плотность аккумулируемой теплоты при относит, низкой стоимости. В А.-т. хим. реакций используется энергия связей обратимых хим. реакций, включая сорбцию газов рабочим телом, напр. MgCOs (тв.) + 1200 кДж " - MgO (тв.) + СОг (газ). Продукты реакции хранятся раздельно. Преимущество их — наибольшая плотность аккумули- ров. теплоты, превышающая такую же А.-т. плавления в 3—4 раза.
АККУМУЛЯТОР ТЕПЛОТЫ — резервуар для создания запаса теплоты в системе солнечного отопления, получаемой коллектором солнечной энергии. Солнечное излучение изменяется как в течение суток, так и в течение года. Зимой теплопотребление здания макс, и кол-во солнечного излучения не соответствует ему: при макс, тепловой нагрузке отопления поступление солнечной радиации ми- ним. Кроме того, теплоподача от коллектора солнечной энергии изменяется от нуля до макс, в полдень. В А.т. накапливается избыток теплоты, получаемой коллектором в те периоды, когда кол-во полезного солнечного излучения превышает тепло- потребление. За счет аккумулиров. теплоты обеспечивается теплопотребление в то время, когда поступление солнечного излучения миним. или отсутствует. Конструктивно А.т. представляет собой тепло- изолиров. резервуар, заполн. водой, галькой, парафином или др. теплоаккумулирующим материалом. Подвод теплоты при зарядке А.т. и ее отвод при разрядке осуществляются либо с помощью теплообм. устройств, либо при непосредств. пропускании теплоносителя, если теплоакку-
Водяной бак
1—патрубок для отвода горячей воды; 2 — теплоизолированный бак; 3 — теплообменник системы отопления; 4 — электронагреватель; 5 —. перегородка с опускной трубой; б —■ теплообменник для подвода теплоты; 7 — патрубок для подвода холодной воды
мулирующая среда и теплоноситель — вода или если теплоноситель — воздух, а теплоаккумулирующий материал — галька. А.т. различаются: по характеру физ.- хим. процессов в теплоаккумулирующем материале — емкостные (водяные, галечные и т.п.) с накоплением теплоты в результате нагревания воды, гальки, грунта и т.п.; фазопереходные с накоплением теплоты при плавлении материала типа парафина, глауберовой соли и т.п. и использованием теплоты, выделяющейся при его затвердевании; термохим. с использованием теплоты хим. реакций; по продолжительности аккумулирования — краткосрочные, обеспечивающие теплопотребление в течение неск. часов или суток, и сезонные для теплопотребления в
Аккумулятор теплоты галечный
1 — крышка бункера; 2 — теплоизолированный корпус бункера; 3 — бетонный блок для распределения воздуха; 4—теплоизоляция; 5—сетка; 6 — слой гальки; 7 и 8 — патрубки для подвода и отвода воздуха
течение отопительного сезона за счет теплоты, накопи. в теплый период года. В системах горячего водоснабжения и солнечного отопления используются низко- темп-рные А.т. (диапазон 30—95°С). Параметрами А.т. данного типа являются теплоаккумулирующая способность или энергоемкость, диапазон рабочей темп-ры и скорость подвода и отвода при их зарядке и разрядке. Энергоемкость водяного или галечного А.т. равна произведению массы (О теплоаккумулирующего в-ва, его уд. массовой теплоемкости (с) и разности (A t) его конечной и начальной темп-p. В случае фазопереходного А.т. энергоемкость больше на величину полной теплоты фазового перехода теплоаккумулирующего в-ва. Бак А.т. разделен перегородкой на две части — в нижнюю из коллектора солнечной энергии подводится теплота, а из верхней отводится теплота для отопления. При необходимости используется нагреватель. Галечный А.т. для системы воздушного отопления состоит из теплоизоли- ров. бункера на опорных бетонных блоках, обеспечивающих также распределение потока воздуха. Слой гальки расположен на сетке. При зарядке А.т. горячий воздух подводится через патрубок щелевидной формы, а отводится через др. патрубок такой же формы, при разрядке в него подается холодный воздух, а нагретый отводится. Подобный А.т. отличается большими размерами: при энергоемкости в 1000 МДж объем галечного А.т. почти в 4 раза больше объема водяного аккумулятора и в 17,5 раза больше объема аккумулятора с парафином.
Осн. преимущество фазопереходных А.т. — высокая плотность аккумулированной энергии, а следовательно, значит, меньшие масса и объем по сравнению с емкостными А.т. В крупных системах отопления для аккумулирования теплоты используются желсзобет. и стальные резервуары объемом до 50—100 тыс.м3, в к-рых горячая вода может сохранять при темп-ре 80—95°С до 5—8 тыс. ГДж теплоты. Для сезонного аккумулирования теплоты целесообразно использовать подземные водоемы, грунт, скальную породу и др. природные образования. Сезонные А.т. можно использовать совместно с тепловыми насосами, в этом случае их теплоаккумулирующая способность удваивается за счет более глубокого (до 5°С) охлаждения воды в резервуаре.
АКТИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ — система отопления (сю.) с использованием солнечного излучения, к-рая в зависимости от вида теплоносителя может быть жидкостной или воздушной. В жидкостной с.о. теплоносителем в контуре коллектора солнечной энергии (КСЭ) служат вода, антифриз (40—50%-ный водный раствор этилен-
Активная система солнечного отопленияа — водяная; 6 — воздушная; 1 — коллектор солнечной энергии; 2 — аккумулятор теплоты; 3 — дополнительный источник теплоты; 4 — отапливаемое здание; 5 — насос (вентилятор); б — регулирующая арматураАктивная система солнечного отопленияа — водяная; 6 — воздушная; 1 — коллектор солнечной энергии; 2 — аккумулятор теплоты; 3 — дополнительный источник теплоты; 4 — отапливаемое здание; 5 — насос (вентилятор); б — регулирующая арматураОбщие рекомендации по системам солнечного отопления и горячеговодоснабженияОбщие рекомендации по системам солнечного отопления и горячеговодоснабженияПараметрыКоллектор солнечной энергиижидкостный | воздушныйПараметрыКоллектор солнечной энергиижидкостный | воздушныйСистемы солнечного отопленияСистемы солнечного отопления
Активная система солнечного отопления
а — водяная; 6 — воздушная; 1 — коллектор солнечной энергии; 2 — аккумулятор теплоты; 3 — дополнительный источник теплоты; 4 — отапливаемое здание; 5 — насос (вентилятор); б — регулирующая арматура
Активная система солнечного отопления
а — водяная; 6 — воздушная; 1 — коллектор солнечной энергии; 2 — аккумулятор теплоты; 3 — дополнительный источник теплоты; 4 — отапливаемое здание; 5 — насос (вентилятор); б — регулирующая арматура
Общие рекомендации по системам солнечного отопления и горячеговодоснабжения
Общие рекомендации по системам солнечного отопления и горячеговодоснабжения
Параметры
Коллектор солнечной энергии
жидкостный | воздушный
Параметры
Коллектор солнечной энергии
жидкостный | воздушный
Системы солнечного отопления
Системы солнечного отопления
либо пропиленгликоля) или воздух. Воздушная система в отличие от жидкостной не подвергается замерзанию и коррозии, имеет меньшую массу, но теплотехнически *менее эффективна. Теплота в системах воздушного отопления зданий распределяется с помощью вентиляторов и воздуховодов или излучающих панелей, радиаторов и конвекторов в системах водяного отопления. Жидкий теплоноситель нагревается в коллекторах солнечной энергии и поступает в водяной аккумулятор теплоты, где отдает теплоту теплоаккумулирующей среде, и насосом возвращается в коллектор. Теплоноситель из обратной магистрали с.о. др. насосом по дается в аккумулятор теплоты и после подогрева снова поступает в с.о. здания. При отсутствии или недостаточном кол-ве солнечной теплоты необходимы дополнит, источник теплоты и регулирующая арматура для переключения потоков. А.с.с.о. может иметь 2 теплообменных аппарата: один для передачи теплоты из коллектора солнечной энергии в аккумулятор, второй — из аккумулятора теплоты к потребителю. Воздушная А.с.с.о. состоит из воздушного коллектора солнечной энергии, галечного аккумулятора теплоты, а также дополнит, источника теплоты и запорно- регулирующих клапанов. Нагретый в коллекторе воздух поступает в отапливаемое здание.
На схеме а показана схема А.с.с.о. с жидкостным коллектором солнечной энергии и отоплением нагретым воздухом. В коллекторе нагревается поступающий в верхнюю часть аккумулятора незамерзающий теплоноситель. Охлажд. теплоноситель возвращается насосом в коллектор из нижней части аккумулятора теплоты. Предусмотрены теплообменник для нагревания воздуха системы отопления и дополнит. нагреватель. Имеется подогреватель
воды, подключ, к аккумулятору теплоты через теплообменник. Внутри этого подогревателя предусмотрен дополнит, подогреватель, используемый, когда солнечной теплоты недостаточно, для подогрева воды до требуемой темп-ры.
А.с.с.о. характеризуется годовой теп- лопроиз-стью, кпд, степенью замещения топлива или долей солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки за месяц или год, годовой экономией топлива. К ним добавляются хар-ки экономии. эффективности гелиосистемы: себестоимость единицы отпущенной теплоты, капит. затраты и эксплуатац. расходы, срок окупаемости. Цель теплового расчета А.с.с.о. —• определение ее тепловой мощности, площади коллектора солнечной энергии и объема аккумулятора теплоты. Исходными данными служат: показатели климата местности (дневное кол-во суммарной и диффузной солнечной радиации, поступающей на горизонт, поверхность, и темп-ра наружного воздуха в течение года), эф-
Уд. расход теплоносителя, м3 /с на 1 м2 площади коллектораэ
Уд. объем аккумулятора теплоты v, Md на 1 м2 площади коллектора
Системы горячего
Площадь поверхности коллектора, м2 /чел фективный оптич. кпд и коэфф, тепловых потерь коллектора, среднемесячная тепловая нагрузка отопления, суточное потребление горячей воды и темп-ра холодной и горячей воды, уд. объем и коэфф, тешюпотерь аккумулятора теплоты. Тепловая мощность коллектора Qk, Вт, определяется по ф-ле Qk - AFrUк(та)- - &n(fa - fa)], где А — площадь поверхности коллектора солнечной энергии, м2; fk — коэфф, отвода теплоты из него; R — плотность потока солнечной энергии на поверхность наклонного коллектора, Вт/м2; (та ) — его эффективная погло- щат. способность; кк — коэфф, теплопо- терь коллектора, Вт/(м2,0С); fa — темп-ра теплоносителя на входе в коллектор, °C; fa —- темп-ра наружного воздуха, °C.
Тепловая мощность А.с.с.о. меньше мощности коллектора на величину тешюпотерь в соединит, трубопроводах и аккумуляторе теплоты, а также неиспользуемого избыточного кол-ва получ. теплоты. А.с. требуют больших капиталовложений, поэтому экономически нецелесообразно
проектировать системы, способные покрывать всю годовую тепловую нагрузку отопления и горячего водоснабжения. В системах с краткосрочным аккумулированием теплоты оптим. степень замещения составляет 0,5, в системах с сезонным аккумулированием — 0,8—0,9. К осн. конструктивным хар-кам А.с.с.о. относятся площадь поверхности коллектора солнечной энергии А и объем аккумулятора теплоты У. Определение этих величин — задача сложная, и наилучшим решением является динамич. моделирование системы. Упрощенно (весьма грубо) величину А, м2, вычисляют по ф-ле А - йн/^с, где би — тепловая нагрузка отопления в марте, кВтч; 6с — суточная теплопроиз-сть гелиосистемы, кВТч. Объем V, м3, аккумулятора теплоты — V* Av, где v — уд. объем теплового аккумулятора, м3 на м2 площади поверхности коллектора солнечной энергии.
Оптим. ориентация коллектора — южная, угол наклона его к горизонту равен
0,01...0,020,005...0,02
0,05...0,150,15...0,35
водоснабжения
0,75...1,2
широте <р местности для систем горячего водоснабжения <р +15° для системы отопления и у? -15° для круглогодичных систем горячего водоснабжения. Осн. тенденции развития А.с.с.о. — совершенствование конструкций, упрощение и удешевление технологии изготовления и монтажа коллекторов солнечной энергии и аккумуляторов теплоты, использование комбинированных солнечно-теплонасосных систем отопления (теплоснабжения).
АКТИВНЫЙ ИЛ —• взвешенная в воде активная биомасса, осуществляющая процесс очистки сточных вод в аэробных биоокислителях (аэротенки, окситенки и т.д.). А.и. — сложное сообщество микроорганизмов разл. систематич. групп и нек- рых многоклеточных животных. А.и. биоокислителей формируется под влиянием хйм. состава обрабатываемой сточной воды, растворенного в ней кислорода, темп- ры, pH и окислительно-восстановит. потенциала. По внешнему виду А.и. представляет собой хлопья светло-серого, жел-
товатого или темно-коричневого цвета, густо заселенные микроорганизмами, заключенными в слизистую массу. Средний размер хлопьев 1 —4 мм, но в зависимости от условий в биоокислителе он может изменяться от долей миллиметра до 30—- 40 мм. Хлопьеобразование — процесс сложный, и механизм его до конца не выяснен. Часто его объясняют накоплением на поверхности клеток внеклеточных полимеров (в осн. полисахаридов и белков), имеющих анионоактивные и неионогенные группы и способных вести себя как полиэлектролиты. Взаимодействие высокомолекулярных полимеров приводит к возникновению между отд. клетками связующих мостиков и образованию сложной структуры хлопьев А.и. Способность А.и. образовывать хорошо оседающие хлопья — важнейшее его свойство, т.к. эффективность очистки сточных вод в аэротенках в значит, степени зависит от последующего процесса отделения А.и. от очищенной воды. Способность А.и. к оседанию характеризуется значением илового индекса. Образовывать хлопья способны многие роды бактерий. Благодаря очень развитой поверхности хлопьев А.и. (около 100 м “ на 1 г сухого в-ва) на них сорбируются коллоидные и взвешенные в- ва, в результате чего хлопья А.и. представляют собой сложную совокупность микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и инертных частиц. А.и. присуща способность удерживать большое кол-во воды в осн. в связанном состоянии. С повышением концентрации А.и. в сточной воде доля связанной воды в нем увеличивается.
Биохимич, активность А.и. — способность его к изъятию и окислению орга- нич. примесей сточных вод — оценивают по скорости потребления кислорода и по содержанию в нем ферментов. В том и другом случаях результат относят к 1 г беззольного вещества А.и. При оценке биохимич. активности А.и. по ферментам определяют содержание в нем отд. групп оксиредуктаз, каталаз, дегидрогеназ, цитохромов. Чаще определяют дегидроге- назную активность А.и., по к-рой оценивают работу аэрационных сооружений, состояние А.и., токсичность сточных вод. При этом учитывают, что яды блокируют активность дегидрогеназ.
А.и. аэротенков подвержен вспуханию, к-рое чаще всего связывают с развитием нитчатых бактерий и нек-рых грибов. При вспухании структура хлопьев А.и. резко видоизменяется. Хлопья увеличиваются в размере, становятся рыхлыми. Вспухший А.и., обладающий чрезвычайно развитой поверхностью, имеет повышенную окислит, способность, может интенсивно использовать углерод нек-рых трудноокисляемых в-в, потребность в азоте и фосфоре у нитчатых бактерий существенно ниже, чем у обычных флокулиру
ющих бактерий. Однако на практике использовать эти потенц. преимущества вспухшего ила затруднительно. Пружинящие нити бактерий, пронизывая хлопья, препятствуют их осаждению. Вспухший А.и. выносится из вторичны^ отстойников, ухудшая качество очищенной воды. При вспухании очень сложно поддерживать необходимую дозу А.и. в аэротенке, что также влияет на качество очистки. А.и. с развитой нитчатой микрофлорой выгодно использовать для очистки производств, сточных вод с недостаточным кол-вом биогенных элементов. Эффективная очистка таких вод возможна при установке в аэротенке вертик. сит, через к-рые проходит поток воды. Нитчатые организмы, закрепляясь на этих ситах, хорошо очищают воду. Ил, прошедший через сито, легко осаждается во вторичном отстойнике. Вспухание А.и. наблюдается при избытке углеводов в очищаемой воде или недостатке биогенных элементов, при уменьшении концентрации растворенного кислорода или резком изменении нагрузки на А.и. Универсального способа борьбы со вспуханием А.и. не найдено вследствие многообразия причин, вызывающих это явление. В условиях городских очистных станций бороться с развившимся вспуханием довольно трудно. При незначительном кол- ве нитчатых организмов в иле целесообразно уменьшение нагрузки на него. В качестве одной из мер рекомендуется подщелачивание воды до pH - 9...9,4.
Хим. состав А.и. обусловлен составом клеточного в-ва микроорганизмов. Сухое в-во А.и. состоит изорганич. (беззольной) части и золы и представляет собой примеси, присутствовавшие в исходной сточной воде и трансформированные в биомассу, а также в-ва, адсорбированные хлопьями А.и. Элементный состав беззольной части А.и. (как и состав клеточного в-ва) определяется осн. органогенами: углеродом, кислородом, водородом, азотом. Соотношение этих элементов в беззольном в-ве А.и. зависит от состава обрабатываемых сточных вод, технологич. режима очистки и может существенно изменяться. В среднем на долю углерода приходится 50— 52%, кислорода 29—33%, водорода 6— 8%, азота 8—12%,, беззольного в-ва А.и. Соотношение элементов в А.и. определено в 1952 и представлено в виде "формулы" клеточного в-ва C5P7NO2. Эта формула используется для всех расчетов, связанных с кинетикой биохимич, процессов очистки воды и синтезом.клеточного в-ва, точность ее для практич. целей оказывается достаточной. Значение удельной ХПК А.и. с таким соотношением осн. органогенов составляет 1,42 мг/мг. '
Примерно 75—80% беззольного в-ва А.и. приходится на долю белков, жиров и углеводов, остальные 20—25% составляет негидролизуемый остаток. Более всего в
А.и. белков, содержание к-рых колеблется в среднем от 40 до 60% (в расчете на беззольное в-во). Кол-во белков в А.и. не постоянно и зависит от его видового состава - и возраста. Углеводы составляют 3—20%, жиры 10—30%. Зольность А.и. колеблется в очень широких пределах — от 10 до 40%, для А.и. городских очистных станций она обычно составляет 25—30%. В зольной части А.и. обнаруживаются все элементы, присущие клеткам организмов (Р, S, К, Na, Са, Mg, Fe и т.д.). Однако в А.и. по сравнению с клеточным в-вом значительно возрастает содержание железа и кремния. При биологии, очистке жесткой воды в хлопке А.и. обнаруживается нерастворимый фосфат кальция, увеличивающий плотность хлопьев.
АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЯ — программа выбора осн. хар-к намеченного к постройке здания, обеспечивающих его функционирование с комфортным для людей и оптим. для технологич. процесса микроклиматом, с Эффективным использованием энергии, матер, и трудовых ресурсов. Последовательность определения А.п.з. такова: выяснение расчетных внутр, условий (допустимыекоптим., локальные и общие, комфортные и технологич. в рабочей, зоне помещения для зимнего и летнего периодов и годового цикла) и потребное для их осуществления обеспечение; нахождение расчетных наружных условий с учетом принятого коэффициента обеспеченности Коб в виде сочетания хар-к изменения параметров климата также соответственно для зимы, лета и года; выбор защитных показателей гра- достроит., объемно-планировочного и конструктивного решений здания (пассивные меры борьбы с переохлаждением и перегревом). Оптимизация тепло-, воздухе- и влагозащитных свойств наружных ограждений всех видов, создание равноэффективных в отд. сечениях защитных свойств конструкций и конструкций с регулируемыми свойствами; расчет потерь и поступлений теплоты в помещение через наружные ограждения от технологич. и бытовых источников, расчет тепловой) баланса и теплоустойчивости помещений, определение экстрем, нагрузок зимой, летом и годового хода теплового режима помещений здания; определение естеств. (пассивного) теплового режима здания для зимних и летних условий, его годового хода (хар-к отопит, и охладит, периодов, выявление низкопотенц. источников (стоков) теплоты, холода в здании и на площадке, вторичные энергетические ресурсы технологич. процесса, их режимные хар-ки); определение установочной мощности, режима работы и регулирования систем отопления — охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха1, выбор схем и элементов названных систем,
включая приемники солнечной энергии, вторичные экономил, ресурсы технологии. процесса, низкопотенц. теплоты, теряемой в здании, и др. нетрадиц. источников энергии; определение эффективности принятого решения системы кондиционирования микроклимата здания, его экономил., энергетич. и материальные показатели. _
АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА — программа выполнения и последо- ват. смены технологич. процессов, протекающих в отд. элементах системы. Напр., алгоритм функционирования может описывать определ. последовательность тер- модинамич. обработки воздуха в,системс кондиционирования воздуха, исключающую перерасход энергии. При совместном действии систем отопления и вентиляции А.с.к.м. определяет последовательность изменения их мощности, включения и выключения, обеспечивающую снижение суммарного расхода энергии.
АНАЛИЗАТОРЫ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД — приборы непрерывного действия, предназначенные для определения концентрации к.-л. одного или неск. компонентов, содержащихся в воде. В отличие от лабораторных приборов А.к.п.с.в. могут длит, время работать в автономном режиме без участия операторов (лаборантов). Наиболее распростран. тип анализаторов качества —пром. pH-метры, определяющие водородный показатель жидкости. По их принципу устроены А.к.п.с.в. потенцио- метрич. типа для определения концентрации ионов таких элементов, как кальций, натрий, и др. в-в. Их чувствит. элементами являются спец, электроды, селективные к ионам элементов. С помощью солемеров — кондуктометров, основ, на измерении электропроводности жидкости, определяют ее общее солесодержание, а также концентрацию к.-л. растворов солей, напр. КС1, NaCl. Мутность жидкости оценивают турбидиметрами или нефелометрами — приборами, основ, на измерении светопропускания или светопоглощсния жидкости. В системах канализации их используют в качестве сигнализаторов уровня осадка в отстойниках. При необходимости определения концентрации нек-рых в- в, растворенных в воде, применяют приборы фотоколориметрич. типа. Они, как правило, сложны, требуют спец, устройств для отбора и подготовки жидкости, поэтому анализ на таких приборах проводится не непрерывно, а с интервалами 20—30 мин.
Комбинированные А.к.п.с.в. представляют собой спец, блоки (шкафы), в к-рых размещают несколько датчиков и преобразователей, напр. pH-метр, кон
дуктометр, турбидиметр и термометр. Из комбинированных приборов по многожильным кабелям выводят сигналы преобразователей для обработки их на ЭВМ либо в простейших случаях для записи на диаграммы. Эти приборы применяют на постах контроля природных вод или на сбросных каналах крупных очистных сооружений канализации.
А.к.п.с.в. разл. типов получили широкое распространение в системах автоматизации очистки производств, сточных вод. Напр., в системах очистки стоков гальванич. произ-в используют приборы для определения концентрации цианидов, хроматов и др. веществ. Организации охраны природы используют А.к.п.с.в. переносного типа, к-рые имеют встроенный источник автономного электропитания и отличаются повыш. надежностью и малой массой. В ряде случаев применяют комплексы для определения концентрации разл. в-в, установл. в автомобиле повыш. проходимости. Набор приборов в таких комплексах зависит от их назначения.
АНАЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ, метановое с бр аж ива ние — один из осн. методов обработки осадков городских сточных вод.
Цель — предотвращение загнивания осадков и их обезвреживание. Совокупность превращений оргацич. компонентов осадков при сбраживании, по схеме Баркера, состоит из кислой и щелочной (метановой) стадий. Первую стадию осуществляют кислотообразующие бактерии. Благодаря разнообразию физиологии. групп и метабиотич. взаимоотношениям между отдельными видами кислотообразующих бактерий биохим. деструкции подвергаются все компоненты осадков: жиры, белки, углеводы. Под действием разнообразных гидролаз сложные органич. составляющие осадков подвергаются внеклеточному гидролизу, превращаясь в соединения, доступные для питания клеток бактерий. Внутриклеточное окисление продуктов ферментативного гидролиза белков, жи
,НзО С02[капроновая КИСЛОТа"]^*"^^ ►[БУТИЛОВЫЙ спирт,НзО С02[капроновая КИСЛОТа"]^*"^^ ►[БУТИЛОВЫЙ спиртСН4^СН4^. [пропионовая КИСЛОТ^ СН4. [пропионовая КИСЛОТ^ СН4[ВАЛЕРИАНОВАЯ КИСЛ0ТА»^у
,НзО С02
[капроновая КИСЛОТа"]^*"^^ ►[БУТИЛОВЫЙ спирт
,НзО С02
[капроновая КИСЛОТа"]^*"^^ ►[БУТИЛОВЫЙ спирт
СН4^
СН4^
. [пропионовая КИСЛОТ^ СН4
. [пропионовая КИСЛОТ^ СН4
Н20 С02
ров и углеводов приводит к образованию конечных продуктов первой стадии сбраживания осадков: низших жирных к-т (НЖК), спиртов жирного ряда, аммиака, водорода, диоксида углерода, сероводорода. Более 70% жирных к-т приходится на долю уксусной к-ты, примерно 25% составляют пропионовая и масляная к-ты. Кроме того, в процессе кислого брожения в незначит. кол-ве образуются муравьиная, валериановая, капроновая к-ты. Очевидно, кроме белков, жиров и углеводов кислотообразующие бактерии могут использовать и др. в-ва, способные сбраживаться. К числу таких в-в относятся пурины и пиримидины, есть данные о сбраживании алканов и ароматич. углеводородов. Щелочную или метановую стадию брожения осадков городских сточных вод осуществляют метаногенные бактерии, превращающие продукты жизнедеятельности кислотообразующих бактерий в метан. Реакции метанообразования многоступенчаты и протекают с участием разнообразных ферментов и витамина Biz, входящего в метилтрансферазы. Биология, роль этих реакций — получение клеткой необходимой энергии. Различают реакции двух типов: 1) осуществляемые бактериями, способными использовать уксусную к-ту и метиловый спирт и 2) бактериями, не способными к этому процессу и потребляющими в качестве донора водорода другие соединения. При ферментации уксусной к-ты и метилового спирта по реакции 1-го типа метан образуется в результате восстановления метильной группы. В реакциях 2-го типа синтез метана происходит путем восстановления диоксида углерода. Многие виды метаногенных бактерий восстанавливают COz, используя молекулярный водород.
Общая схема превращения НЖК и соответствующих спиртов на стадии метанового брожения показана на схеме. При-
Схсма превращения кислот и спиртов на стадии метанового брожения
МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ J
мерно 70% метана образуется в реакциях 1-го типа, остальная часть — при восстановлении СОг- В условиях пром, метанового брожения сложных субстратов, осуществляемого сообществом разнообразных микроорганизмов, нек-рые сапрофитные бактерии, обычно не образующие метан, при совместном развитии начинают его продуцировать, сбраживая сложные органич. в-ва. Обе стадии брожения протекают синхронно, процесс в целом контролируют метаногенные бактерии. При нормально протекающем процессе брожения образующийся газ состоит из метана (65—70%) и СОг. Молекулярный водород — продукт первой стадии брожения — может обнаруживаться в очень не- значит. кол-ве, т.к. используется метаногенными бактериями. Сероводород — продукт распада серосодержащих аминокислот — связывается с железом, присутствующим в осадке, с образованием нерастворимого сульфида. Аммиак гидролизуется и остается в р-ре. Эффективность процесса сбраживания оценивается по выходу газа с 1 кг загруженного беззольного в-ва. Для каждого вида осадка существует теоретич. предел сбраживания, зависящий от его состава: содержания в беззольном в-ве осадков жиров, белков и углеводов. Теоретически при сбраживании этих в-в выход газа составляет соответственно 0,92; 0,34 и 0,62 кг/кг. Предел сбраживания показывает, какая часть беззольного в-ва осадков может перейти в газ. Для осадков городских сточных вод он составляет 45—58%, при этом активный ил, содержащий больше белков и меньше жиров, имеет меньшее значение предела сбраживания. Реальный выход газа, т.е. эффективность процесса сбраживания, зависит от ряда параметров. Существенно влияет на скорость процесса темп-pa. В иловых камерах септиков, двухъярусных отстойников, осветлителей-перегнива- телей, в к-рых процесс протекает при ес- теств. темп-ре, длительность созревания осадка составляет соответственно 160; 60 — 120 и 20 — 130 сут. в зависимости от средней темп-ры сточных вод. В обогреваемых метантенках продолжительность сбраживания снижается до 5—14 сут. Процесс можно проводить в двух темп- рных режимах: мезофильном — при 30— 35°С и термофильном — при 50—55°С. Во втором случае скорость процесса в 2 раза выше, кроме того, достигается полная гибель яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. При мезофильных темп-рах степень обеззараживания осадка по содержанию сальмонелл и фекальных коли- форм достигает 90%, по яйцам гельминтов 50—80%. В обоих режимах анаэробный ил легче переносит понижение темп-ры, чем ее повышение за указанные предельные значения. Важный показатель для метаногенных бактерий, имеющих оптимум 2 Заказ 4724
pH в пределах б, 8—7,5,— реакция среды. Образующийся в процессе брожения СОг частично переходит в р-р. Между р-ром и газовой фазой устанавливается подвижное равновесие.
При устойчивом процессе брожения содержание СОг в газе примерно постоянно (30—35%), и в растворе поддерживается соответствующая концентрация бикарбонатов, определяющая величину щелочности, а следовательно, и значение pH бродящего осадка. Запас щелочности обеспечивает некоторую буферность среды. В случае снижения значения pH, т.е. увеличения концентрации ионов Н+ в среде, равновесие в системе сдвигается влево, что приводит к связыванию водородных ионов. На процесс сбраживания влияет возраст анаэробного ила, т.е. время в сутках, за к-рое происходит полный обмен активной биомассы метантенка. Биомассу принято оценивать по концентрации беззольного в-ва в бродящем осадке. Для поддержания пост, концентрации активной биомассы необходимо обеспечить равенство скоростей ее прироста и удаления микроорганизмов со сброженным осадком. Т.к. прирост биомассы в анаэробных системах невелик, возраст анаэробного ила должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить вымывание микрофлоры из метантенка. Возраст анаэробного ила можно увеличить возвратом части сброженного и предварительно сгущенного осадка в метантенк. Наконец, на процесс брожения осадков городских сточных вод влияют такие токсичные соединения, как катионы тяжелых металлов, растворимые сульфиды, ПАВ, цианиды, фенолы. Резкое изменение любого из перечисленных параметров может привести к нарушению процесса сбраживания и прежде всего сказывается на жизнедеятельности метаногенных бактерий, более требовательных и чувствительных к условиям окружающей среды. При этом нарушается равновесие кислой и метановой стадий брожения, в среде накапливаются метаболиты кислотообразующих бактерий — НЖК. Обычно концентрация НЖК в бродящей массе составляет 300—700 мг/л, а в период нарушений она может достигать 2000— 3000 мг/л. Сами НЖК в концентрации до 6000—8000 мг/л не токсичны для метаногенных бактерий, но их накопление выше уровня нейтрализующей способности системы приводит к снижению щелочности, а следовательно, и значения pH.
Процесс анаэробной стабилизации осадков реализуется в одно- и двухступенчатых схемах. Сбраживание по одноступенчатой схеме может осуществляться с рециклом части сброженного сгущенного осадка или без него. Двухступенчатые схемы применяют с целью либо отделения иловой воды и уменьшения объема сброженного осадка, либо интенсификации
процесса брожения. В первом варианте необходимо предусматривать возврат иловой воды в начало очистных сооружений, что приводит к повышению нагрузки на них и ухудшает качество очищенной воды. Второй вариант двухступенчатых схем основан на использовании принципиальных физиологии, различий кислотообразующих и метаногенных бактерий и проведении каждой стадии брожения в отд. сооружении. Процесс получил название фазовой сепарации. Процесс анаэробной стабилизации позволяет получить стабильный, незагнивающий осадок. Наличие в нем соединений азота, фосфора и калия позволяет использовать осадок в качестве удобрения в с.х-ве. Образующийся биогаз, имеющий теплотворную способность около .21000 кДж/м3 (5000 ккал/м3), обычно используют в котлах для поддержания выбранного темп- рного режима сбраживания. Процесс контролируют по совокупности параметров, важнейшими из к-рых являются pH, би- карбонатная щелочность, НЖК, кол-во и состав биогаза.
АНАЭРОБНЫЙ ИЛ -- биоценоз микроорганизмов, осуществляющих метановое брожение концентриров. субстратов. В соответствии со схемой Баркера (см. Анаэробная стабилизация осадков) в бионаселении А.и. традиционно выделяют две группы бактерий: кислотообразующие и метаногенные. Первая, достаточно разнообразная по составу, получила название по конечному продукту метаболизма (обмена в-в) этих бактерий — жирным кислотам. Название второй объясняется их способностью продуцировать метан. Кислотообразующие бактерии представлены облигатными и факультативными анаэробами. Преобладание тех или иных видов бактерий определяется характером субстрата, подвергающегося брожению, и составом микрофлоры, уже присутствующей в нем. Сложный хим. состав осадков сточных вод обусловливает развитие в бродящей массе различных физиология, групп бактерий, способных в процессе своей жизнедеятельности использовать все компоненты осадков. Особое значение в процессах брожения принадлежит клостридиям. Клостридии, обладающие саха- ролитич. активностью, сбраживают в-ва углеводной природы. При этом одни из них окисляют только целлюлозу, другие используют пектиновые в-ва, третьи — крахмал. Белки и продукты их гидролиза служат субстратом для клостридий, имеющих активные протеолитич. ферменты. Нек-рые виды клостридий способны разлагать сложные гетсроциклич. соединения, напр. пурины и пиримидины. Характер конечных продуктов метаболизма клостридий определяет тип брожения. Ведущая роль в разложении исходного
34 Антикоррозионная защита металлов
субстрата принадлежит облигатным анаэробам. Их общее число в А.и. на 1—3 порядка превышает суммарную численность факультативных анаэробов и аэробов. Аэробные бактерии так же, как простейшие, попадают в метантенк с активным илом, но существ, значения для процесса брожения не имеют. Наряду с бактериями в А.и. обнаруживаются мицелиальные и дрожжевые грибы, принимающие участие в разложении органич. субстратов, но кол- во их по сравнению с бактериями невелико. Большое видовое разнообразие бактерий, объединенных в группу кислотообразующих, обеспечивает устойчивость этого сообщества в широком диапазоне значений pH и окислительно-восстановит. потенциала, а также его способность трансформировать сложный комплекс соединений разных классов, входящих в состав осадков сточных вод. Бактерии этой группы широко представлены в осадках, время генерации для нек-рых видов составляет 20—30 мин, для др. измеряется часами. Все метаногенные бактерии — облигатные анаэробы, очень чувствит. к окислительно-восстановит. условиям и реакции среды. Оптимальное значение pH для них ограничено узким интервалом 6,8—7,5, а оптимум окислительно-восстановит. потенциала составляет от —51 Одо —590 мВ. Метаногенные бактерии чувствительны к любым окислителям, даже в присутствии нитратов и сульфатов синтез метана задерживается. Почти все истинные метаногенные бактерии принадлежат к мезофилам. Для большинства их оптим. темп-pa составляет 35—40 С, хотя есть виды и с более низким темп-рным оптимумом роста (20—25°С). К числу термофилов относится Methanobacterium termoautotropicum. Однако считают, что возбудителями метанового брожения осадков сточных вод и в мезофильных, и в термофильных условиях являются одни и те же микроорганизмы, различающиеся темп-рным интервалом жизнедеятельности.
Источником азота для метанообразующих бактерий служат аммонийные соединения, хотя отд. виды способны использовать нек-рые аминокислоты. К числу наиболее характерных особенностей метаногенных бактерий относится специфичность отд. видов по отношению к донору водорода, используемому в реакциях катаболизма. Большинство этих бактерий способно потреблять молекулярный водород, осуществляя энергетич. метаболизм хемолитотрофного типа. Однако для многих видов донором водорода могут быть органич. в-ва. В энергетич. реакциях метанообразующие бактерии используют только относительно простые соединения: низшие жирные к-ты и соответствующие спирты. Избыточный активный ил, по-ви- димому, не содержит метаногенных бактерий, кол-во их в осадке из первичных от
стойников также незначительно (50—500 клеток в 1 мл). Это примерно на 6—7 порядков ниже численности кислотообразующих бактерий.
Между кислотообразующими и метаногенными бактериями в процессе брожения устанавливается экологич. равновесие, к-рое предполагает поддержание на определенном уровне численности бактерий обеих групп. В 1 мл бродящего осадка насчитывается 106—10° метаногенных бактерий и такое же кол-во облигатно анаэробных кислотообразующих бактерий. Т.к. в кислой стадии брожения наряду с облигатными принимают участие факультативные анаэробы, общая численность микроорганизмов первой стадии оказывается выше численности метаногенных бактерий. Последние растут и размножаются значительно медленнее кислотообразующих бактерий, поэтому устойчивый процесс брожения наблюдается только при обеспечении необходимых условий для интенсивного развития метаногенных бактерий. Взаимосвязь между этими группа ми бактерий не офаничена метабиотиче- скими взаимоотношениями, но приобретает более сложный ассоциативный характер благодаря взаимному влиянию через продукты обмена, напр. витамины группы В.
АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ — комплекс средств защиты металлов и сплавов, металлич. изделий и сооружений от коррозии, к-рый необходимо предусматривать на всех стадиях произ-ва — от проектирования объекта до транспортировки, хранения готовых изделий, монтажа и эксплуатации. По механизму действия'методы А.з.м. можно разделить на 2 осн. фуппы: электрохим., оказывающие влияние на потенциал металла, и механич., изолирующие металл от воздействия окружающей среды защитной пленкой и покрытиями. К осн. методам А.з.м. теплотехнич. оборудования котельных и ТЭЦ относятся: легирование металлов, термообработка, ингибирование окружающей металл среды, деаэрация воды, водоподготовка, применение защитных покрытий, создание микроклимата и защитной атмосферы. Легированием при электрохим. коррозии металлов достигается перевод металла из активного состояния в пассивное, при этом образуется пассивная пленка с высокими защитными свойствами. Напр., легирование железа хромом позволило перевести железо в устойчивое пассивное состояние и создать целый класс сплавов, наз. нержавеющими сталями. Термообработка металлов устраняет структурную неоднородность, вызывающую коррозию металлов избирательную, и снимает внутр, напряжения в сплавах, исключая тем самым их склонность к межкристаллитной и точечной
коррозии, к коррозии под напряжением. Это очень важно для оборудования ТЭЦ, работающего при высоких темп-pax и давлениях. Широко распространены коррозионные ингибиторы. Защитные покрытия делят на металлич. и неметаллич. В зависимости от потенциала металла они могут быть анодными и катодными по отношению к защитному металлу. Анодные покрытия уменьшают или полностью устраняют коррозию осн. металла в порах покрытия, т.е. оказывают электрохимич, защиту. Катодные покрытия могут усилить коррозию в порах, однако их частично применяют, т.к. они повышают физико- механич. свойства металла, напр. износостойкость, твердость. Металлич. покрытия различают и по способу их получения. Для А.з.м. применяют также неорганич. покрытия, состоящие из окислов, фосфатных, хроматных, фторидных и др. сложных неорганич. соединений. Неорганич. покрытия наносятся хим. и электролитич. методами. К неорганич. покрытиям, получаемым горячим способом, относится эмалирование, широко распростран. в бытовой технике и для защиты металлов от газовой коррозии при высоких темп-рах. При длит, хранении и транспортировке металлич. изделия и запасные части подвергают консервации.
АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА ТЕПЛОПРОВОДОВ — комплекс методов защиты теплопроводов от коррозии. А.з.т. комплексно решается в процессе проектирования и эксплуатации систем теплоснабжения. Интенсивность наружной коррозии теплопроводов (см. Коррозия металлов) зависит от их темп-рного режима, наличия влаги, кислорода, агрессивных солей и к-т в грунте, грунтовых вод, а иногда и от теплоизоляции. Существуют общие и спец, методы защиты теплопроводов от наружной коррозии. К общим относится совместная защита их от наружной коррозии и увлажнения: нанесение на наружную поверхность тепловой изоляции покровного слоя, защищающего ее от влаги и механич. повреждений, отвод воды путем понижения уровня грунтовых вод и устройства попутного дренажа, создание условий для высыхания изоляции и др. Спец, методами теплопроводы защищают только от коррозии. К ним относятся: нанесение на поверхности труб анти- корроз. покрытий, понижение корроз. агрессивности фунта и тепловой изоляции, электрич. методы защиты, меры, уменьшающие сток тока с трубопровода в грунт, создание тепловых режимов, способствующих затуханию корроз. процессов. Ан- тикорроз. покрытия устраняют непос- редств. контакт металла с агрессивными газами и солями, проникающими с влагой при увлажнении изоляции. Выполняются они из обмазочных и оберточных матери-
ялов в неск. слоев (изола, бризола), эпоксидных или органосиликатных эмалей и красок, стеклоэмалей и др. Понижение корроз. агрессивности грунта и тепловой изоляции достигается путем их пассивации — создания щелочной среды, при к- рой корроз. процессы затухают. Пассивацию грунта можно производить путем введения в него извести, битумперлита (едкого натрия).
К электрич. методам защиты трубопроводов от коррозии относятся электрич. дренаж, катодная и протекторная защита. При электрич. дренаже происходит отвод по проводнику обратно к источнику блуждающих токов, попавших на трубопровод. При катодной защите на трубопровод накладывают отрицат. потенциал, переводя участок его в катодную зону. В качестве анодов используют металл, помещ, в грунт вблизи трубопровода. Отрицат. полюс источника пост, тока соединяют с трубопроводом, а положит. — с анодом. Создается замкнутый контур тока, по к-рому ток по грунту, защищаемому трубопроводу и изолир. кабелю возвращается к источнику питания. При протекторной защите трубопровод превращают в катод без пост, источника тока, а в качестве анода используют металлич. стержень, помещаемый в грунт возле трубопровода с более отрицат. потенциалом, чем железо (цинк, алюминий, магний и их сплавы). Между катодом и анодом устанавливается электрич. контакт. В образовавшейся т.о. гальванич. паре корродирует не трубопровод, а протектор (анод). К спец, мерам, снижающим величину блуждающих токов в теплопроводах, относятся: удаление трассы тепловых сетей от рельсовых путей электрифи- циров. транспорта и уменьшение числа пересечений с ним; увеличение переходного сопротивления сетей путем применения электроизолирующих неподвижных и подвижных опор трубопроводов; уравнивание потенциалов между смежными па- ралл. трубопроводами путем установки между ними поперечных электроперемычек при применении электрохим. защиты; установка электроизолирующих фланцев на трубопроводах на вводе тепловой сети (или в ближайшей камере) к объектам, к-рые могут являться источниками блуждающих токов (трамвайное депо, тяговые подстанции, ремонтные базы и т.п.).
Защита от наружной коррозии путем поддержания определ. тепловых режимов основывается на зависимости интенсивности коррозии от темп-ры поверхности стальной трубы. Т.к. при темп-рах 20—30 и 90— 95°С скорости коррозии снижаются в 4—5 раз, желательна темп-pa в подающем трубопроводе не ниже 90°С (см. также Антикоррозионная зашита металлов).
АНТРАЦИТ (от греч. anthrakitis) — ископаемый уголь, имеющий низшую
теплоту сгорания рабочего состава 27 МДж/кг и выход летучих в-в около 7 %. Черный, часто с сероватым оттенком, иногда с пестрой побежалостью, с сильным металлич. блеском А. имеет влажность 1—3%. В его горючей массе содержатся углерода 93,5—97%, водорода 1— 3 %, кислорода и азота 1,5—2 %. Горит ко- ротким пламенем и бездымно. По объемному выходу летучих в-в А. делят на 2 промышленные марки — полуантрациты и собственно А. А. залегает в виде пластов различной мощности.
АППАРАТЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПЕННЫЕ — контактные теплообменные аппараты, используемые для обработки воздуха в кондиционерах. В пенных теплообменниках создается водовоздушная эмульсия, обеспечивающая развитую площадь поверхности контакта воздуха с водой, за счет чего интенсифицируется тепломассообмен. Используют А.т.п. трех видов: полочные, где эмульсия создается при прохождении воздуха через отверстия в горизонт, решетке, на к-рую подается вода; циклонные, в к-рых в вер- тик. камеру подается предварительно за- круч. воздушный поток, захватывающий подаваемую сверху воду, в результате чего образуется пенный слой; ударно-пенные, в к-рых воздух с большой скоростью подводится под углом к поверхности воды, поднимает часть ее, образуя в вертик. плоскости слой пены. А.т.п. отличаются большими потерями давления воздуха, что требует повыш. расходов энергии.
АРМАТУРА НА ТРУБОПРОВОДАХ, трубопроводная армату- р а систем водоснабжения и водоотведения (от лат. armatura — снаряжение, вооружение) — вспомогат., обычно стандартные, устройства и детали,, не входящие в состав осн. оборудования, но необходимые для включения — выключения, регулирования, обслуживания, ремонта и обеспечения надежной работы трубопроводов. Трубопроводная А. должна соответствовать внешним и внутр, нагрузкам на трубопровод, обеспечивать герметичность, иметь требуемые гидравлич., гидродина- мич., кавитац. и противокорроз. свойства, отвечать условиям надежности. Осн. параметрами А.т. являются диаметр условного прохода, к-рый устанавливают стандартом, и условное давление — наибольшее избыточное рабочее давление при темп-ре среды 20°С. В каталогах трубопроводной А. обычно указывают ее рабочее и пробное давления. А.т. аэрацион- н ая — вантузы и клапаны для впуска, выпуска и защемления воздуха, скапливающегося в трубопроводе, а также для впуска воздуха в места разрыва сплошности потока, возникающего при переходных режимах протекания воды по трубопроводу.
Шаровой вантуз Ру - 50 мм (в) к схема установки его на водоводе Dy - 1000 мм (б)
— корпус; 2 — верхний фланец; 3 — отверстие; 4 — зонт-крышка; 5 — втулка; 6 — полиэтиленовый шар;
— нижний фланец
Вантузы могут быть шаровыми, рычажными и мембранными. Они рассчитаны на небольшую пропускную способность воздуха при низких давлениях воды в трубопроводе. Диаметр присоединительного патрубка вантузов обычно 50 мм. На схеме приведен шаровой вантуз.
Для впуска и выпуска больших объемов воздуха применяют автоматические клапаны. Диаметр присоединительного патрубка клапанов — 400—500 мм.
А.т. водоразборная предназначена для отбора воды из системы водоснабжения: водоразборные краны и смесители, поплавковые клапаны, уличные колонки, пожарные гидранты. Арматуру первых трех видов используют в системах сан.- тех. оборудования жилых, обществ, и производств. зданий при отборе воды на хоз.- питьевые нужды и для укомплектования бачков смывных, умывальников, моек кухонных, бидэ, ванн купальных, душей. Поплавковые клапаны, кроме того, применяют для ограничения подачи воды в резервуары пром, назначения. По конструкции запорного элемента они бывают клапанные, дисковые, шаровые, поршневые, зо-
Клапан для впуска и выпуска воздуха (а), схема установки его на водоводе (5) и зависимость потерь напора в КВВВ от скорости движения воздуха (в)1—патрубок; 2 — решетчатый рассекатель; 3 — упор; 4—тарель; 5—корпус; б — ось; 7 — крышка; 8 — рычажный вантуз; 9 — выпускной патрубок; 10— шаровые поплавки; И — фланец 'Клапан для впуска и выпуска воздуха (а), схема установки его на водоводе (5) и зависимость потерь напора в КВВВ от скорости движения воздуха (в)1—патрубок; 2 — решетчатый рассекатель; 3 — упор; 4—тарель; 5—корпус; б — ось; 7 — крышка; 8 — рычажный вантуз; 9 — выпускной патрубок; 10— шаровые поплавки; И — фланец '1 — монтажный фланец; 2—ось; 3—тарель; 4 — трубопровод1 — монтажный фланец; 2—ось; 3—тарель; 4 — трубопроводУстройство с электроприводом для отбора воды из подземных водопроводовУстройство с электроприводом для отбора воды из подземных водопроводов1 — пускатель; 2 — ручной привод; 3 — редуктор; 4— опора; 5 — направляющие пазы; б — шпиндель; 7— выступы; 8,9 — патрубки; 10 — корпус; 11 — трубопровод; 12 — втулка; 13 — спицы; 14 — седло; 15 — уплотнит. кольцо; 16—клапан; 17 — шток; 18 — втулка; 19—вал передачи1 — пускатель; 2 — ручной привод; 3 — редуктор; 4— опора; 5 — направляющие пазы; б — шпиндель; 7— выступы; 8,9 — патрубки; 10 — корпус; 11 — трубопровод; 12 — втулка; 13 — спицы; 14 — седло; 15 — уплотнит. кольцо; 16—клапан; 17 — шток; 18 — втулка; 19—вал передачиСхема установки клапана для впуска и защемления воздуха (л) и зависимость потерь напора &Н от скорости впуска воздуха (б)Схема установки клапана для впуска и защемления воздуха (л) и зависимость потерь напора &Н от скорости впуска воздуха (б)
Клапан для впуска и выпуска воздуха (а), схема установки его на водоводе (5) и зависимость потерь напора в КВВВ от скорости движения воздуха (в)
1—патрубок; 2 — решетчатый рассекатель; 3 — упор; 4—тарель; 5—корпус; б — ось; 7 — крышка; 8 — рычажный вантуз; 9 — выпускной патрубок; 10— шаровые поплавки; И — фланец '
Клапан для впуска и выпуска воздуха (а), схема установки его на водоводе (5) и зависимость потерь напора в КВВВ от скорости движения воздуха (в)
1—патрубок; 2 — решетчатый рассекатель; 3 — упор; 4—тарель; 5—корпус; б — ось; 7 — крышка; 8 — рычажный вантуз; 9 — выпускной патрубок; 10— шаровые поплавки; И — фланец '
1 — монтажный фланец; 2—ось; 3—тарель; 4 — трубопровод
1 — монтажный фланец; 2—ось; 3—тарель; 4 — трубопровод
Устройство с электроприводом для отбора воды из подземных водопроводов
Устройство с электроприводом для отбора воды из подземных водопроводов
1 — пускатель; 2 — ручной привод; 3 — редуктор; 4— опора; 5 — направляющие пазы; б — шпиндель; 7— выступы; 8,9 — патрубки; 10 — корпус; 11 — трубопровод; 12 — втулка; 13 — спицы; 14 — седло; 15 — уплотнит. кольцо; 16—клапан; 17 — шток; 18 — втулка; 19—вал передачи
1 — пускатель; 2 — ручной привод; 3 — редуктор; 4— опора; 5 — направляющие пазы; б — шпиндель; 7— выступы; 8,9 — патрубки; 10 — корпус; 11 — трубопровод; 12 — втулка; 13 — спицы; 14 — седло; 15 — уплотнит. кольцо; 16—клапан; 17 — шток; 18 — втулка; 19—вал передачи
Схема установки клапана для впуска и защемления воздуха (л) и зависимость потерь напора &Н от скорости впуска воздуха (б)
Схема установки клапана для впуска и защемления воздуха (л) и зависимость потерь напора &Н от скорости впуска воздуха (б)
лотниковые, мембранные; по режиму работы — непрерывного, порционного или повторно-кратковременного действия. Конструкции Ал. водоразборной отличаются большим разнообразием и в общем случае включают: жесткие или гибкие подводящие патрубки; корпус; запорные элементы, управляемые вручную с помощью одной или двух рукояток, полуавтоматич. или автоматич, светолучевыми, ультразвуковыми или тепловыми датчиками, работающими в повторно-кратковременном режиме; жесткие, гибкие или поворотные изливы с аэраторами, струевыпрямителями или душирующими на-
садками, обеспечивающими соответственно сплошную или раздробленную струю воды; переключатели потока для пооче- “редного включения компактной струи или душа; элементы крепления. Сан.-тех. водоразборную А.т. устанавливают непосредственно на приборе или над ним и присоединяют к трубопроводам систем горячего и холодного водоснабжения.
Уличные колонки для отбора воды на хоз.-бытовые нужды, устанавливаемые на наружной водопроводной сети, обеспечивают полную герметизацию трубопроводов от попадания загрязнений извне. Наземные и подземные пожарные гидранты используют для отбора воды на пожаротушение, а также заполнения автоцистерн. Наземные пожарные гидранты бесколо- дезного типа применяют в сельской местности и пригородных зонах. Существуют конструкции таких гидрантов, совмещ. с водоразборной колонкой. В основу подземных гидрантов, устанавливаемых в водопроводных колодцах, положена конструкция бесколодезного гидранта для подачи воды в автоцистерны, а также для использования в качестве контрольно-пускового узла для автоматич, включения стационарных установок пожаротушения.
В сан.-тех. приборах используется А.т. водосливная, предназнач. для приема и отвода сточных вод в канализационную сеть, а также для создания гид- равлич. затвора, предотвращающего проникновение газов в помещение. Она включает перелив, переливную трубу, выпуск с пробкой и цепочкой, сифон и отводную трубу. Выпуск при заполнении прибора водой закрывают пробкой, перелив и переливная труба предохраняют его от переполнения. Через выпуск, сифон и отводную трубу в канализационную сеть прибор опорожняется от воды. А.т. водосливную изготовляют из пластмассы (полиэтилена, полипропилена, ударопрочного полистирола и др.), латуни с гальванопокрытием, нержавеющей стали, керамики.
КА.т. запорной,предназнач.для перекрытия потока воды в трубопроводе, относятся задвижки, дисковые поворотные затворы, вентили, краны. Задвижки по конструкции подразделяют на паралл. и клиновые. В паралл. проход корпуса перекрывается двумя паралл. подвижно соединенными между собой дисками, к-рые раздвигаются одним или двумя располож. между ними клиньями: в клиновых — одним клинообразным круглым диском, помещ. в гнезда между наклонными уплотняющими кольцами корпуса. Преимущество паралл. задвижек перед клиновыми в меньшей трудоемкости обработки уплотняющих колец и их незначит. изнашиваемости, в меньших усилиях при открытии после длит, нахождения в положении "закрыто". Задвижки изготовляют с выдвиж-
Схемы задвижек
а, б — параллельные с ручным приводом с выдвижным и невыдвижным шпинделем; « — клиновая с ручным приводом и невыдвижным шпинделем; г, д — параллельные с электрич. и гидравлич. приводами; 1 — запорный диск; 2 — корпус; 3 — крышка; 4—шпиндель; 5 — сальник; 6 — штурвал; 7 — электропривод; 8 — маховик ручного привода; 9 — цилиндр; 10 — поршень
ным и невыдвижным шпинделем. Первый при вращении совершает постулат, движение, второй — только вращат. Выдвижной шпиндель имеет большую высоту в положении "открыто" — на величину хода шпинделя. Задвижки бывают плоскими, овальными, круглыми соответственно на низкое, среднее и высокое давления. Их изготовляют на давление 0,25—6,4 МПа в диапазоне диаметров 50—800 мм. Корпус задвижек выполнен из чугуна — при Ру до 1 МПа и стали — при ббльших давлениях. Задвижки выпускают с ручным, электрич. и гидравлич. приводами. Первые используют при отсутствии необходимости частых перекрытий трубопроводов, вторые — при систематических открытиях и закрытиях, а также автоматизации работы задвижек. На водопроводных сооружениях применяют задвижки с гидравлич. приво
дом. Задвижки больших диаметров оборудуют обводными линиями, на к-рых устанавливают задвижки меньших диаметров для выравнивания давления до и после запорного органа.
Соединение задвижек с трубопроводом — фланцевое. Достоинство задвижек — герметичность; недостатки — значит. масса, габариты, стоимость и неравномерное возрастание гидравлич. сопротивления в процессе закрытия. Задвижки нецелесообразны для регулирования подачи, т.е. не рассчитаны на работу в положении частичного открытия. Предпочтительны задвижки с уплотнением из эластомеров. Существуют бесфланцевые задвижки, исключающие трудности эксплуатации фланцевых соединений на болтах. Установка задвижек на трубопроводах может осуществляться в колодцах, камерах
или непосредственно в грунте. К многоцелевым относятся кольцевые задвижки, к- рые мо!ут работать в качестве запорного устройства, обратного клапана, дросселирующего устройства, регулятора давления, сбросного устройства, регулятора уровня. Недостатками этих задвижек яв- ' ляются сложность изготовления и высокая стоимость.
Дисковые поворотные затворы (ДПЗ) имеют ряд преимуществ перед задвижками: меньшие масса, габариты и стоимость, высокие показатели надежности, более плавное изменение гидравлич. сопротивления при закрытии, возможность нек-рых конструкций работать в промежуточном положении. Недостатки — более высокое гидравлич. сопротивление и неудобства, к-рые могут возникнуть при прочистке трубопровода. Диско-
Кольцевая задвижка .1 — поршень; 2 — указатель положения клапана; 3 — сливные пробки; 4 — корпус; 5 — гидроцилиндр; б — запорный клапанКольцевая задвижка .1 — поршень; 2 — указатель положения клапана; 3 — сливные пробки; 4 — корпус; 5 — гидроцилиндр; б — запорный клапан
Кольцевая задвижка .
1 — поршень; 2 — указатель положения клапана; 3 — сливные пробки; 4 — корпус; 5 — гидроцилиндр; б — запорный клапан
Кольцевая задвижка .
1 — поршень; 2 — указатель положения клапана; 3 — сливные пробки; 4 — корпус; 5 — гидроцилиндр; б — запорный клапан
Дисковый поворотный затвор с уплотнением на диске на условное давление 1 МПа
1 — прижимное кольцо; 2 — резиновое кольцо; 3 — диск; 4 — седло; 5 — вал; 6 — рычаг; 7— шпиндель; 8— бугельный узел; 9 — концевые выключатели; 10 — электропривод; И — ручной штурвал
Клапан обратный поворотный с нерегулируемым закрытиема — типа "захлопка"; б — безударный; 1 — корпус; 2 — та- рель клапана; 3 — крышка корпуса; 4 — рычагКлапан обратный поворотный с нерегулируемым закрытиема — типа "захлопка"; б — безударный; 1 — корпус; 2 — та- рель клапана; 3 — крышка корпуса; 4 — рычагКлапаи пружинный предохранит.1 — клапан; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — сбросный патрубок; 5 — соединит, фланецКлапаи пружинный предохранит.1 — клапан; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — сбросный патрубок; 5 — соединит, фланец
Клапан обратный поворотный с нерегулируемым закрытием
а — типа "захлопка"; б — безударный; 1 — корпус; 2 — та- рель клапана; 3 — крышка корпуса; 4 — рычаг
Клапан обратный поворотный с нерегулируемым закрытием
а — типа "захлопка"; б — безударный; 1 — корпус; 2 — та- рель клапана; 3 — крышка корпуса; 4 — рычаг
Клапаи пружинный предохранит.
1 — клапан; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — сбросный патрубок; 5 — соединит, фланец
Клапаи пружинный предохранит.
1 — клапан; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — сбросный патрубок; 5 — соединит, фланец
вый поворотный затвор с уплотнением на диске показан на схеме в закрытом состоянии. ДПЗ могут иметь механический, электрический или гидравлический приводы.
А.т. запорно-предохранительная предназначена для отключения трубопроводов при возникновении обратного тока воды. К этой А.т. относятся обратные клапаны различных конструкций на условное давление Ру - 0,25...4,0 МПа с регулируемым и нерегулируемым за
крытием. Первые выпускают диаметрами 200—1000 мм. Они предназначены для безударного отключения трубопроводов и для установки на автоматизиров. насосных станциях, предусматривающих пуск и остановку агрегатов на открытую запорную арматуру. Эти клапаны широко используются для защиты от гидравлич. ударов. Обратные клапаны с односторонней подвеской, закрытие к-рых нерегулируемо, выпускают диаметрами 50—150 мм. При установке обратных клапанов по длине водовода в качестве противоударной защиты место их расположения определяется расчетом переходных процессов.
А.т. предохранительная-— устройства для автоматич, ограничения давления и расхода потока. Распростране-
мы воздушно-гидравлич. колпаки, водонапорные колонны и сбросные устройства, ограничивающие давление в трубопроводах при переходных процессах в системах водоподачи. Воздушно-гидравлич. колпаки — стальные сосуды, установл. на трубопроводе и заполн. в верхней части воздухом примерно на 2/3 объема при статич. давлении. К достоинствам воздушно-гидравлич. колпаков относятся простота устройства, отсутствие сброса воды из трубопровода, высокая степень гашения гидрав-
Клапан обратный с регулируемым закрытием
а — общий вид; б — разрез; 1 — корпус; 2 — диск; 3 — вал; 4 — рычаг диска; 5 — противовес; б — гидроцилиндр-демпфер; 7—кронштейны
лич. ударов, к недостаткам — быстрое уменьшение в них запаса воздуха в результате растворения его в воде, громоздкость. Вместо колпаков для гашения гидравлич. ударов могут использоваться водонапорные колонны, имеющие открытую поверхность.
К сбросной А.т. относятся спец, клапаны и устройства разл. конструкций, срабатывающие при гидравлич. ударах, начинающихся: 1) с волны повышения давления или 2) с волны понижения его. К первой группе относятся предохранит, разрывные мембраны, предохранит, пружинные клапаны и устройства, ко второй — гасители гидравлич. ударов. Предохранит. разрывные мембраны — диски, изготовл. из стали, чугуна и др. материа-
лов, разрушающиеся при давлении воды, превышающем расчетное; при этом часть жидкости сбрасывается и давление в трубопроводе падает. Их устанавливаю^ на отводном трубопроводе за пост, открытой задвижкой. После разрушения мембраны задвижку закрывают только на время замены мембраны. Клапаны пружинные предохранит, устанавливают в местах, где существует опасность повышения давления. Клапан срабатывает при давлении в водоводе, превышающем допустимое. Пром-сть выпускает клапаны диаметром 25—200 мм, к-рые устанавливают на трубопроводах диаметрами до 800 мм.
Клапан гидравлический КЗГ-120 предназначен для защиты трубопроводов оросительных систем от гидравлических ударов и недопустимого повышения давления. Он устанавливается вне помещения насосной станции. Гаситель гидравлич. ударов устанавливают в здании насосной станции на патрубке после обратного клапана. Его рекомендуется устанавливать на трубопроводах больших диаметров, к-рые не реагируют на гидрав-
Клапан защитный гидравлическийКлапан защитный гидравлический
Клапан защитный гидравлический
Клапан защитный гидравлический
1 — шпильки; 2 — трубка; 3 — отсечное устройство; 4 — корпус отсечного устройства; 5 — клапан отсечный; 6 — пружина; 7 — тарировочная гайка; 8 — вантуз; 9 —■ отражат. тарелка; 10 — корпус; 11 —• крышка; 12 — эластичная диафрагма; 13 — воздушный баллон
лич. удар, возникающий при пуске насоса, т.е. на удар, начинающийся с волны понижения давления. Недостатки гасителя — в сложности конструкции и эксплуатации. Его не устанавливают в промежуточных точках водовода.
Регулирующую А.т. применяют для поддержания в напорных системах во
Гжснтель гидравлических ударов
—7 гидрораспределитель; 2 — масляный тормоз; 3 и 5 —- соединительные импульсные трубки;
— обратный клапан; б — клапан; 7— отводная труба; 8—цилиндр; 9 — поршень
доснабжения на требуемом уровне расхода или давления. Регулирование давления необходимо в тех случаях, когда в распределит. и магистр, трубопроводах оно значит. отличается от требуемого. Давление воды можно регулировать с помощью спец, клапанов, а также регуляторов давления на базе дисковых поворотных затво-
Регулятор давления
а — общий вид; б, в —- схемы включения соответственно "до себя" и "после себя"; 1 — головка регулятора; 2 — рычаг;Зи4 — грузы; 5 и 6 — разгрузочные золотники клапана; 7 — шток
ров и кольцевых задвижек. Они могут автоматически поддерживать давление "после себя" или "до себя".
Клапаны изготовляют рычажными или пружинными фланцевыми чугунными на давление Ру - 1,6 МПа диаметрами 50—300 мм. Разница в конструкции клапанов типа "после себя" и "до себя" заключается лишь в том, что во втором двухсекц. клапан закрывается снизу вверх, а в первом — сверху вниз. Возможность использования указанных клапанов ограничена из-за их инерционности в моменты резкого изменения давления.
Регуляторы давления на базе дисковых поворотных затворов с уплотнением в корпусе с программиров. закрытием, как правило, вызывают повышение давления не более чем на 0,2 МПа сверх рабочего. Дисковый поворотный затвор оборудуют гидроприводом, управляющим устройством с электрич. реле и регулирующим клапаном, к-рый настраивается на поддержа-
ние требуемого давления до или после затвора. Вместо дискового поворотного затвора может использоваться кольцевая задвижка.
. АСПИРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА — совокупность устройств для удаления пыли из укрытий и транспортировки ее в воздухопроводах, очистки воздуха от пыли и удаления его в окружающее пространство. А.у. могут быть децентрализов. и централизов. Первые локализуют одну
Комбинированная аспирационная установка с установкой парообсспыливания
1 — конвейер; 2 — аспирационное укрытие; 3 — желоб; 4—перерабатываемый материал; 5 — механизм для поднятия и опускания укрытия; б — регулятор расхода пара; 7 — выпуск пара; 8 — поднимающееся и опускающееся укрытие; 9—аспирац. воронка
единицу оборудования, вторые —- неск. А.у. подразделяют также на стационарные, передвижные и переносные. Они работают по прямоточной схеме, с частичной рециркуляцией или (редко) в режиме полной рециркуляции. А.у. могут быть простыми или комбиниров., работать в сочетании с установками гидро-, паро-, пеню- или электрообеспыливания, оборудования. А.у. бывают без байпасирования и с байпасированием, позволяющим сократить расход аспирируемого воздуха, т.к. иногда до 50% эжектируемого воздуха циркулирует внутри узла перегрузки.
Аспирационная установка узла перегрузки сыпучего материала с конвейера на конвейер с байпасированиемАспирационная установка узла перегрузки сыпучего материала с конвейера на конвейер с байпасированием— отбойный щиток; 2 — внешн. корпус укрытия; 3 — загрузочный желоб; 4 — жалюзийная решетка; 5—байпас; б — камера между стенками желоба и байпасом; 7 — дополнит, воздухопровод; 8 — аспирац. воздухопровод; 9 — внутренний корпус укрытия;
Аспирационная установка узла перегрузки сыпучего материала с конвейера на конвейер с байпасированием
Аспирационная установка узла перегрузки сыпучего материала с конвейера на конвейер с байпасированием
— перфорир. сетка
АСПИРАЦИОННОЕ УКРЫТИЕ — устройство, выполн. в виде разл. полостей, кожухов, местных отсосов и предназнач. для локализации выделяющейся ныли. А.у. присоединяют к системе аспирации или ас-
Аспирационные укры-1 — барабана ленточного конвейера; 2 — дискового питателя; 3 — разгрузки сушильного барабана; 4, 5—аспирац. и разгруз. патрубкиАспирационные укры-1 — барабана ленточного конвейера; 2 — дискового питателя; 3 — разгрузки сушильного барабана; 4, 5—аспирац. и разгруз. патрубки
Аспирационные укры-
1 — барабана ленточного конвейера; 2 — дискового питателя; 3 — разгрузки сушильного барабана; 4, 5—аспирац. и разгруз. патрубки
Аспирационные укры-
1 — барабана ленточного конвейера; 2 — дискового питателя; 3 — разгрузки сушильного барабана; 4, 5—аспирац. и разгруз. патрубки
Аспирационные укрытия узлов перегрузки материала на ленточные конвей-
а и б — одинарные П-образ- ные и изогнутые книзу; в — с двойными стенками; 1 —желоба; 2 — укрытия; 3 — аспирац. патрубки; 4 — уплотняющие резиновые фартуки; 5 — резиновые уплотнения; б — ролики; 7 — конвейерные ленты; 8 — внутр, стенки укрытия
пирационной установке через аспирац. патрубок, представляющий собой переход (воронку), расширенной частью присоединяемый (присоединяемую) к А.у. или непосредственно к оборудованию, а суженной — к аспирац. воздухопроводу. Скорость входа в патрубок составляет 0,7-—2 м/с в зависимости от вида и дисперсности перерабатываемых измельч. материалов. Аспирац. воздухопровод — закрытый канал для транспортировки пылевоздушной смеси от А.у. до пылеуловителя или вентилятора. В вертик.
воздухопроводах и воздухопроводах с углом наклона более 60° скорость движения принимают не менее 10—12, в горизонт, и с углом наклона до 60° — не менее 18 м/с.
Д-ДД-ДАСПИРАЦИЯ — удаление пыли или др. вредных в-в с места их образования при работе технологич. оборудования или инструмента, во время пересыпки, разгрузки и т.п. с последующей ее транспортировкой и очисткой воздуха. Осуществляется с помощью местных отсосов и вентиляц. укрытий (зонтов, панелейипр.), систем аспирации, а также устройств для очистки воздуха от пыли и газов.
Д-Д
Д-Д
АСПИРАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ — локализация выделяющейся при ведении технологич. процесса пыли и от-
сасывание ее из аспирационного укрытия с очисткой воздуха от вредных выделений с последующим обеспыливанием. Локализация пыли происходит за счет разрежения под аспирац. укрытием, создаваемого системой аспирации. Разрежение — от- риц. избыточное статич. усред. давление, измеряемое на внутр, поверхности аспирац. укрытия. Его оптим. значение — ми- ним. разрежение, при к-ром еще не происходит выделение пыли из укрытия (в зависимости от свойств пыли составляет 50— 150 Па). Это значение используют при расчете оптим. расхода аспирируемого воздуха через укрытие, к-рый складывается из расходов эжектируемого измельч. материалом воздуха и воздуха, поступающего в укрытие извне через неплотности или открытые проемы. В зависимости от свойств пыли скорость движения воздуха через неплотности составляет 4—8 м/с.
АТМОСФЕРНАЯ ТРУБА — труба, соединяющая воздушное пространство бака конденсатного с атмосферой в открытых разомкнутых системах парового отопления, обеспечивающая свободный слив конденсата в бак.
АТОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ — тепловые станции, использующие для получения тепловой энергии расщепляющееся (ядерное) топливо. Произ- во тепловой энергии из ядерного горючего для централизованных систем теплоснабжения возможно при нерегулируе- мом отборе пара от конденсац. паровых турбин АЭС; при совместном получении тепловой и электрич. энергии в комбини-
Принципиальная схема преобразования энергии расщепления ядерного горючего в тепловую энергию (схема ACT)1 — атомный реактор; 2 — сетевой теплообменник; 3 — потребитель теплоты; 4 — насосыПринципиальная схема преобразования энергии расщепления ядерного горючего в тепловую энергию (схема ACT)1 — атомный реактор; 2 — сетевой теплообменник; 3 — потребитель теплоты; 4 — насосыров. схемах на АТЭЦ и атомных станциях теплоснабжения (ACT).
Принципиальная схема преобразования энергии расщепления ядерного горючего в тепловую энергию (схема ACT)
1 — атомный реактор; 2 — сетевой теплообменник; 3 — потребитель теплоты; 4 — насосы
Принципиальная схема преобразования энергии расщепления ядерного горючего в тепловую энергию (схема ACT)
1 — атомный реактор; 2 — сетевой теплообменник; 3 — потребитель теплоты; 4 — насосы
Схема АЭС, в к-рой пар, направляемый в турбину, производится реактором, наз. одноконтурной; В такой АЭС все оборудование работает в радиационно-активных условиях. В двухконтурных АЭС контуры независимого теплоносителя и рабочего тела разделены. Теплоноситель, циркулирующий в первом контуре, является источником теплоты для второго контура, в парогенерирующем устройстве к- рого образуется пар для паротурбинной установки. В этом случае рабочее тело обладает малой радиац. активностью. В трехконтурных АЭС имеется дополнит, промежуточный контур. В последнем варианте АТЭЦ в первом контуре теплоноситель из атомного реактора направляется в парогенератор, где охлаждается и возвращается в реактор. Во втором контуре рабочее тело (вода) вводится в парогенера-
Принципиальная схема АТЭЦ с подачей теплоты в теплофикационный контур
в — от пара, отбираемого из турбины; б — от реакторного теплоносителя за счет его дополнительного охлаждения в теплообменнике; 1 —атомный реактор;
2 — парогенератор; 3 — турбогенератор; 4 — конденсаторы;^ — сетевой теплообменник; б — потребитель теплоты; 7— парогенератор теплофикационного контура; 8 — насосы
тор, испаряется и в видешодяного пара направляется в турбогенератор для преобразования его энергии в электрическую. От- работ. пар из турбины направляется в конденсатор; вода насосом возвращается в парогенератор. Часть пара отбирается из турбины и направляется в сетевой теплообменный аппарат, откуда после охлаждения и конденсации насосом перекачивается в парогенератор. В третьем контуре вода нагревается в сетевом теплообменнике и подается потребителю, от к-рого насосом направляется в сетевой теплообменник. Возможна схема, в к-рой теплофи- кац. контур включен непосредственно в реактор через второй установленный последовательно парогенератор. В этой схеме, также являющейся трехконтурной, пар образуется в парогенераторе и направляется в сетевой теплообменник, где теплота передается воде третьего контура, подающей тепловую энергию потребителю. Парогенератор атомной станции — рекуперативный теплообменный аппарат, применяемый для произ-ва рабочего пара за счет теплоты, вносимой в него теплоносителем, является обязательным элементом любой двух- или трехконтурной схемы. Применение АТЭЦ целесообразно при больших единичных мощностях (свыше 1500 МВт). При меньших мощностях, а также для получения низкопотенц. теплоты (в виде горячей воды и пара) более рационально одноцелевое преобразование ядерной энергии и тепловую на ACT. Как правило, ACT двухконтурные: 1-й контур — атомный реактор и сетевой теплообменник; 2-й — сетевой теплообменник и потребитель теплоты. Эта схема технологически проще, чем схема АТЭЦ, и менее капиталоемкая. ACT работают при более низких параметрах воды в первом контуре (Р - 1,6...2 МПа, темп-pa 170°С). При этом источник энергии с меньшим уровнем темп-p и давлений, с меньшей по сравнению с АТЭЦ напряженностью активной зоны требует более дешевых технич. решений.
Научно обоснованная концепция безопасности в атомной энергетике должна быть основана на двух осн. принципах: физическом и геологическом. 1-й — разработка нового вида реактора, безопасность работы к-рого обеспечивается независимо от обслуживающего персонала (ошибки в управлении АЭС, АТЭЦ, ACT, диверсии, некачественный монтаж или стр-во); 2-й — обеспечение безопасности от природных катастроф, связанных с сейсмичностью, тектонич. подвижностью земной коры, а также провалами, просадками и т.д.
АЭРАТОР — устройство для насыщения воды кислородом воздуха. В сооружениях биологич. очистки сточных вод аэратор применяют для насыщения воды кислородом воздуха, обеспечивающего
жизнедеятельность микроорганизмов, ускоряющего процесс минерализации растворенных органич. в-в; в очистных водопроводных сооружениях — для повышения качества воды путем ее обезжелезивания, удаления свободной углек-ты, сероводорода и др.
АЭРАТОР КОМБИНИРОВАННЫЙ — устройство для насыщения жидкости кислородом воздуха, сочетающее элементы пневматич. и механич. аэраторов. В нек-рых конструкциях А.к. исполь-
зуют две паралл. трубы — одну со сточной жидкостью, др. — с воздухом. Из первой жидкость выходит через сопло в виде струи, направленной в розетку, насаженную на вторую трубу, через к-рую навстречу струе жидкости выходит воздух при расходе 0,1—0,6 м3/мин. В зависимости от давления жидкости и воздуха можно достигать требуемой степени диспергирования воздуха. Наибольшее распространение получили А.к., в к-рых воздух подается воздуходувкой через систему подводящих труб в перфориров. полое кольцо у дна аэрац. бассейна. Из кольца он выходит в виде сравнительно крупных пузырей — пневматич. часть А.к. Над кольцом на разной глубине устанавливают одну или две турбины одинаковых или различных диаметров, приводимые во вращение валом от электродвигателя мощностью 5— 75 кВт — механич. часть А.к. Под воздействием турбин диаметром 0,6—1,5 м воздух дробится на пузырьки малых размеров, что существенно повышает интенсивность переноса кислорода в жидкость. Такие аэраторы разработаны трех типоразмеров произ-стью 54—190 кг кислорода в 1 ч при расходе воздуха 900— 1900 м3/ч с мощностью двигателя 22— 75 кВт.
АЭРАЦИЯ ЗДАНИЙ — организов. естеств. воздухообмен общеобменной бес- канальной вентиляции, происходящей под действием гравитац. и ветрового давления или при их совместном действии. Суть А.з. наиболее просто может быть
представлена в виде действия гравитац. сил, когда более плотный воздух (обычно наружный) вытесняет из помещения менее плотный (внутр.). Наружный воздух поступает в помещение через приточные аэрац. отверстия в нижней части здания, а внутр, (уходящий) удаляется наружу через створки аэрационных фонарей. Широкое применение А.з. в производств, помещениях обусловлено незначит. эксплуа- тац. затратами. Область действия А.з. ограничена в след, условиях: если предъявляются жесткие требования к мик-
роклимату помещения, напр. при кондиционировании воздуха; при поступлении наружного воздуха в помещение с влаго- выделениями; если в помещении имеются значит, пыле- и газовыделения и их проникновение с вытяжным воздухом наружу может загрязнять окружающую среду. В теплое время года А.з. можно применять практически для всех произ-в, кроме тех, где по условиям технологии требуется обработка (очистка, увлажнение, осушка и т.д.) приточного наружного воздуха. Для организации А.з. в холодный период необходимо наличие избытков теплоты в помещении, достаточных для нагревания поступающего наружного холодного воздуха. Наиболее просто организуется А.з. для одноэтажных зданий с наружными ограждениями (однопролетные цехи). Применение А.з. для двух- и трехпролетных це-
Схема аэрации
1,3 — приточные отверстия с подвесной фрамугой соответственно верхней и нижней; 2 — аэрационный фонарь; 4 — тепловой источник '
хов, а также для многоэтажных цехов возможно, но связано с определ. технич. трудностями.
А.з. может быть совместима с механич. вентиляцией, особенно с местной приточной и вытяжной. Важный фактор, обеспечивающий эффективную организацию А.з., — рациональное (обычноравномерное по площади пола) размещение теплоотдающего оборудования и надлежащее строит, оформление здания, предусматривающее наличие регулируемых отверстий в оконных проемах (приточных аэрац. отверстий) и аэрац. или свёто- аэрац. фонарей. Приточные аэрац. отверстия имеют одинарные или двойные открывающиеся как внутрь, так и наружу фрамуги на верхних или нижних подве-. сах. Аэрац. или светоаэрац. фонари — возвышающиеся над кровлей или утопленные внутрь здания строит, конструкции, имеющие регулируемые по площади за счет открывающихся фрамуг (створок) отверстия для прохода воздуха. Фрамуги в фонарях могут быть на нижних и верхних подвесах, а также иметь вертик. ось вращения. Фрамуги с вертик. осью вращения предпочтительнее.
Расчет А.з., как правило, состоит в определении площади аэрац. проема при известном из воздушного баланса воздухообмене. Реже, обычно при проверочных расчетах, решают обратную задачу А.з.: расчет расхода воздуха, протекающего через заданную (известную) площадь аэрац. проема.
АЭРАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД — насыщение их кислородом воздуха (иногда техническим кислородом) в целях создания аэробных условий при биологич. очистке или хим. окислении органич. и минер. компонентов, содержащихся в сточных водах, а также удаления летучих компонентов из сточных вод. Сточные воды аэрируются посредством продувки их воздухом или кислородом в очистных сооружениях, а в нек-рых случаях и после них перед выпуском в водоем. Иногда для поддержания нормального протекания внут- риводоемных биохим. процессов могут аэрироваться и сами водоемы или их отд. участки. А.с.в. может осуществляться пневматич., механич. или аэраторами комбинированными. Воздух поступает в жидкость в виде пузырьков, к-рые всплывают и при движении через слой воды передают в нее кислород. Чем меньше размер пузырьков, тем большее кол-во кислорода переходит в жидкость из воздуха и, следовательно, тем ниже затраты энергии на работу аэрац. оборудования. Однако для получения мелких пузырьков требуется больше затрат энергии на диспергирование воздуха. Аэраторы характеризуются коэфф, использования воздуха и эффективностью аэрации. Под коэфф, использо-
горизонт, осью вращения выявил их существенные недостатки: они неравномерно нагружены относительно оси вращения, т.к. нижняя часть цилиндра вращается в воде, а верхняя — в воздухе; под действием собств. массы аэратора создается эксгоризонт, осью вращения выявил их существенные недостатки: они неравномерно нагружены относительно оси вращения, т.к. нижняя часть цилиндра вращается в воде, а верхняя — в воздухе; под действием собств. массы аэратора создается эксАэратор BSK-турбинаАэратор BSK-турбинаДисковой аэратор1 — электродвигатель; 2 — редуктор; J — диск аэратора; 4 — аэрационный бассейн ■Дисковой аэратор1 — электродвигатель; 2 — редуктор; J — диск аэратора; 4 — аэрационный бассейн ■
горизонт, осью вращения выявил их существенные недостатки: они неравномерно нагружены относительно оси вращения, т.к. нижняя часть цилиндра вращается в воде, а верхняя — в воздухе; под действием собств. массы аэратора создается экс
горизонт, осью вращения выявил их существенные недостатки: они неравномерно нагружены относительно оси вращения, т.к. нижняя часть цилиндра вращается в воде, а верхняя — в воздухе; под действием собств. массы аэратора создается экс
Аэратор BSK-турбина
Аэратор BSK-турбина
Дисковой аэратор
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; J — диск аэратора; 4 — аэрационный бассейн ■
Дисковой аэратор
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; J — диск аэратора; 4 — аэрационный бассейн ■
вания воздуха понимается отношение и ■ Ог / FB dH, где Ог — кол-во растворенного кислорода в жидкости, г/ч; Ив — кол-во воздуха, подаваемое в бассейн, м3/ч на 1 м3 сточной воды; Н — глубина аэрац. бассейна, м; d — поддерживаемый дефицит кислорода, доли единицы, определяемый по формуле d - (Си — Ср)/Си, где Сн— концентрация насыщения (растворимость) кислорода при данной темп-ре, г/м3; Ср — поддерживаемая в бассейне концентрация растворенного кислорода, г/м3.
Эффективность аэрации — это расход электроэнергии, кВт ч, на растворение 1 кг Ог-
При аэрации, пневматической сточных вод воздух обеспечивает как перемешивание и насыщение жидкости кислородом, так и поддержание во взвешенном состоянии иераствор. органич. и минер, примесей, предотвращая их оседание на дно аэрац. бассейна. При этом затраты энергии на подачу кислорода значительно превышают затраты энергии на перемешивание. При аэрации механической сточных вод перемешивание и насыщение жидкости кислородом осуществляются спец, оборудованием.
АЭРАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ СТОЧНЫХ ВОД — насыщение последних кислородом воздуха, вовлекаемого жидкостью при вращении в ней механич. аэратора. Нек-рое кол-во воздуха переходит в сточную воду через свободную поверхность аэрац. бассейна, постоянно возмущаемую при работе аэратора. Поэтому для А.м.с.в. не требуется установка воздуходувного и воздухоочистит. оборудования, воздухоподводящих и воздухораспреде- лит. коммуникаций. Механич. аэраторы классифицируют по след, основным признакам: по глубине расположения — глубинные (кавитац. или импеллерные) и поверхностные; по расположению оси вращения ротора — с горизонт, и вертик. осью вращения; по характеру перемещения — самодвижущиеся и с принудит, перемещением. ■
Импеллерные аэраторы характеризуются глубоким расположением ротора под слоем жидкости. Атмосферный воздух вовлекается в зону действия ротора через вертик. трубу или через пустотелый вал привода ротора. Струи жидкости, срываясь с лопастей ротора, вовлекают воздух из межлопастного пространства в окружающую аэратор жидкость. Произ-сть импеллерных аэраторов мала, а затраты электроэнергии на подачу воздуха сравнительно с др. аэраторами высоки, поэтому их практически не применяют. П о- верхностные механич. аэраторы получили широкое распространение на малых и средних очистных сооружениях. Опыт эксплуатации механич. аэраторов с
центриситет нагрузки на подшипники, в связи с чем они ненадежны и недолговечны в работе. Поэтому эти аэраторы практически перестали применять. Аэраторы с вертик. осью вращения лишены перечисленных недостатков и находят широкое применение в отечественной и зарубежной практике очистки сточных вод.
Существуют аэраторы диаметром до 4,5 м, способные подать до 5 т/сут кислорода, из к-рых наибольшую известность получили "Симплекс", "Симкар", BSK-турбина и дисковый. Аэратор "Симплекс"имеет ротор в форме опрокинутого усеч. конуса, вращающегося в верхней соответствующей его форме конич. части трубы, установленной вертикально для забора жидкости из донных слоев. Ротор образован изогнутыми лопастями, к-рые крепятся к кольцевой обечайке, передающей вращение от приводного вала к ротору. При вращении ротора жидкость выбрасывается из трубы в виде струй, число к-рых равно чис/iy лопастей. Периферийная частота вращения ротора составляет 4—5 м/с в зависимости от его диаметра (0,3—Зм). Аэратор "Симкар"представ- ляет собой опрокинутый невысокий конус с лопастями, прикрепляемыми с наружной стороны от вершины конуса к его основанию. Конус (диаметром 0,6—-3,55 м с электродвигателем мощностью 0,5—1 кВт) погружается в жидкость на 8—10 см от основания и вращается примерно с такой же ско ро- стью, что и аэратор "Симплекс". Аэратор BSK-турбина (онже"Диффума") — лопастное колесо с центр, патрубком с нижней стороны для входа в него жидкости. Колесо имеет открытую боковую поверхность, через к-рую изогнутые лопасти выбрасывают жидкость в виде отдельных струй. Атмосферный воздух внутрь турбины поступает через пустотелый вал, вращаемый мотор- редуктором. Турбина также погружается на 10—12 см под уровень жидкости, к-рая при ее вращении аэрирует жидкость. Диско- вы йаэратор состоит из диска с прикрепленными к нему с нижней стороны радиально направленными лопастями, мотор-ре- дуктора и вала, на к-ром крепится диск. Для обеспечения поступления воздуха в межлопастное пространство в диске предусматривают круглые отверстия диаметром 2—3 см либо прорези такой же ширины вдоль лопастей со стороны, противоположной направлению вращения аэратора.
В аэрац. бассейне механич. аэраторы . могут монтироваться стационарно и на перемещающейся платформе. Стационарная установка, в свою очередь, может монтироваться либо на жесткой платформе, не позволяющей сохранять постоянство глубины погружения аэратора при изменении уровня жидкости в бассейне, либо на понтонной платформе, фиксирующей положение аэратора только в плане и позволяющей ему изменять положение по вертикали. Перемещающаяся платформа мо-
жет передвигаться по акватории бассейна в заданном режиме, что особенно важно при оборудовании механич. аэраторами биологич. прудов. В них требуется невысокая интенсивность подачи кислорода и перемешивания, вследствие чего при стационарной установке аэраторов нет возможности полностью использовать их перекачивающую и окислит, способность. Платформа может перемещаться под воздействием реактивной тяги за счет выбрасываемой струи (эжекторные аэраторы) или вращения ротора (поверхностные аэраторы с вертик. осью вращения), а также с помощью тросолебедочного привода.
Стоимость насыщения сточной воды кислородом воздуха механич. аэраторами в 1,5--2 раза ниже, чем пневматич. Однако механич. аэраторы имеют сравнительно огранич. произ-сть по кислороду, поэтому при значит, мощностях очистных сооружений может потребоваться большое их число. В этом случае усложняются компоновка сооружений, обслуживание и контроль за работой аэраторов. В зимнее время требуются меры по защите платформы от намерзания льда. К недостаткам механич. аэраторов следует отнести необходимость высокой точности их исполнения и установки.
АЭРАЦИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СТОЧНЫХ ВОД — насыщение последних кислородом воздуха, забираемого из . атмосферы и под давлением подаваемого в аэрац. бассейн по магистральным и распределит. трубопроводам и каналам. В зависимости от размера воздушных пузырьков на выходе из аэратора А.п.с.в. мо- жетбыть мелко- или крупнопузырчатой. В мелкопузырчатой системе аэрации диаметр пузырьков не превышает 2,5 мм, что позволяет получить большую площадь межфазовой поверхности и обеспечить подъем пузырьков через слой жидкости со скоростью, достаточной для интенсивного переноса кислорода из пузырька в жидкость (пузырьки меньшего размера зависают в жидкости, увеличивая ее газонасы- щенность). Для получения пузырьков такого размера применяют фильтросные пористые керамич. или пластмассовые пластины (диффузоры). В нашей стране наибольшее распространение получили фильтросные пластины размером 300x300x35 мм и фильтросные трубы различных длин и диаметров, изготовленные из огнеупорного шамота с жидким стеклом путем формовки под давлением, сушки и последующего обжига. Такие пластины имеют размер пор 100—300 мкм, обладают хорошей проницаемостью, позволяющей пропускать через одну пластину 80— 120 л воздуха в 1 мин. Пластины укладывают поверх воздушных каналов, специально устраиваемых в днище аэротенка с тщательной заделкой щелей цементным
раствором; трубы — по дну аэротенка без каналов, что значительно упрощает технологию монтажа. Фильтросные пластины и трубы располагают в один или неск. рядов вдоль одной или обеих стен коридора аэротенка. В зарубежной практике широко применяют керамич. диффузоры в виде куполов или дисков, ввинчиваемых вертик. в воздухопровод, пролож. по дну, либо в спец, углубления в днище аэротенка. Используют также короткие, длиной 500— 600 мм, трубки, ввинчиваемые горизонтально. Затраты энергии на растворение 1 кг кислорода в зависимости от условий реализации процесса составляют 0,325— 0,75 кВт'ч. Недостатки систем аэрации с фильтросными пластинами и трубами (диффузорами) связаны с тем, что осмотр и замена их требуют опорожнения бассейна. От этих недостатков свободны системы, позволяющие поднимать фильтросы из воды благодаря шарнирному присоединению стояков труб к магистральному воздуховоду. В этом Случае аэратор представляет собой трубопровод длиной около 5 м с присоединенными к нему горизонт, трубками (диффузорами) длиной 500 мм, диаметром 70—100 мм (6—20 трубок на 1 м длины трубопровода). С обеих сторон трубопровод подвешен на воздухоподводящих
4
Аэрационный агрегат из пористых труб
1 — воздуховод; 2 — шарнир; 3 — воздухоподводящие стояки; 4 — переносная лебедка; 5 — пористые трубы
стояках труб, шарнирно подсоединяемых к магистральному воздуховоду. Трубки изготовляют из пористого пластика для снижения массы системы и использования легких переносных лебедок для подъема аэратора при ремонте или замене диффузоров. Поры фильтросных пластин и труб подвержены засорению содержащимися в воздухе пылью, окалиной, маслами, а также жидкостью, проникающей в них при падениях давления воздуха. Кроме того, возможно и постепенное биологич. зарастание пор. Эксплуатация диффузоров свыше 8—10 лет экономически нецелесообразна, поэтому спустя этот срок рекомендуется их полная замена.
■ Вибрационные диспергаторы воздуха клапанного типа в меньшей степени подвержены засоряемости, вследствие чего исключается необходимость воздухоочи- стит. фильтров. Действие этих диспергаторов основано на пропуске воздуха под давлением через клапан диаметром 5— 15 см, при этом подвижный элемент клапана приподнимается над гнездом и по его окружности между ним и гнездом образуется зазор в десятые доли мм, через к-рый проходит 2,5—36 м3/ч воздуха. Эти диспергаторы также ввинчиваются в трубопровод, прокладываемый по дну, либо в плиту, перекрывающую воздухораспреде- лит. канал в днище аэротенка. Вибрационные диспергаторы изготовляют из некорродирующего материала. Опыт показывает, что при попадании загрязнений под клапан диспергатор перестает нормально работать. Несмотря на указ, недостатки, система аэрации мелкопузырчатым воздухом (особенно для крупных и средних очистных сооружений) в аэротенках применяется наиболее широко благодаря высокой степени использования подаваемого воздуха, надежному воздуходувному оборудованию, накопленному опыту ее расчета, проектирования и эксплуатации.
В крупно пузырчатой системе аэрации воздух проходит через отверстия или щели размером от 1 —2 мм до неск. см. При таких размерах отверстия не засоряются и не подвергаются биообрастанию, вследствие чего исключается применение воздухоочистит. фильтров. Кроме того, сопротивление прохождению воздуха у них значит, ниже, чем у диффузоров, что позволяет при тех же расходах энергии подавать большее кол-во воздуха. Крупные пузыри воздуха неустойчивы в жидкости, а вызываемая их выходом из отверстий интенсивная турбулизация жидкости в бассейне приводит к их вторничному дроблению до размера 5—6 мм. Интенсивность массопереноса кислорода в воду из таких пузырей значит, ниже, чем из мелких, поэтому требуются более высокие (в 2—2,5 раза) расходы воздуха, большие мощности воздуходувного оборудования и большая протяженность воздухоподводящих ком-
Ааратор системы ИНКА
муникаций. Простота изготовления, монтажа и эксплуатации аэраторов в ряде случаев (особенно на малых, а иногда и средних очистных сооружениях) может оказать решающее влияние на выбор системы аэрации® Наиболее простым вариантом аэратора являются трубы диаметром 30— 50 мм с открытыми концами, опущенные вертик. в жидкость на глубину 0,3—0,5 м от дна при расположении воздухоподводящего трубопровода выше уровня жидкости (как правило, на продольных стенах или перегородках аэрац. бассейна). Могут использоваться и перфориров. воздухоподводящие трубы, укладываемые по дну бассейна или на нек-ром (0,3—0,5 м) возвышении над ним. Диаметр перфорации колеблется в широких пределах (от 1—2 до неск. мм) в зависимости от качества сточных вод. Эффективным способом диспергирования крупных пузырей воздуха является выпуск его через спец, насадки — диспергаторы в виде крестовин из четырех коротких трубок с внутренними отверстиями 0,3—1,8 см. Иногда такие крестовины снабжаются диском или куполом для дефлексии выходящих из них воздушных' струй и усиления турбулизации в воде в зоне выхода воздуха из аэратора. Насадки, рассчитанные на пропуск 12—18 м3/ч воздуха, ввинчивают через полый патрубок в воздухоподающий трубопровод через 0,3—0,6 м. Применяют и насадки с регулируемым расходом воздуха через них. Помимо трубчатых насадок используют и щелевые в виде гребней, пропускающих 4,8—18 м3/ч воздуха. Гребни могут насаживаться как непосредственно на воздухораспределитель, так и на перпендикулярные к нему отводные трубы, что позволяет образовывать пространственную рамную конструкцию в виде решетки, к-рая может быть поднята на поверхность для осмотра и ремонта аэратора. Особое место занимает так называемый низконапорный аэратор, получивший наз. "система ИНКА". Этот аэратор в виде решетки из перфориров. труб погружается в жидкость на глу-' бину 0,8—1 м от поверхности на стояках, шарнирно прикрепленных к воздухопод
водящему трубопроводу на поверхности. Благодаря неглубокому расположению аэратора требуется и небольшое давление воздуха, к-рое может быть обеспечено воздуходувками вентиляторного типа. Кпд этих воздуходувок на 15—20% выше кпд воздуходувок компрессорного типа, что в значит, степени компенсирует невысокий процент использования кислорода и необходимость подачи значит, больших объемов воздуха'для обеспечения нормальных гидродинамич. и кислородных условий в аэрац. бассейне. Воздуходувки этого типа могут быть установлены в легких укрытиях вблизи аэротенков, а воздух может подаваться по железобетон, каналам, устраиваемым на продольных стенах или перегородках аэрац. бассейна. Затраты электроэнергии на подачу кислорода через низконапорные аэраторы примерно такие же, как через диффузоры.
АЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ — длительная (в течение неск.сут) аэрация избыточного активного ила, смеси его с осадком сточных вод из первичных отстойников и др. нетоксичными осадками в сооружениях, аналогичных аэротенкам. В результате протекающих при этом процессов биохимич, деструкции органич. в-ва (минерализаций осадка) повышается устойчивость осадка к загниванию, улучшаются сан. условия его обезвоживания, хранения или утилизации. Впервые возможность глубокой деструкции органич. в-ва осадка в процессе длит, аэрации была установлена в 1932 в США. В1950 в США был разработан процесс стабилизации активного ила посредством продленной аэрации непосредственно в аэротенках при очень низких нагрузках [не более 0,05 г БПК/(г ила'сут)]. Избыточный активный ил при этом практически не образуется. Достоинство этого процесса — простота конструктивного оформления и эксплуатации, недостаток — значит, объем аэротенков. Экономически целесообразно применение процесса продленной аэрации на очистных сооружениях пропуск, способностью до 20ОЮ м3/сут (в осн. до 500 м3/сут).
Перед А.с.о. избыточный активный ил отделяется в отстойнике от сточной воды, затем обрабатывается в стабилизаторе, объем к-рого значительно меньше объема аэротенка при продленной аэрации. Это позволяет применять А.с.о. на очистных сооружениях большей пропуск. способности.
Скорость потребления кислорода в нач. период аэрации резко падает, что свидетельствует об истощении внешнего субстрата — легкоокисляемого органич. в-ва, определяющего способность осадка к загниванию. В результате увеличения биофлокулирующей способности активного ила его частицы укрупняются при одно
временном снижении концентрации мелкодисперсных компонентов.
Основные параметры А.с.о. — продолжительность аэрации и уд. расход воздуха — определяются конечной целью процесса. Для получения глубоко минера- лиз. осадка продолжительность аэрации составляет: активного ила — 2—7 сут, смеси активного ила с осадком из первичных отстойников — 8— 12 сут при темп-ре 20°С, при снижении темп-ры на 10°С продолжительность процесса увеличивается в 2—2,2 раза. Уд. расход воздуха — 1 — 2 м3/ч на 1 м3 объема стабилизатора.
Для улучшения водоотдающей способности продолжительность аэрации активного ила должна составлять 1 —3 сут, а смеси его с осадком из первичных отстойников — 3—8 сут. Уд. расход воздуха определяют исходя из наличия легкоокисляемого органич. в-ва при условии, что интенсивность аэрации в стабилизаторе не менее 5 м3/м2.
Конструктивное оформление процес са А.с.о. аналогично таковому коридорных аэротенков или аэротенков-смесителей. Существующие между ними различия связаны в осн. с компоновкой сооружений, участвующих в этом процессе.
Традиционно А.с.о. применяют.для обработки избыточного активного ила или смеси его с осадком из первичных отстойников на очистных сооружениях пропуск, способностью до 50 тыс. м3/сут. Технологич. схемы, предусматривающие сочетание анаэробного сбраживания осадков в метантенках и аэробной стабилизации, применяют на очистных сооружениях большей пропуск, способности, что позволяет получить экономич. эффект, особенно при утилизации метана.
АЭРОДИНАМИКА — часть аэромеханики, изучающая движение воздуха и процессы взаимодействия его с неподвижными и двигающимися телами и поверхностями. Начало научной А. было положено академиками Российской АН (XVIII в.) Л. Эйлером и Д. Бернулли. Появление соврем. А. обязано трудам Н.Е. Жуковского и С .А. Чапыгина. Развитие пром. А. связано с именами отечеств, ученых: В.В. Батурина, Г.Н. Абрамовича, И.Е. Идельчика, В.И. Ханжонкова, С.М. Горлина и др. В области строит. А. успешно работали Р.Е. Брилинг, В.М. Эльтерман, Н.А. Рынин, Э.И. Реттер, Ф.Л. Се- ребровский, И.А. Шепелев, В.А. Бахарев и мн. др. А. делится на теоретич., определяющую осн. закономерности движения воздуха и взаимодействия его с телами и поверхностями, и эксперимент., определяющую законы опытным путем, т.е. продувкой моделей в аэродинамич. трубах или испытанием в гидранлич. лотках. А. летат. аппаратов получила широкое развитие в теоретич. и эксперимент, частях. А. пром.,
к к-рой относится и строит. А., в осн. развивается за счет эксперимент, исследований. А. пром, изучает условия работы вентиляторов, воздуходувок, разл. технология. аппаратов, строит. А. — рассматривает процессы обтекания здания ветром, движение воздуха между зданиями в условиях застройки, его перемещение в пределах вентилируемого помещения (см. Приточная струя, Конвективная воздушная струя, Всасывающий факел), а также вопросы, связ. с течением воздуха по воздуховодам систем вентиляции, каналам и вентиляц. вытяжным шахтам, через неплотности и отверстия в наружных и внутр, ограждениях здания.
АЭРОДИНАМИКА ЗДАНИЯ — понятие, объединяющее явления, связанные с процессом обтекания здания турбулентным потоком воздуха (ветром). При обтекании ветром около здания образуются застойные зоны. Определение хар-к этих зон необходимо для расчета их загрязнения выбросами вредных в-в технология. и вентиляц. систем. Вихревые зоны образуются за счет отрывных потоков от поверхности земли и кромки здания (сооружения) . Эти вихревые зоны представляют собой сложные вихревые неустановив- шиесятрехмерные потоки. При набегании на здание нижние слои потока воздуха затормаживаются, и кинетич. энергия этой части потока переходит в потенциальную. Следовательно, статич. давление увеличивается. Нарастание статич. давления
Схема обтекания здания потоком воздуха
а — вертик. разрез; б—схема движения воздуха вблизи здания; 1 — граница между вихрями зоны аэродина- мич. следа, участок с нулевой скоростью движения воздуха; 2 — зона избыточного давления; 3 — здание; 4 — зона разрежения и вихревого движения воздуха; 5— обратные потоки воздуха, входящие в зону аэродина- мич. следа; б — граница этой зоны; 7 — граница влияния здания на поток воздуха; 8— вихреобразные потоки воздуха из зоны избыт, давления в зону разрежения
происходит постепенно по мере приближения к зданию, торможение потока начинается на расстоянии от здания, примерно равном 5—8 калибрам (средних размеров фасада). Макс, значения избыточное давление воздуха достигает на поверхности наветр. фасада здания. Здесь набегающий поток образует характерную зону циркуляции. Ее вихри как бы дополняют форму здания до удобообтекаемой формы и тем самым уменьшают потерю энергии осн. потока. В этой зоне происходит активный обмен воздуха, совершающего вихреобразное движение и уходящего на заветр. сторону здания. Набегающий поток обтекает здание и зону циркуляции сверху и с боков. Обтекающий здание поток за счет его нек-рого поджатия имеет скорость неск. большую, чем скорость набегающего на здание ветра. При срыве с кромок здания поток интенсивно эжекти- рует воздух с заветр. стороны здания, где в результате этого давление уменьшается. Воздух, уносимый из заветр. зоны, компенсируется приземными слоями потока, в к-рых воздух заторможен настолько, что может изменить направление своего движения. На заветр. стороне здания образуется неск. вихрей. Граница аэродинамич. следа в этой области — криволинейная поверхность.
При обтекании ветром группы зданий зоны аэродинамич. следа смежных зданий влияют одна на др., иногда сливаясь, образуя сложные зоны с общей циркуляцией воздуха. Изучение размеров и др. хар-к зон необходимо для расчета диффузии вредных примесей вблизи здания, выбора мест расположения устройств, выбрасывающих вредные примеси в атмосферу, степени их очистки, расположения мест воздухозабора. При расчете ветровой нагрузки на здание, а также при определении естеств. воздухообмена в его помещениях необходимо знать избыточное статич. давление, возникающее за счет действия ветра. Для определения избыточного давления ветра применяют т.н. аэродинамич. коэфф., показывающий отношение избыточного статич. давления в одной из точек наружной поверхности здания к ди- намич. давлению ветра. Аэродинамич. коэфф. обычно определяют экспериментально в аэродинамических трубах на моделях зданий. Значение и знак этого коэфф. зависят от места расположения точки на поверхности здания, наличия близко располож. зданий, сооружений и деревьев, формы здания, направления ветра, рельефа местности.
АЭРОДИНАМИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЛОЩАДКИ — часть аэродинамики, изучающая закономерности движения воздуха в пределах группы близко располож. зданий пром, предприятия или гор. р-на. Зоны аэродинамич.
следов отд. зданий (см. Аэродинамика зданий) сливаются, образуя общие цир- “куляц. зоны, влияющие на скорость и направление движения воздуха между зданиями. Исследования А.п.п., как правило, проводят с целью определения про- ветриваемости гор. р-нов и вероятности возникновения застойных зон внутри квартала, а для сев. р-нов страны — с целью защиты зданий от сильных ветров и оптимизации снегового внутридворо- вого режима. Известные работы в этом направлении выполнили Н.М. Томпсон, Ф.Л. Серебровский, С.М. Горлин, Э.И. Реттер.
АЭРОДИНАМИКА СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ — раздел аэродинамики, изучающий закономерности движения воздуха в каналах и воздуховодах систем вентиляции, на базе к-рых разрабатываются и совершенствуются инж. методы расчета систем. Аэродинамич. расчет системы воздуховодов обычно сводится к определению размеров их поперечного сечения (при заданных расходах воздуха), а также потерь давления на отд. участках и в системе в целом. Обратная задача — определение расходов воздуха при заданных размерах воздуховодов и известном перепаде давления в системе. При аэродинамич. расчете воздуховодов систем вентиляции пренебрегают сжимаемостью перемещаемого воздуха, т.к. макс, возможное изменение давления в системе меньше 5% атм. давления. По этой же причине используют избыточное давление, принимая за условный нуль атм. давление на уровне системы. Одна из особенностей систем вентиляции — наличие участков, где избыточное давление меньше нуля. В любом сечении потока воздуха в воздуховоде различают 3 вида давления: статич., дина- мич. и полное. Статич. определяет потенц. энергию 1 м3 воздуха в рассматриваемом сечении воздуховода; это давление, к-рое испытывают стенки воздуховода. Дина- мич. давление — это кинетич. энергия потока, отнесенная к 1 м3 воздуха. При средней скорости воздуха в сечении удинамич. давление, Па, равно Р&- рх2а /2, где р — плотность воздуха, кг/мЗ; а — ко- эфф. Кориолиса. Полное давление равно сумме статич. и динамич. давлений.
Традиц. термин "потеря давления", применяемый при аэродинамич. расчете систем вентиляции, определяющий изменение полного давления воздуха в системе или на участке воздуховода, означает потерю энергии, отнесенную к 1 м3 потока воздуха. Потеря давления в системе воздуховодов складывается из потерь на трение и в местных сопротивлениях. Потерю на трение на участке воздуховода определяют по ф-ле Дарси-Вейсбаха tsPvp~ = Лтр/Рд/cf, где X т,р — коэфф, сопротивления трения; d — диаметр воздуховода, м;
Схема распределения давления в системе вентиляции
1 — всасывающий воздуховод; 2 — конфузор с поворотом; 3 — вентилятор; 4 — диффузор; 5 — нагнетат. воздуховод; б — линия полного давления с нагнетат. стороны; 7 — линия статич. давления там же; 8 — линия полного давления с всасывающей стороны; 9 — линия статич. давления там же; I—VI — номера характерных сечений; Рд —- избыточное давление воздуха; индексы; п, ст, д—полное, статич., динамич.; вс, нага—всасывание, нагнетание; ст. абсолютное—статич. давление; вент — вентилятор
Рд —- динамическое давление, Па; I— длина участка, м.
Для расчета воздуховодов и каналов прямоугольного сечения используют эквивалентные диаметры воздуховодов, при к-рых потери давления на трение в круглом и прямоугольном воздуховодах равны. Известны три способа нахождения эквивалентного диаметра: по скорости, по расходу, по площади.
Потеря давления в местных сопротивлениях (местах поворота потока, тройниках при делении или слиянии потоков, изменениях сечения и др.) пропорциональна динамич. давлению в воздуховоде: АРм.с. - Е £ Рд, где Е £ — сумма коэфф, местного сопротивления рассматриваемого участка воздуховода. Коэфф, местного сопротивления определяет потерю давления в данном местном сопротивлении в долях динамич. давления участка. Обычно О < £ < 10 и выше. В тройниках может быть £< 0 как следствие эжекции. Общая потеря давления на участке системы воздуховодов А Руч “ А Ртр + А Рм.с.
Общая потеря давления в системе (по
.N
магистрали) А Рсист" 2 (R(W + z)i + z=l .
+ Е А Роб ± А Рпом, где z —- номер участка магистрали (от 1 до ЛО; Р — уд- потеря
давления на трение, Па/м; ^ ш — коэфф., учитывающий шероховатость стенок воздуховода; / — длина z'-ro участка; z — потеря давления в местных сопротивлениях /-го участка; А Роб — потеря давления в оборудовании и др. устройствах вентиляции; А Рпом — подпор или разрежение в помещении, обслуживаемом последним участком системы.
Расчет общей потери давления в системе производится лишь после увязки сопротивлений всех ответвлений от магаст- рали. Этот метод расчета системы вентиляции наз. методом уд. потери полного давления. Существуют и др. методы, напр. учет местных сопротивлений введением эквивалентной по потере давления длины участка (метод эквивалентных длин), замена потери давления по длине эквивалентной потерей в местном сопротивлении (метод эквивалентных сопротивлений), аналогичные методы эквивалентных отверстий и уд.хар-к.
■ При проектировании, наладке и эксплуатации систем вентиляции необходимы знания закономерностей распределения давления в системе воздуховодов, каналах и вытяжных шахтах. К примеру, в системе вентиляции с механич. побуждением движения воздуха, состоящей из воздуховода с вентилятором, за условный нуль принято атм. давление на уровне оси воздуховода. Избыточное давление на входе и выходе воздуха может быть принято равным нулю.
Особенностями аэродинамики систем вентиляции с естеств. побуждением движения воздуха являются: сравнительно небольшие располагаемые (расчетные) перепады давления, а следовательно, и скорости воздуха; необходимость учета аэростатич. давления воздуха снаружи и
внутри каналов. Работа таких систем зависит от конструктивного решения системы и здания, разности плотностей воздуха снаружи и внутри здания, направления и скорости ветра. Однако при выборе конструктивных размеров отд. элементов системы (сечений каналов и шахт, площадей жалюзийных решеток) достаточно провести расчет для случая, когда здание не влияет на работу вентиляции.
АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА — лабораторная установка для получения искусств, равномерного потока воздуха, применяемая для аэродинамич. исследований. Поток воздуха с заданными хар-ками образуется в рабочей части А.т., где и устанавливается исследуемая модель. А.т. представляет собой воздуховод с побудителем движения воздуха (.вентилятор осевой или вентилятор радиальный) и устройствами для создания равномерного потока. Различают прямоточные и замкнутые А.т. с закрытой или открытой рабочей частью. На схеме представлена замкнутая А.т. с открытой рабочей частью. Первым условием подобия аэродинамич. процессов в натуре и на модели является геометрич. подобие здания и модели. Отношение их соответствующих размеров наз. масштабом линейных размеров. Др. масштабные отношения — скорости, плотности, динамич. вязкости, давления — определяют исходя из общей теории подобия процессов. Согласно этой теории в аэродинамич. процессах следует соблюдать след, критерии подобия: гомо- хромности (Струхаля), Фруда, Рейнольдса и Эйлера. Для турбулентных потоков необходим правильный выбор степени турбулентности потока. Для установившихся изотермич. потоков воздуха, как показывает анализ, достаточно выявить зависимость критерия Эйлера (включающего в себя аэродинамич. коэфф.) от критерия Рейнольдса и степени турбулентности потока. Исследования обтекания зданий и др. плохообтекаемых тел показали весьма слабую зависимость аэродинамич. коэфф, от критерия Рейнольдса. Практич. отсутствие функцией. зависимости искомой величины от критерия наз. автомодельностью относительно этого критерия. Автомодельность аэродинамич. коэфф, относительно критерия Рейнольдса объясняется явлением срыва потока с кромок здания и возникновением интенсивных вихревых потоков. Автомодельность относительно критерия Рейнольдса позволила при определении аэродинамич. коэфф, на моделях зданий соблюдать лишь геометрич. (линейный) масштаб, т.е. задавать при моделировании любую скорость, удобную для проведения замеров. Для определения аэродинамич. коэфф, (см. Аэродинамика здания) на модели здания в А.т. достаточно измерить статич. давление
Схема аэродинамической трубыСхема аэродинамической трубы1—электродвигатель; 2 — вентилятор с изменением угла поворота лопаток; 3 — всасывающий патрубок; 4 — подставка под модель, имитирующая поверхность земли; 5 — модель здания; б — выходной патрубок; 7 — рабочая часть; 8 — решетка у выходного патрубка; 9— поворотные лопатки
Схема аэродинамической трубы
Схема аэродинамической трубы
в заданной точке модели и разделить по- луч. значение на динамич. давление набегающего потока. Избыточное давление измеряют микроманометром, соедин. шлангом со щупом или дренажной трубкой, выведенной па поверхность модели; динамич. давление — Пито трубкой в нач. сечении рабочей части А.т.
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ — расчет, в результате к-рого определяют аэродина- мич. сопротивления газовоздушного тракта как установки в целом, так и разл. ее элементов. Норм, работа котельной установки возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха и удаления в атмосферу продуктов сгорания после их охлаждения и очистки от твердых частиц. Подача и отвод продуктов сгорания в необходимых кол-вах обеспечиваются сооружением газовоздушных систем с естеств. и искусств, тягой. В системах с естеств. тягой, применяемой в котельных установках малой мощности с невысокими аэродина- мич. сопротивлениями по газовому тракту, сопротивление движению воздуха и продуктов сгорания преодолевается за счет тяги, создаваемой дымовой трубой. Когда котельная установка оборудована экономайзером и воздухоподогревателем и ее сопротивление по газовому тракту значительно превышает 1 кПа, систему газовоздушного тракта оборудуют вентиляторами и дымососами; В котельной установке с уравновеш. тягой воздушный тракт работает под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а газовый — под разрежением; в этом случае дымосос обеспечивает разрежение в топке, равное 20 Па. Расчет сопротивления газового и воздушного трактов паровых и водогрейных котлов выполняют в соот
ветствии с нормативным методом. При изменении паропроиз-сти котельной установки или вида сжигаемого топлива производят пересчет сопротивлений трактов.
Движение газов в газовоздушном тракте сопровождается потерей энергии, затрачиваемой на преодоление сил трения потока газа о твердые поверхности. Сопротивления, возникающие при движении потока, условно делятся на: сопротивление трения А РТр при течении потока в прямом канале пост, сечения, в т.ч. при продольном омывании пучка труб; местные сопротивления А Рм, связанные с изменением формы или направления потока, к-рые условно считают сосредоточенными в одном сечении и не включающими сопротивление трения; сопротивление поперечно омываемых пучков труб А Рпоп, в к-рых нельзя раздельно определить сопротивление трения и местные сопротивления: А Р - А Ртр + А Рм + А Рпоп-
Для изотермич. потока (при пост, плотности и вязкости протекающей среды) сопротивление трения равно: А Ртр - -А (//d3) (<м2/2)р, где А — коэфф, сопротивления, зависящий от относит, шероховатости стенок канала и числа Рейнольдса; / — длина канала; ш — скорость протекающей среды: d3 — эквивалентный (гидравлический) диаметр; р — плотность протекающей среды. При этом da - ~ 4Р/ U, где F — площадь живого сечения канала; U — полный периметр сечения, омываемого протекающей средой. Местные сопротивления АРМ”? (о>2/2)/>, где £ — коэфф, местного сопротивления, зависящий от геометрич. формы участка, а иногда и числа Рейнольдса. Этот коэфф, вычисляют по ф-лам или подбирают по таблицам для соответствующих местных сопротивлений, к-рые для газового и воздушного трактов котельной установки представляют собой повороты, разветвления, шиберы. Сопротивление газового и воздушного трактов котельной установки, выбор площадей поперечных сечений газе- и воздухопроводов производят при экономичных скоростях, при к-рых суммарные эксплуатац. затраты минимальны.
Схемы газового и воздушного трактов должны быть просты и обеспечивать надежную и экономичную работу установки. Целесообразно применять индивид, компоновку хвостовых поверхностей нагрева, золоуловителей и тягодутьевых устройств без обводных газоходов и соединит. коллекторов. На протяж. прямых участках рекомендуются газовоздухопроводы круглого сечения как менее металлоемкие и с меньшим расходом теплоизоляции по сравнению с квадратными и прямолинейными. Газоходы паровых и водогрейных котлов, работающих на взрывоопасных видах топлива, не должны иметь участков, в к-рых возможны отложения несгоревших частиц, сажи, а также плохо вентилируемых зон. Общий перепад давлений в котельной установке складывается из перепадов давлений на отд. элементах. У агрегатов, работающих под разрежением, суммарный перепад определяют раздельно для воздушного и газового трактов. В котлоагрегате под наддувом рассчитывают общее газовоздушное сопротивление.
АЭРОЖЕЛОБ — система пневматического транспорта, в к-рой аэрируемый материал перемещается по наклонному желобу вследствие его текучести.
АЭРОЗОЛИ — (от греч. аег — воздух и нем. Sol — золь, коллоидный раствор) — дисперсные системы с газообразной (воздушной) дисперсной средой и твердой — пыли, дымы или жидкой — туманы дисперсной фазой. Мелкие частицы А. по размерам приближаются к крупным молекулам, а крупные достигают неск. мкм.
АЭРОЗОЛЬТРАНСПОРТ — система пневматического транспорта, в крой сыпучий материал перед подачей в трубопровод переводится в аэриров. состояние.
АЭРОТЕНК — сооружение для биологической очистки сточных вод (преимущественно от растворенных органических веществ) с помощью аэробных бактерий. А. представляет собой бетонный или железобетонный проточный резервуар, разделенный на ряд коридоров шириной 6— 18 м, высотой 4—5 м. Коридоры оснащены аэраторами, через к-рые подается воздух для снабжения кислородом развивающегося в А. активного ила и его перемешивания с очищаемой сточной водой. Смесь сточной воды и активного ила (иловая смесь), протекая по А., очищается в результате окисления содержащихся в ней органических загрязнений микроорганизмами активного ила. Продолжительность процесса очистки городских, сточных вод в А. — 2—б ч, производственных — 8—48 ч.
Схема сооружений биологической очистки сточных вод в аэротенках
1 — сточные воды после первичного отстаивания; 2 — аэротенк; 3 — вторичный отстойник; 4 — очищенная сточная вода; 5—насосная станция циркуляционного ила; б — воздуходувная станция
Процесс биологической очистки сточных вод в А. состоит из следующих стадий: сорбция загрязнений активным илом, внутриклеточное окисление сорбированных загрязнений, разделение активного ила и очищенной воды. Стадии сорбции и окисления имеют биохимическую основу и подчиняются закономерностям ферментативных реакций.
В зависимости от способа накопления биомассы активного ила А. могут быть с рециркуляцией ила из илоотделителей, без рециркуляции ила, работающие с т.н. проточной культурой микроорганизмов и с насадкой, на которой закрепляется и накапливается биомасса ила (бмошенк).
По способу смешивания активного ила со сточной водой А. разделяют на А.- смесители, А.-вытеснители и А. с рассредоточенным впуском сточных вод. Аэрация сточной воды в А. может быть пневматической, механической и струйной. Аэрация может быть осуществлена также воздухом, обогащенным кислородом или техническим кислородом (в окси- тенках^. При пневматической аэрации в составе очистных сооружений предусматривают воздуходувки, при струйной — циркуляционные насосы.
АЭРОТЕНК БАШЕННЫЙ — сооружение для биологич. очистки сточных вод, представляющее собой вертикально располож. цилиндрич. реактор, оборудованный системой аэрации. Аналогом подобного сооружения является аэротенк шахтный. Высота А.б. — 15—30 м, диаметр — до 40 м. В нижней части А.б. создается повышенное гидростатич. давление, за счет чего увеличивается растворимость кислорода и, соответственно — окислительная мощность реактора. В связи с этим достигается экономия площади застройки (уменьшение размеров А.б.).
Для аэрирования и перемешивания иловой смеси применяют преимущественно эжекторные аэраторы, реже — пневматич., к-рые устанавливают у дна реактора. Разделение иловой смеси может происходить в отд. стоящем отстойнике или в кольцевом илоотделителе, со-
Аэротенк башенный
1 — реактор; 2 — отвод очищенной воды; 3 — илоотделитель; 4 — камера дегазации; 5—трубопровод рециркуляции ила; б — впуск сточных вод; 7—аэраторы
вмещенном в верхней части с реактором. Разделение насыщенной газом иловой смеси связано с флотацией активного ила и пенообразованием, поэтому в илоотделителе предусматривают камеру дегазации или систему пеногашения. При легких "вспухающих" илах для предварит. отделения их применяют флотацию, а полное отделение ила происходит в отстойниках. Для биологич. очистки производств, сточных вод сложного состава А.б. по высоте разделяют перегородками на ряд секций. В А.б. могут осуществляться процессы биохим. окисления с микроорганизмами, прикрепленными к загрузке (кольцам Рашига, гранулиров. пористой загрузке и т.д.). А.б. применяют в стесненных условиях стр-ва для очистки сравнительно небольших расходов производств, сточных вод (напр., в пищевой или фармацевтич. пром-сти).
АЭРОТЕНК-ВЫТЕСНИТЕЛЬ— сооружение для биологич. очистки мало- концентриров. сточных вод при сравни-, тельно равномерном их поступлении (напр., на крупных и средних очистных сооружениях городов). Исходная вода и циркуляционный ил сосредоточенно впускаются в начало А.-в., при этом по мере продвижения воды и ила к концу А.-в. концентрация загрязнений в воде вследствие их окисления убывает. Повышенная концентрация загрязнений на начальном участке обусловливает более высокие ско
рости их окисления и увеличение пропускной способности сооружения в целом. Иловая смесь выпускается в конце А.-в. Изменение состава сточной воды в результате окисления загрязнений по ходу процесса по длине А.-в. затрудняет адаптацию микроорганизмов активного ила, вследствие чего снижается их биохимическая активность. Этот недостаток может быть компенсирован закреплением ила на насадках, размещенных в А.-в.; в этом случае обеспечивается пребывание микроорганизмов в стационарных условиях и улучшается их адаптация. В реальных сооружениях режим вытеснения иловой смеси существенно нарушается воздействием продольного турбулентного перемешивания, возникающего вследствие аэрации. Для предотвращениятакого режима А.-в. оборудуют четырьмя—шестью поперечными перегородками с отверстиями для перепуска иловой смеси. При повышенных концентрациях загрязнений (БПК 150 мг/л) А.-в. работает с регенераторами. В многоступенчатых схемах очистки сточных вод А.-в. применяют на последних ступенях, что обеспечивает высокую эффективность очистки.
АЭРОТЕНК ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ — сооружение для биологич. очистки производств, сточных вод хим., нефте- перерабат., цел.-бум. пром-сти, предприятий агропромышл. комплекса и др., содержащих высоко концентрированные загрязнения или сложные по составу биохим. трудноокисляемые компоненты. Процесс биохимич, окисления в А.д. разделен на ряд последовательно работающих ступеней, на каждой из к-рых развиваются свой активный ил, отстойник и циркуляр. система для ила. Разделение процесса1- на ступени способствует формированию на каждой из них спец, микроорганизмов, адаптированных к определенным компонентам загрязнений сточных вод. Обычно на первой ступени подвергаются деструкции в осн. биохим. легкоокисляемые в-ва, на второй разлагаются преимущественно трудноокисляемые в-ва и продукты распада в-в первой ступени. В А.д. достигается более высокий эффект очистки по сравнению с очисткой в аэротенке-смесителе.
Схема аэротенка двухступенчатого
1 — исходная сточная вода; 2 — аэротенк первой ступени; 3—вторичный отстойни I; 4—очищенная вода после первой ступени; 5 — аэротенк второй ступени; б—третичный отстойник; 7—очищенная водапосле второй ступени; 8 — циркуляц. ил второй ступени; 9 — циркуляц, ил первой ступени
Кроме того, при хорошей адаптации микроорганизмов к определенным компонентам загрязнений увеличивается скорость их деструкции, вследствие чего снижается продолжительность аэрации и, следовательно, необходимый объем сооружений. Исходя из условий эксплуатации (колебание состава и расхода сточных вод, возможности поступления токсичных и концентрированных загрязнений) на первой ступени, как правило, применяют аэротенк-смеситель, на второй — аэротенк- вытеснитель, работающий в более стабильных условиях. В зависимости от состава сточных вод на первой ступени или на обеих предусматривают регенератор активного ила.
АЭРОТЕНК-ОСВЕТЛИТЕЛЬ — разновидность комбиниров. сооружения для очистки сточных вод, в к-ром зона аэрации совмещена с зоной отстаивания в одной емкости, вследствие чего исключается необходимость стр-ва вторичных отстойников. Отличительной особенностью А.-о. является высокая степень рециркуляции иловой смеси, что обусловливает довольно интенсивное перемешивание в зоне отстаивания (осветления), где ил находится во взвешенном состоянии, а также удовлетворит, кислородный режим в зоне осветления, где, как и в зоне аэрации, идет процесс биохим, окисления загрязнений сточных вод.
А.-о. представляет собой прямоугольный железобет. резервуар, разделенный на ряд секций наклонными перегородками. Зона аэрации расположена между зонами осветления и разделяется наклонными перегородками, не доходящими до дна и образующими щель. В верхней части А,- о. находятся переливные окна для циркуляции ила из зоны аэрации в зону осветления. Через щель у дна иловая смесь из зоны осветления возвращается в зону аэрации вследствие эжектирования восходящей струей воды от действия пневматич. аэрации. Исходная сточная вода поступает в донную часть зоны аэрации по дырчатой трубе. Очищенная вода сливается в лотки, расположенные в верхней части зоны осветления. А.-о. может работать с повышенной дозой ила, что увеличивает его произ-сть по сравнению с аэротенками- смесителями. А.-о. применяют для очистки городских сточных вод и близких к ним по составу производственных вод на очистных сооружениях пропуск, способностью 2—300 тыс.м3/сут.
АЭРОТЕНК-ОТСТОЙНЙК — сооружение для биологич. очистки сточных вод, совмещающее в едином блоке аэротенк и вторичный отстойник, работающий с большой дозой активного ила, т.е. большой окислит, мощностью и высоким эффектом осветления. А.-о. просты по
Аэротенк-осветлитель с наклонными стенками
1 и 14—зона дегазации; 2 — шибер; 3 — зона аэрации; 4 — переливные окна; 5 — козырек; 6 — зона осветления; 7 — лоток; 8 — трубопровод избыточного ила; 9—циркуляционная щель; 10—трубопровод подачи воздуха в щель; 11 — "зуб"; 12 — перфориров. трубопровод сточных вод; 13 — аэратор
конструкции и изготовляются заводским способом. Благодаря плоскому днищу А.-о. можно компоновать в блоки с др. очистными сооружениями.
Неравномерность притока сточных вод, колебание их состава и темп-ры обусловливают неустойчивость высоты взвешенного слоя осадка и возможный повышенный вынос взвешенных в-в. Для предупреждения этого явления необходима принудит, рециркуляция активного ила. Разработаны два способа ее осуществления: устройство бункеров в отстойной зоне, верхняя грань к-рых устанавливается на проектируемом уровне разделения ила и воды, и установка в них эрлифтов, перекачивающих ил в аэрац. зону; устройство щели в перегородке между аэрац. и отстойной зонами в том месте, где в результате циркуляции потоков в аэрац. зоне наблюдается снижение давления на перегородку. Это позволяет поддерживать высоту взвешенного слоя осадка на требуемом уровне и выравнивать скорости в потоке воды. Так как зона отстаивания расширяется по ходу движения воды, то скорости потока перманентно уменьшаются. Разделение взвешенного слоя ила и воды наблюдается при определенной скорости воды в зависимости Ьт дозы ила и его осадит, свойств (илового индекса).
Экспериментально установлено, что сплошность поверхности взвеш. слоя не нарушается при скорости восходящего потока вэтомслоедо 1,3—1,4 мм/с. Приразличных дозах активного ила в аэрац. зоне коэфф, рециркуляции может меняться от 2 до 8.
На основании теории стесненного осаждения, разработанной в АКХ Д .М.Минцем, С.А.Шубертом, Е.Ф.Кургаевым и З.В.Черновой, при прохождении иловой смеси через слой взвеш. ила хлопья взвешенных в-в прилипают к частицам взвеш. слоя, в результате чего очищенные сточные воды осветляются. Эффект осветления во взвеш. слое зависит от скорости восходящегопотока и толщины взвеш. слоя.
Расчетные скорости восходящего потока в отстойной зоне принимают в преде
лах 0,11—0,44 мм/с при дозах ила в аэрац. зоне 2—8 г/л, высоте взвеш. слоя ила 0,69—2,2 м и концентрации ила во взвешенном слое 3,0—8,7 г/л (при иловом индексе 70 см3/г).
При этих параметрах продолжительность пребывания ила в отстойной зоне не превышает 5—15 с, что предупреждает возникновение интенсивной денитрификации и всплывание хлопьев ила на поверхность отстойной зоны. Для предупреждения расслоения сплошности взвеш. слоя скорость входа в отстойную зону должна быть 3—40 мм/с. При скорости более 40 мм/с разрушается взвеш. слой.
Дозу ила рекомендуется ограничивать значением 7 г/л. При большей дозе возраст ила становится слишком большим, что приводит к его измельчению и ухудшению осветления сточных вод.
Конструктивно в виде А.-о. выполнены установки типа КУ, БИО, Биокомпакт, УКО, универсально-сборные станции и др.
АЭРОТЕНК ПРОДЛЕННОЙ АЭРАЦИИ — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром осуществляется также минерализация осадка и избыточного активного ила. Он применяется при небольших расходах (до 1000 м3/сут) сточных вод с БПК до 500 мг/л и концентрацией взвешенных в-в менее 350 мг/л. Процесс продленной аэрации происходит в аэро, ленках или аэротенках-отстойниках с пневматич. или механич. аэрацией. Исходная сточная вода без первичного отстаивания подается в аэротенк. При периоде аэрации 24 ч помимо окисления раствор. органич. в-в происходит минерализация грубодиспергированных в-в и микроорганизмов активного ила, вследствие чего прирост ила значительно сокращается. А.п.а. используют в составе компактных установок для обслуживания малых населенных мест.
АЭРОТЕНК ПРОТИВОТОЧНЫЙ — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром создается длит, контакт иловой смеси с пузырьками воздуха в условиях противотока его по отношению к движению воды, что обеспечивает высокую эффективность использования кислорода. В А.п. расход воздуха может быть существенно снижен по сравнению с его расходом в типовых аэротенках. Известны конструкции А.п. с рядом -последо- ват. располож. ячеек. А.п. состоит из трех осн. зон: аэрации, эрлифтной циркуляции и отстаивания. Зона аэрации оборудована мелкопористыми пневматич. аэраторами, расположенными в ее нижней части, и струенаправляющими лопатками с винтовыми креплениями, обеспечивающими равномерное распределение сточной воды по ширине зоны. Винтовые крепления по-
Схема аэротенка-смесителяСхема аэротенка-смесителя1 — исходная сточная вода; 2 — аэротенк; 3 — иловая смесь во вторичные отстойники; 4 — циркуляционный активный ил; 5 — сжатый воздух к аэротенкам1 — исходная сточная вода; 2 — аэротенк; 3 — иловая смесь во вторичные отстойники; 4 — циркуляционный активный ил; 5 — сжатый воздух к аэротенкамзволяют регулировать глубину погружения лопаток. Зона эрлифтной циркуляции отделена от зоны аэрации полупогружйой перегородкой и снабжена решеткой из дырчатых труб. Зона отстаивания расположена в центр, части зоны аэрации и отделена от нее перегородками, к-рые имеют циркуляц. щели и впускные окна с козырьками, шарнирно закрепленными на эластичных резиновых подвесках, с помощью к-рых регулируется площадь сечения впускных окон. Сточная вода подается в верхнюю часть зоны аэрации, где создается ее нисходящее движение вследствие циркуляций иловой смеси между зоной аэрации и зоной циркуляции, возникающей в результате действия эрлифта. Благодаря нисходящему движению жидкости и восходящему движению воздуха создавая противоток, обеспечивающий более высокий эффект использования кислорода воздуха по сравнению с его использованием при обычной аэрации. Через впускные окна иловая смесь непрерывно посту
Схема аэротенка-смесителя
Схема аэротенка-смесителя
1 — исходная сточная вода; 2 — аэротенк; 3 — иловая смесь во вторичные отстойники; 4 — циркуляционный активный ил; 5 — сжатый воздух к аэротенкам
1 — исходная сточная вода; 2 — аэротенк; 3 — иловая смесь во вторичные отстойники; 4 — циркуляционный активный ил; 5 — сжатый воздух к аэротенкам
Установка КУ-200
1 —■ подача сточных вод; 2 —* распределит, лоток; 3 — водосливные отверстия; 4 — воздухопроводы; 5 — зона аэрации; б —■ зона отстаивания; 7 — выгрузка стабили- зац. ила; 8 — зона аэробной стабилизации; 9 — эрлифт; 10 — сборный лоток; 11 — перфориров. трубка (аэра-
пает в отстойную зону, где разделяется, уплотняется и через циркуляц. щели частично возвращается в зону аэрации, а частично выводится из сооружения в виде избыточного ила. Часть смеси вместе с транзитным расходом воды поднимается и образует взвешенный слой ила (фильтр), задерживающий мелкие частицы смеси. Граница раздела осветленной воды и взвешенного слоя ила обеспечивается непрерывным отсосом ила эрлифтами через воронки. Осветленная вода через зубчатые водосливы поступает в водосборный лоток. В качестве аэраторов используют пористые фильтросные трубы диаметром 150— 200 мм. А.п. рекомендуется применять для очистки сточных вод, ВПК к-рых не превышает 500—700 мг/л. При более высоких значениях БПК (1000—1200 мг/л) можно использовать А.п., состоящий из двух ступеней.
АЭРОТЕНК-СМЕСИТЕЛЬ — сооружение для биология. очистки сточных
Схема аэротенка противоточного
— зона аэрации; 2 — зона эрлифтной циркуляции; 3 — впускные окна; 4 — козырьки; 5 — перегородка; б — струенаправляющие лопатки; 7 — перегородки; 8 — зона отстаивания;
— водосборный лоток; 10— воронки; И — винтовые крепления; 12 — иловые эрлифты; 13 — циркуляц. щели; 14 — мелкопористые пневматич. аэраторы; 15 — аэраторы из дырчатых труб 1
вод, в к-ром исходная сточная вода и циркулирующий активный ил равномерно распределяются по всему объему, что обеспечивает их мгновенное смешивание и снижение концентрации загрязнений в иловой смеси. Это позволяет обрабатывать концентриров. и токсичные сточные воды, а также сглаживать отрицат. влияние колебаний их состава и расхода. А.-с. применяют преимущественно при очистке производств. сточных вод. А.-с. впервые построены в Англии в 1921. В нашей стране эти сооружения нашли широкое применение при очистке сточных вод осн. отраслей пром-сти.
Несмотря на мгновенное смешивание сточной воды и активного ила скорость биохим. процессов в А.-с. лимитируется концентрацией загрязнений, являющихся источником питания для микроорганизмов активного ила. Концентрация загрязнений во всем объеме А.-с. равна их концентрации в очищенной воде на выходе из аэротенка. Это обстоятельство не дает возможности интенсифицировать работу со' ружешЛ при необходимости глубокой очистки сточных вод, когда концентрация загрязнений должна быть минимальной. В силу технология. особенностей А.-с. рациональны в многоступенчатых схемах очистки, где они применяются на первой ступени для изъятия основной массы загрязнений и усреднения состава сточных вод, что облегчает работу последующих сооружений. При очистке производств, сточных вод А.-с., как правило, работают с регенераторами активного ила.
АЭРОТЕНК С РАССРЕДОТОЧЕННЫМ ВПУСКОМ СТОЧНЫХ ВОД занимает промежуточное положение между аэротенком-смесителем и аэротенком- вытеснителем. Отличит, особенностью этого аэротенка является то, что циркуляц. активный ил подается в начало сооружения, а сточная вода распределяется по его длине. С этой целью аэротенк оборудуют продольными лотками для транспорта очищаемой сточной воды, снабженными водосливами, с помощью к-рых вода распределяется таким образом, что кол-во загрязнений, приходящихся на единицу.
массы активного ила (нагрузка на ил), остается постоянным по длине сооружения. Это позволяет стабилизировать качество активного ила, повысить его среднюю дозу и избежать проскока загрязнений с очищенной водой, что возможно в аэротенке- смесителе. По сравнению с последним объем рассматриваемого А. при одинаковом эффекте их очистки меньше на 10— 15%. Аэротенк данного типа рационально применять для очистки смеси городских и производств, сточных вод при существ, колебаниях их состава и расхода.
АЭРОТЕНК ШАХТНЫЙ — сооружение для биология, очистки сточных вод, представляющее собой вертик. цилинд- рич. резервуар диаметром 0,6—3 м и высотой 12—100 м, к-рый может быть заглублен до 100 м или установлен на поверхности земли в виде колонны. А.ш. впервые разработаны и нашли практическое применение в Германии и Англии. В нашей стране испытаны опытные образцы и разработаны эксперимент, проекты. В поперечном сечении А.ш. разделен на две части, в одной из к-рых предусмотрена система пневматич. аэрации, в другой — размещен насос (шнековый, пропеллерный) или эрлифт, обеспечивающий циркуляцию иловой смеси и ее подачу в аэрац. часть. В этой части создается нисходящее движение иловой смеси со скоростью 1 — 2 м/с, при к-рой пузырьки воздуха, поступающего из аэратора, увлекаются в нижнюю часть сооружения. Длительное пребывание воздуха в сточной воде при по- выш. давлении обусловливает эффективное использование кислорода. Переходя из аэрац. части в эрлифтную, растворенный воздух десорбируется из иловой смеси, что позволяет использовать для разделения последней флотацию. Для предварит. разделения иловой смеси после А.ш. могут использоваться отдельно стоящие флотаторы. Более полное отделение ила осуществляется в отстойниках. Известны варианты А.ш. с насосной циркуляцией и подачей воздуха через эжекторы. Применение А.ш. рационально при дефиците производств, площадей для очистки сравнительно небольших кол-в сточных вод (до 3—5 тыс. м3/сут). Помимо экономии площадей достигается снижение
Схема аэротенка с эрлифтной циркуляцией
1 — ствол шахты; 2 — зона аэрации;
3 — внутренняя труба; 4 — эрлифтная зона; 5 — регулировочный вентиль; 6 — манометр; 7—расходомер; 8—отстойник; 9—перегородка; 10— впускные трубы; 11 — аэраторы; 12 — иловые щели; 13 — дырчатые трубы эрлифта
энергозатрат, т.к. расход воздуха с учетом действия эрлифта сокращается по сравнению с его расходом при пневматич. аэрации в аэротенках в 2—2,5 раза.
Модификацией А.ш. является А.ш. колонного типа, предназначенный для биологич. очистки городских сточных вод и близких к ним по составу производств, вод с концентрацией загрязнений по орга- нич. в-вам, оцениваемым по БПКполн и взвешенным в-вам до 500 мг/л. А.ш. колонного типа представляет собой вертик. резервуар высотой 8—20 м круглой или прямоугольной в плане формы, разделенный системой перегородок на зоны аэрации, осветления, дегазации и рециркуляции. Зона осветления в виде ярусов расположена по всей высоте сооружения и занимает основной его объем. Предварительно осветленная вода после первичного отстаивания подается в зону аэрации, где смешивается с активным илом и насыщается кислородом воздуха. Воздух диспергируется пневматич. аэраторами. Через пере-
Схеиа колонного аэротенка
1 — подвод сточной жидкости; 2 — аэраторы; 3 — зона аэрации; 4 — отвод очищенной воды; 5 — защитная зона; 6 —- зона взвешенного слоя активного ила; 7— зона рециркуляции; 8 — зона дегазации; 9 — переливное окно; 10 — трубопровод очищенной воды; 11 — сборная камера
ливные окна, расположенные в верхней части перегородок, разделяющих зоны аэрации и осветления, иловая смесь поступает в зону дегазации, где происходит выделение избыточного воздуха, и далее направляется в зону рециркуляции, а затем в зону взвешенного слоя активного ила. При движении иловой смеси в зоне рециркуляции на уровне верхних кромок наклонных перегородок образуется взвешенный слой активного ила, в к-ром происходят изъятие и окисление загрязнений, а также осветление воды. Очищенная вода из защитной зоны по трубопроводам поступает в сборную камеру и далее отводится из сооружения. Вследствие интенсивной рециркуляции иловой смеси между зонами аэрации и осветления во всем объеме сооружения создаются аэробные условия.
БАГЕРНЫЙ НАСОС (от голл. bagger — грязь, ил) — гидравлич. машина лопастного типа для перемещения воды с взвеш. частицами золы, шлака, песка, из- мельч. руды и др. Конструктивные особенности Б.н. обусловливаются необходимостью пропускания крупных твердых включений с высокой абразивностью. Б.н. имеют большие проходные сечения каналов проточной части, изготовляются из износоустойчивых материалов (между рабочим колесом и корпусом устанавливают бронедиски), наиболее изнашиваемые детали легко заменяются. Давление, создаваемое Б.н., не превышает 0,4 МПа. Б.н. служит на ТЭС для удаления золы из котельной. В связи с большим износом отд. элементов обычно устанавливают 3 Б.н., каждый на полную подачу.
БАЙПАСИРОВАНИЕ ВОЗДУХА- (от англ, bypass — обход) — движение воздуха (в системе кондиционирования воздуха1) в обход воздухонагревателей, воздухоохладителей и камеры орошения. Б.в. предназначено для более гибкого регулирования параметров воздуха на выходе из теплообменных аппаратов. При этом часть воздуха поступает в аппарат, часть минует его. Б.в. камеры орошения позволяет создавать в разл. периоды года неск. вариантов режимов работы системы, обеспечивающих наименьший расход энергии на обработку воздуха. •
БАЙПАСНАЯ ПАНЕЛЬ — в системе кондиционирования воздуха предназначена для ручного дистанц. открытия или закрытия регулирующего органа с пнев- матйч. исполнительным механизмом путем переключения потоков сжатого воздуха. ,
БАК КОНДЕНСАТНЫЙ — резервуар для сбора поступающего из системы парового отопления конденсата для последующей его перекачки конденсатным насосом в паровые котлы. Б.к. применяется в разомкнутых системах парового отопления низкого и высокого давлений. В
системах низкого давления Б. к., непосредственно соедин. с атмосферой, используются "под налив"; в системах высокого давления — герметичные, в к-рых конденсат и пролетный пар находятся под избыточным давлением. Б.к. представляет собой горизонт, стальной сосуд с эллиптич. или конич. днищем, в верхней части к-рого размещен герметичный люк для осмотра и чистки бака. Снабжен патрубками для приема конденсата из системы отопления и для слива конденсата при опорожнении бака, а также штуцерами для установки указателя уровня конденсата и сигнализатора уровня. Открытый Б.к. имеет патрубок для сообщения полости бака с атмосферой, закрытый — патрубок для установ-
Конденсатный бак
— патрубок для самотечного конденсатопровода; 2 — сигнализатор уровня; 3 — указатели уровня; 4 — предохранительный клапан, гидрозатвор или атмосферная труба (при открытом конденсатном баке); 5 — люк; б — паропровод (при закрытом конденсатном баке); 7 — патрубок перелива (при открытом баке); 8 — опоры; 9 — патрубок напорного конденсатопровода; 10 — патрубок сливной трубы
ки предохранительного клапана или выкидного приспособления и для отвода пролетного пара и пара вторичного вскипания. Вместимость бака принимается, как правило, равной одночасовому расходу
конденсата при ручном пуске перекачивающих насосов и 15-минутному расходу при автоматич, включении конденсатных насосов.
БАК РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ — сосуд, соедин. трубами с системой водяного отопления, предназнач. для приема излишков объема заполняющей систему воды, возникающих при ее нагревании. Б.р. может быть открытым, сообщающимся с атмосферой, и закрытым, находящимся под перем., но строго огранич. избыточным давлением. В крупных системах водяного отопления группы зданий Б.р. не устанавливают, а гидравлич. давление регулируется при помощи пост, действующих
подпиточных насосов. Они также возмещают потери воды через неплотные соединения труб, в арматуре, приборах и др. местах систем. Поэтому Б.р. применяются в системах водяного отопления одного или неск. зданий при их тепловой мощности, огранич. 6 МВт, когда потери воды еще не вызывают пост, действия подпиточных насосов на тепловой станции. При выполнении осн. назначения Б.р. в системе .поддерживается определ. гидравлич. давление. Кроме того, Б.р. предназначен для восполнения убыли объема воды в системе
54 Бак-сепаратор
при небольшой утечке и при понижении се темп-ры, для сигнализации об уровне воды в системе и управления действием подпиточных приборов. Через открытый бак вода удаляется в водосток при переполнении системы. В отд. случаях, напр. в системе гравитационного отопления, открытый Б.р. может служить воздухоохладителем и воздухоотводчиком,. Недостатки Б.р.: они громоздки, в связи с чем затрудняется их размещение в зданиях и увеличиваются бесполезные теплопотери в системах отопления; в открытых Б.р. возможно при излишнем охлаждении воды поглощение воздуха из атмосферы, что вызывает внутр, коррозию стальных труб и приборов; требуется также прокладка в зданиях спец, соединит, труб.
Открытый Б.р. размещается над верхней точкой системы (на расстоянии не менее 1 м) в чердачном помещении или на лестничной клетке и покрывается тепловой изоляцией. Иногда устанавливается неизолированный Б.р. в спец, утепл. боксе (будке), однако при этом повышается сто-
54
Открытый расширительный бак с патрубками для присоединения труб
I — расширительной; 2 — переливной; 3 — контрольной; V—циркуляционной; 5 — патрубок с проб-
имость монтажа, увеличиваются теплопотери вследствие развития поверхности охлаждения и абсорбции воздуха водой. Б.р. изготовляются цилиндрическими из листовой стали, сверху снабжаются люком для осмотра и окраски. В корпусе бака имеется неск. патрубков: патрубок, предназначенный для присоединения расширит. трубы, по к-рой в него поступает вода; патрубок у дна — для циркуляр, трубы, через к-рую отводится охладившаяся вода, обеспечивая циркуляцию в баке; патрубок для контрольной (сигнальной) трубы; патрубок для соединения Б.р. с переливной трубой, сообщающейся с атмосферой. Соединит, трубы открытого Б.р. показаны на схеме. В насосной системе отопления расширит, и циркуляр, трубы присоединяют к общей обратной магистрали, как правило, близ всасывающего патрубка циркуляр, насоса на расстоянии не менее 2 м одна от др. для надежной цир- кулярии воды через Б.р. Контрольную
Присоединение открытого расширительного ба- йа к обратной магистрали в системе отопления а — с ручным контролем; б — с автоматизированными сигнализацией и регулированием уровня воды в баке; 1 — расширительный бак; 2,3, 4,5 — расширительная, циркуляционная, контрольная, переливная трубы; б, 7— реле верхнего и нижнего уровней воды в баке, соединенные трубой 4’ с баком
трубу выводят к раковине в тепловом пункте и снабжают запорным вентилем. При открывании его вытекание воды свидетельствует р ее наличии в Б.р., а следовательно, и в системе (уровень воды не должен быть ниже показ, на схеме штрих- пунктирной линией) . В малоэтажных зданиях короткая контрольная труба надежно обеспечивает сигнализацию о наличии или отсутствии воды в Б.р. В многоэтажных зданиях вместо длинной контрольной трубы, искажающей информацию о дей- ствит. уровне воды в системе, на Б.р. устанавливают 2 реле уровня, соедин. последовательно трубами с баком. Реле нижнего уровня предназначается для сигнализации (светом или звуком) об опасном падении уровця воды в Б.р., а также для включения подпиточной установки (клапана или насоса). Реле верхнего уровня служит для прекращения подпитки системы отопления. .
Полезный объем Б.р., огранич. высотой Ап, должен соответствовать приросту объема воды, заполняющей систему отопления при ее нагревании до средней расчетной темп-ры. Этот объем в значит, степени зависит от вида отопительных приборов. Наибольшим он будет при использовании ' чугунных радиаторов отопительных малой глубины, наименьшим — при конвекторах. Кроме того, на объем Б.р. влияет вид выбранной системы отопления. Напр., для однотрубной системы водяного отопления с конвектором требуется открытый Б.р., имеющий полезный объем, примерно в 3 раза меньший, чем для двухтрубной системы отопления с радиаторами. Объясняется это сокращением вместимости не только отопит, приборов, но и труб уменьш. длины.
Закрытый Б.р. с воздушной или газовой (если используется азот или др. газ, отдел. от воды мембраной) "подушкой" герметичен, способствует уменьшению коррозии труб и приборов, может обеспечить в широком диапазоне перем, давление в
системе отопления. Когда образующийся при нагревании избыток объема воды поступает в закрытый Б.р., он сжимает воздух или газ, находящийся в нем (вода действует подобно поршню), при этом повышается давление как в Б.р., так и в системе в целом. Если объем бака или воздуха (газа) в нем окажется слишком мал, давление в низших точках системы может превысить макс, допустимое. С др. стороны, при понижении темп-ры воды давление в высших точках системы может оказаться ниже миним., необходимого для предупреждения таких недопустимых явлений, как вскипание воды или подсос воздуха из атмосферы. Следовательно, объем закрытого Б.р. строго обусловлен диапазоном изменения шдравлич. давления в системе. Объем Б.р. зависит также от объема и расчетной темп-ры воды в системе, от давления циркуляр, насоса и места включения его в теплопровод по отношению к центру нагревания воды и точке присоединения Б.р. Объем закрытого Б.р. при нач. давлении в нем, равном атм., получается больше объема открытого Б.р. Использование сжатого воздуха для повышения нач. давления сверх атм. (для "зарядки" Б.р.) позволяет уменьшить объем закрытого Б.р. Объем его уменьшается также при переносе в верхнюю часть здания и присоединении там к магистрали системы отопления. Конструкция закрытого Б.р. представляет собой стальной цилиндрич. сосуд, раздел, на 2 части резиновой мембраной. Одна часть предназначена для воды системы отопления, вторая заполнена газом под давлением. В Чехии, напр., выпускаются Б.р. с газом под давлением 50, 100 и 150 кПа для систем отопления зданий высотой до 15 м, рассчит. на макс, рабочее давление в системах 350 кПа. Место присоединения Б.р. к теплопроводам выбирается с учетом сохранения его шдравлич. связи с действующей частью системы при норм, использовании клапанов, задвижек и пр. запорной арматуры в др. отключаемой части системы отопления. Закрытые Б.р., размещаемые непосредственно в тепловых пунктах зданий или на тепловых станциях, в значит, с тепени лишены недостатков открытых Б.р. Однако для сокращения их объема путем искусств, увеличения внутр, давления требуются дополнит. оборудование и затрата электрич. энергии.
БАК-СЕПАРАТОР — резервуар для получения и отбора пара вторичного вскипания в системе парового отопления высокого давления. Б.-с. выполняется в виде вертик. цилиндрич. стального сосуда, в средней части к-рого имеется патрубок для подвода конденсата, в ниж;ией — для слива его, в верхней—для отвода пара вторичного вскипания, установки предохранит. клапана и манометра. При по-
Бак-сепаратор
1 — цилиндрический сосуд; 2 — патрубки для подвода пароконденсатной смеси; 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан или гидрозатвор; 5 — отвод пара вторичного вскипания; б — отвод конденсата
отуплении в Б.-с. высокотемп-рной пароконденсатной смеси давление се вследствие расширения понижается и происходит частичное превращение конденсата в пар с одновременным отделением пролетного пара. Оставшийся конденсат сливается в бак конденсатный системы. Отводимый от Б.-с. пар используется в системах парового отопления низкого давления.
БАКИ-АККУМУЛЯТОРЫ В СИСТЕМЕ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ — баки-накопители горячей воды, сооружаемые между установками по приготовлению горячей воды и ее потребителями. Потребление горячей воды в жилых, обществ, и производств, зданиях в течение суток неравномерно. Если горячую воду подают синхронно с потреблением, то все элементы центральнойсистемы горячего водоснабжения рассчитывают на макс, часовой расход теплоты. При установке между водозаборными приборами и источником горячей воды аккумулирующей емкости горячую воду можно подавать равномерно в течение суток соответственно спросу потребителя. При этом объем горячей воды, накопленный в часы миним. водозабора, используется при макс, потреблении. Наличие Б.-а. горячей воды позволяет рассчитывать все элементы системы горячего водоснабжения, установленные на них, включая поверхность нагрева водоподогревателей, на среднечасовой расход теплоты. Стоимость установки и обслуживания Б.-а. невелика, их техни- ко-экономич. эффект очевиден, однако помещения для размещения Б.-а. в зданиях не предусматриваются. Можно размещать Б.-а. в центральных тепловых пунктах, но в этом случае технико-экономич.
эффект меньше, т.к. разводящие трубопроводы от них к водозаборным приборам необходимо рассчитывать на макс, часовой расход горячей воды. '
Б.-а. могут располагаться над верхней точкой системы горячих) водоснабжения (на чердаке здания) и на нижних отметках здания. Их выполняют прямоугольной и цилиндрич. формы. Они должны иметь люки с крышками, а при высоте более 1,5 м — внутр, лестницы. При установке на чердаке здания Б.-а. является верхней точкой системы горячего водоснабжения, вода находится в нем под атм. давлением. Конструкция такого бака не рассчитана на избыточное давление в нем, и он может быть прямоугольным. Б.- а. оборудуют пароотводящим патрубком, сообщающимся с атмосферой переливной трубой. Вода отводится в систему горячего водоснабжения на высоте не менее 50 мм от днища и поступает в бак ниже ее уровня, вследствие чего уменьшаются вынос шлама и насыщение воды воздухом.
При нижнем расположении Б.-а. выполняют цилиндрич. формы и рассчитывают на макс, рабочее давление 0,6 МПа. Вода в нижнем Б.-а. всегда находится под избыточным давлением, поэтому его оборудуют предохранит, клапаном или гидрозатвором, предохраняющим от недопустимо высокого давления.
Исходной информацией для определения емкости Б.-а. служит режим потребления горячей воды по часам суток. Приняв за условную точку отсчета любой час суток, производят пошаговое (через каждый час) суммирование кол-ва воды, поданной в систему и потребл. в ней. Разность между этими величинами — объем воды, накопленный в Б.-а. Его рабочий объем равен макс, разности между поданным и потребл. кол-вом воды. Если в опревал ломы для сжиженных газов стальные сварные
— башмак; 2,5— нижнее и верхнее днища; 5 — обечайка; 4 — внутреннее подкладное кольцо; 6 — паспортная таблица; 7 — воротник; 8 — горловина; 9 — колпак '
дел. момент разность имеет знак минус, то рабочий объем Б.-а. равен сумме абсолютных макс, разностей.
БАЛЛОНЫ ДЛЯ СЖИЖЕННОГО ГАЗА — емкости для снабжения газом одно-, двухэтажных зданий, коммун, и пром, предприятий. В зависимости от вместимости Б.с.г. бывают трех типов: вместимостью 2,5; 5; 12 и 27 л без обечайки, с воротником; 12 и 27 л с обечайкой и без нее, с воротником; вместимостью 50 и 80 л с обечайкой и колпаком.
В качестве осн. параметра Б.с.г. принята норма заполнения газом — 0,425 кг на 1 л емкости. Б.с.г. вместимостью 2,5; 5 и 12 л предназначены для туризма, использования в быту и лабораториях, на произ-ве и в полевых условиях. Б.с.г. вместимостью 27 л применяют в осн. в однобаллонных внутриквартирных установках, для плит и каминов со встроенными баллонами, в пром, и передвижных газовых установках с горелками инфракрасного излучения. Это типовой баллон для бытового газоснабжения. Б.с.г. вместимостью 50 и 80 л используют в наружных установках индивид, потребителей, когда их нельзя держать внутри помещения, в групповых газобаллонных установках для газоснабжения групп домов. Б.с.г. вместимостью 5 л свариваются из двух отштам- пов. днищ. Б.с.г. вместимостью 12 л и более состоят из башмака, предназнач. для устойчивой вертик. установки и удобства переноски, нижнего и верхнего днищ, обечайки, горловины и воротника. Чтобы облегчить центровку обечайки и днищ, горловину и воротник приваривают к обечайке с применением внутр, подкладных колец. Толщина стенки обечайки и днищ определяется расчетами. Б.с.г. вместимостью 2,5; 5 и 12 л имеют толщину стенок 2 мм; вместимостью 27; 50 и 80 л — 3 мм.
БАРАБАН КОТЛА — стальной цилиндрич. сосуд под давлением, в к-ром
происходит парообразование; осн. элемент барабанного котла, к к-рому присоединяют кипят., опускные, питат. трубы, предохранит, клапаны и контрольно- измерит. приборы. Внутри Б.к. размещают сепарац. устройства. Б.к. изготовляют из листовой котельной стали диаметром 0,9—1,8 м, длиной до 40 м со штампов, днищами и лазом. Поверхность кипящей воды в Б.к., отделяющая водяной объем от парового, наз. зеркалом испарения, к-рое должно находиться между отметками низшего и высшего уровней воды в котле.
БАРАБАННО-ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА — устройство для .размола кусков твердых материалов. Основной элемент — барабан, частично заполненный шарами (30—60 мм) из стали или чугуна. Наибо-
Схема барабанно-шаровой мельницы
— входной патрубок; 2 — барабан; 3 — броневые плиты; 4—изоляция (от шума и тепловая); 5—торцовый фланец мельницы; б -- выходной патрубок; 7—ведомая шестерня; 8 — шары
лее распространены барабаны диаметром 2—4 мм и длиной 3—10 м, вращающиеся с частотой 10—40 об/мин вокруг своей оси. Материал измельчается ударами падающих шаров и истиранием. Б.-ш.м. применяют на ТЭС для размола углей, требующих тонкого помола, твердых углей (антрацит, тощие угли и др.) и углей, содержащих в значит, кол-ве примеси. Предварит, размельч. и подсуш. уголь (куски размером 10—20 мм) подают в барабан одновременно с подогретым воздухом (вентилируемая Б.-ш.м.) или без него (не- вентилируемая Б.-ш.м.). В вентилируемых Б.-ш.м. поток воздуха выносит из барабана мелкие частицы угля; в невентили- руемых материал удаляется элеватором. Достоинство Б.-ш.м. — простота конструкции и надежность в работе; недостатки — значит, расход металла, сложность изготовления, высокая стоимость, большие габариты пылеприготовит. установки, высокий уд. расход электроэнергии.
БАРАБАННЫЙ КОТЕЛ — водотрубный котел с естеств. или принудит.
циркуляциейводы.имеющийодинилинеск. барабанов котла. См. такжеКотлоагрегат.
БАРБОТАЖНАЯ ПРОМЫВКА ПАРА — способ очистки (промывки)
Схема барботажной промывки пара
1 — слив промывочной воды; 2 —- пар после промывки; 3 — промывочный щит; 4 — промывочная вода;
5 — пароводяная смесь из циркуляционного контура
пара, вырабатываемого в паровом котле, чистой водой от в-в, находящихся в нем в виде молекулярных и коллоидных растворов. Для этого необходимо обеспечить тесный контакт пара с промывочной водой, что достигается пропусканием пара через слой воды. Устройство для промывки пара представляет собой промывочный.щит, располож. в паровом пространстве барабана котла. В качестве промывочной жидкости служит питательная вода, подаваемая из водяного экономайзера на щит и стекающая по коробам в водяное пространство. Щит делают из корыт или перфориров. листов железа. Для удовлетворит, работы промывочного устройства высота слоя воды на нем должна составлять около 70 мм. Пар промывают в осн. для снижения уноса кремниевой к-ты.
БАРБОТИРОВАНИЕ, барботаж (от франц, barbotage — перемешивание) — пропускание через жидкость газа или пара под давлением в барботерах — трубах с мелкими отверстиями (3—6 мм), сетчатых или колпачковых тарелках абсорберов и ректификац. колонн. При движении пузырьков газа (пара) через жидкость создается межфазная поверхность,
что способствует тепло- и массообменным процессам, а также хим. взаимодействию газов с жидкостями. Б. применяют для прогрева жидкости острым паром (напр., вторая ступень деаэрации), а также для перемешивания агрессивных жидкостей.
БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН, мультициклон — аппарат для отделения твердых частиц от транспортирующих их газов (напр., летучей золы от дымовых газов, аэрозолей от воздуха). Состоит из неск. десятков параллельно включенных циклонов небольшого диаметра (1 00—250 мм), ском- понов. внутри общего кожуха. Под влиянием центробежной силы твердые частицы отделяются от движущихся по спирали газов и выпадаютвнижшоючастьБ.ц.—бункер, из
Батарейный циклон (а), элемент с направляющим аппаратом типов “винт” (6) и "розетка" (в)Батарейный циклон (а), элемент с направляющим аппаратом типов “винт” (6) и "розетка" (в)к-рого их удаляют. Коэфф, сопротивления для Б.ц. £"85. Уменьшение диаметра Б.ц. увеличивает эффективность улавливания твердых частиц. Существуют два типа Б.ц.: в первом вращат. движение пылегазовому потоку придается с помощью закручивающихся устройств типа "винта" или "розетки", во втором—типа "улитки" или "спирали".
Батарейный циклон (а), элемент с направляющим аппаратом типов “винт” (6) и "розетка" (в)
Батарейный циклон (а), элемент с направляющим аппаратом типов “винт” (6) и "розетка" (в)
БАЧОК СМЫВНОЙ — сан.-технич. прибор, устанавливаемый на унитазе, или чате туалетной и предназ- нач. для смыва поступающих в них выделений человека в канализационную сеть. Б.с. состоит из корпуса с крышкой, наполнит, и спускной арматуры, перелива, смывной трубы и пускового устройства. В зависимости от высоты расположения над унитазом или чашей туалетной различают высоко- (1500—1600 мм), средне- (600—700 мм) и низкораспола- гаемые (180—250мм) бачки, атакженепосредственно устанавливаемые на унитазе. По приводу в действие бывают полуавтоматич. (с ручным пуском) и автоматич. Б.с. При спуске с помощью рукоятки, кнопки или автоматич, устрой-
Бачок смывной
а — низкорасполагаемый с донным клапаном; б — среднерасполагаемый с сифонирующей спускной арматурой; 1 •— подводящий патрубок; 2 — корпус; 3 — клапан наполнительный поплавковый; 4 — рукоятка; 5 — спускная арматура с донным клапаном; б — резиновая прокладка; 7 — унитаз; 8 — перелив; 9 — спускная арматура сифонирующая; 10 — смывная труба
ства спускная арматура открывается, и вода из Б.с. через смывную трубу выливается в унитаз с заданным расходом, достаточным для его промывки и транспортировки фекальных стоков в канализационную сеть. После опорожнения Б.с. спускная арматура автоматич, закрывается, а наполнит, открывается, вследствие чего бачок заполняется водой, а затем автоматич, закрывается; таким образом Б.с. подготовлен к след, пуску. Наиболее распространена наполнит, арматура, состоящая из запорного клапана или мембраны, открываемых и закрываемых поплавково-рычажным устройством в зависимости от уровня воды в бачке. Спускная арматура представляет собой донный плавающий клапан с приводным механизмом (ручным или автоматич.) или трубчатый сифон, заполняемый водой путем подтопления (гибкий сифон) или вытеснения с помощью поршня (поршневый сифон). Перелив служит для аварийного сброса воды в канализационную сеть при неисправной наполнит. и закрытой спускной арматуре. Корпус Б.с. изготовляют преимущественно из керамики, пластмассы, полимербетона; наполнит, и спускную арматуру — из пластмассы, латуни, нержавеющей стали или др. коррозионно-стойких материалов. Полезный объем воды в Б.с. обычно составляет 6—8 л, средний
расход воды, вытекающей в унитаз, — 1,6—2 л/с, время заполнения — не более 2 мин, время опорожнения — 4—5 с.
БЕСКАНАЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА ТЕПЛОПРОВОДОВ —способ подземной прокладки, при к-ром теплопровод^ находятся непосредственно в грунте. Б.п.т. — один из путей удешевления стоимости тепловых сетей. Теплоизоляц. конструкция бесканалыюго теплопровода состоит из 4 осн. слоев: антикорроз., теплоизоляц., гидроизоляц. и защитно-механич. Б.п.т. получили широкое распространение в СССР до 1941, затем нек-рое время применение их было прекращено из-за несовершенства конструкций. В 1949 была применена Б.п.т. с монолитной армопено- бетонной изоляцией. Теперь для разл. грунтов широко применяют прогрессивные конструкции. За рубежом применение Б.п.т. не прекращалось. По конструкции тепловой изоляции Б.п.т. делят на засыпные, сборные, сборно-литые, литые и монолитные. Засыпная изоляция выполняется из сыпучих теплоизоляц. материалов на смонтиров. в траншеях и опрессов. трубопроводах. Распространена засыпка фрезерным торфом. В траншее трубы укладывают на бетонные или дерев, брусья (либо на сплошное бетонное основание) или непосредственно на подстилку изоляции. Слой изоляции плотно утрамбовывают. Под воздействием коррозии и просадки грунта наблюдаются частые разрывы сварных стыков труб. К изоляции засыпных конструкций предъявляются повыш. требования. Желательно, чтобы гранулы засыпной изоляции обладали высокой ме- ханич. прочностью, гидрофобностью, долговечностью и не содержали агрессивных в-в. За рубежом в качестве засыпных применяются гидрофобные материалы, монолит, термокрет, протексюлатидр. Результаты эксплуатации зарубежных и отечеств. конструкций с засыпной изоляцией свидетельствуют о необходимости применения надежных антикорроз. материалов на трубах. В сборных прокладках тепловая изоляция уложена на трубы из штучных элементов (кирпичей, сегментов, скорлуп) . В качестве тепловой изоляции применялись диатом, асбестоцемент, пенобетон и пр. На нее наносились гидроизоляц. и защитно-механич. слои (или один из них), Эти прокладки не оправдали себя из- за недостаточной герметичности оболочки и воздушного зазора между трубой и изоляцией, высокой гидрофильности изоляц. материалов. Такие прокладки целесообразно применять с пенобетоном или пеносиликатом при наличии гравийной обсыпки и надежной антикорроз. защите труб. В сборно-литых прокладках трубы укладывают в опалубку из пенобетонных плит. Пространство в опалубке заливают пенобетонной массой. После затвердения бето-
Тнпы прокладок
а -- засыпные; б — сборные; в — сборно-литые; г -— литые; д — монолитные; 1 —- опора; 2 — засыпка изоляции; 3 — слой утрамбованной глины; 4 — грунт; 5 — формованная штучная изоляция; б — песчаная подсыпка; 7 — бетонная подготовка; 8 — пенобетон; .0 — плиты; 10 — монолитная тепловая изоляция
па образуется прочная оболочка, исключающая независимое перемещение трубы при темп-рных удлинениях. В отд. конструкциях трубопроводы предварительно изолируют слоем минер, ваты, затем заливают твердеющей массой, к-рая после увлажнения цементируется. В таком исполнении трубы при удлинении свободно перемещаются в оболочке, и конструкция становится подобна канальной. Для изготовления литых Б.п.т. широко применяется пенобетон. За рубежом распространены материалы на основе битумных композиций. Заливка труб проводится непосредственно на трассе в передвижную опалубку или пост, формы оболочки. В прокладках, применяемых за рубежом, пенобетон покрывают гидрозащитным покрытием. Разновидностью литых являются монолитные прокладки, в к-рых теплоизоляц. слой прочно сцепляется с поверхностью трубы. Монолитные конструкции изготовляют на заводах путем накручивания арматурной сетки с небольшим зазором от поверхности очищ. от ржавчины трубы и заливки твердеющего раствора вокруг трубы в спец, формах. После термообработки масса прочно сцепляется с металлом труб, образуя монолитную конструкцию. Монолитные оболочки при тепловом удлинении перемещаются в фунте вместе с трубами. Оболочки, выполненные из бетонов, при прокладке во влажных фунтах требуют надежной гидроизоляции.
Теплопроводы, прокладываемые бес- канальным способом, в зависимости от характера весовых нагрузок подразделяются на разгруж. и неразгруж. К первым относятся конструкции, в к-рых теплоизоляц. покрытие обладает достаточной механич. прочностью и разгружает теплопроводы от внеш, нагрузок (веса фунта, веса проходящего на поверхности транспорта и т.п.). К
58 Бескомпрессорная система кондиционирования воздуха
ним относятся литые, сборно-литые и монолитные. К неразгруж. относятся засыпные теплопроводы. Тепловые сети с диаметром трубопроводов до 500 мм рекомендуется прокладывать преимущественно бесканальным способом.
БЕСКОМПРЕССОРНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — система, в к-рой для холодос- набжения воздухоохладителей используют принцип косвенного испарительного охлаждения воздуха. Состоит из осн. и вспомогат. кондиционеров. Первый предназначен для обработки в теплое время года приточного воздуха, охлаждение к-рого происходит в двух ступенях теплообменных аппаратов. Вспомогат. кондиционер в теплое время используют для испарит, охлаждения воды, питающей воздухоохладители первого кондиционера, в холодное — как осн., подающий в помещение увлажн. приточный воздух. Вспомогат. кондиционер оснащен по ходу воздуха поверхностным воздухоохладителем и двумя оросит, форсуночными камерами. Вторая по ходу воздуха камера орошения служит для охлаждения воды, поступающей во вспомогат. поверхностный воздухоохладитель и первую ступень охлаждения осн. кондиционера. Она же предназначена для охлаждения воды, поступающей на вторую ступень охлаждения осн. кондиционера. Такая конструкция позволяет понизить темп-ру приточного воздуха по сравнению с его темп-рой при обычной системе косвенного испарительного охлаждения.
БИДЭ — сан.-технич. прибор для ги- гиенич. процедур. Состоит из чаши, прикрепляемой к полу (напольной) или к стене (консольной), сифона с выпуском-
а — напольное; 6 — консольное; 1 — чаша; 2 — пере- лив;3 — отверстие для установки смесителя; 4—отверстие для установки выпуска с пробкой и сифона
пробкой и переливом, установл. в отверстии в дне чаши, и водоразборного смесителя на борту чаши. Сифон подключается к канализационной сети, а смеситель — к холодному и горячему водопроводу. Смеситель для Б. имеет поворотный шарнир
ный насадок на конце излива и переключатель потока теплой воды для обогрева борта чаши. Пользуются Б., сидя на борту ■ чаши лицом к смесителю. Открывают его, регулируя расход и темп-ру воды, и, поворачивая в нужном направлении насадок излива или заполнив чашу, выполняют ги- гиенич. процедуру. Сточная вода отводится через выпуск и сифон. Чашу обычно изготовляют из керамики или полимербетона. ■
БИОКОНТАКТОР, дисковый биофильтр — сооружение для био- логич.очистки сточных вод, содержащих гл. обр. органич. загрязнения. Он представляет собой вращающийся барабан с
Схема станции с биоконтактором
1—приемный колодец с водоподъемным устройством; 2 — биоконтактор; 3 — отстойник; 4 —- иловая площадка
насадкой для закрепления микроорганизмов, осуществляющих очистку сточных вод, погруж. на 0,3—0,4 диаметра в сточную жидкость. Барабан — основной элемент Б. выполняют из разл. материалов, чаще всего из пластмасс. Насадка может быть выполнена из дисков, волнистых листов, кусочков труб, элементов разл. формы, помещенных в сетчатый барабан, труб, закрепленных горизонтально или под различными углами к оси вращения, волокнистых материалов, закрепленных на стержне, сеток и мн. др. Частота вращения барабана — 1—5 об/мин, диаметр — до 3 м, длина — до 6 м. Б. широко применяют за рубежом благодаря малым расходам электроэнергии (в 3—4 раза меньше, чем в аэротенках'), простоте эксплуатации и надежности в работе. Они обеспечивают очистку сточных вод до БПК 15—20, взвешенных в-в — 20—30 мг/л. В отечеств. практике Б. не получили достаточного распространения из-за сравнит, низ-
кого эффекта очистки и большого расхода пластмасс, цена к-рых в нашей стране еще высока. Наибольший эффект очистки достигается при выполнении барабана с насадкой из волокнистых материалов — ершей или при разделении барабана на секции с насадками из разных материалов, наиболее благоприятных для развития микроорганизмов на каждой стадии очистки, что позволяет снизить органические загрязнения по БПК и содержание взвеш. в-в до 3—5 мг/л.
. БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРУД — сооружение для очистки или доочистки городских, производств, или поверхностных сточных вод посредством окисления орга-
нич., а также минер, примесей кислородом атм. воздуха. Они могут быть с естеств. и искусств, аэрацией. Очистные и доочи- стные Б.п. проектируют из трех—пяти по- следоват. ступеней (секций) и не менее чем из двух паралл. отделений с возмож1- ностью отключения каждого из них. Городские сточные воды после Б.п. следует хлорировать. В нек-рых случаях при цветении воды в Б.п. возникает необходимость хлорировать воду и перед ним. Каждая секция Б.п. должна иметь геометрич. размеры, обеспечивающие гидравлич. режим, близкий к "идеальному" вытеснению содержащейся в нем воды поступающей сточной жидкостью. Для этого соотношение длины и ширины секции должно быть не менее 20:1. При меньшем соотношении для обеспечения режима, приближающегося к "идеальному" вытеснению, следует впускные и выпускные устройства располагать таким образом, чтобы создавалось движение сточной вод по в< :му живому сечению Б.п. При глубине Б.п. до 2 м расстояние между впускным и выпускным устройствами не должно превышать 10— 15 м. При этом отношение суммы площа-
дей сечений труб или сопел к площади сечения распределит, труб не должно превышать 30%. Перед Б.и. должна предусматриваться грубая механич. очистка сточных вод с помощью решеток.
В Б.п. с естеств. аэрацией должна поступать сточная вода с БПКп не более 200 мг/л. Пропускная способность этих Б.п. обычно не превышает 500 м3/сут. При более высокой БПКп перед Б.п. рекомендуется предусматривать отстаивание сточной воды. Нагрузка на Б.п. для доочистки сточных вод обычно не превышает 10 000 м3/сут при БПКп не более 25 мг/л. В Б.п. с естеств. аэрацией следует очищать сточную воду с темп-рой не ниже 10°С.
Время пребывания воды в очистном и доочистном Б.п. назначают в зависимости от БПК сточной воды, коэфф, использования объема Б.п. и константы скорости потребления кислорода. Для Б.п. с соотношением длинык ширине 3:1—1:1 или Б.п. в виде естеств. местных водоемов (запруд, речек, озер и т.п.) с сильно изрезанными берегами коэфф, использования пруда обычно не превышает 0,35—0,4; для Б.п. с соотношением длины к ширине 20:1 и более или Б.п. в виде естеств. водоемов удли- • ценной формы со спокойными берегами (балки, овраги) этот коэфф, может возрасти до 0,8—0,9.
Константу скорости потребления кислорода в Б.п. определяют экспериментально в зависимости от темп-ры сточной воды с учетом площади зеркала воды и глубины Б.п. Для городских сточных вод или близких к ним по составу производств, сточных вод константа скорости потребления кислорода составляет 0,1—0,4 сут"1. Глубину очистного Б.п. с естеств. аэрацией принимают до 0,5 м — при БПКп более 100 мг/л и не более 1 м — при БПК5 до 100 мг/л. Глубину доочистного Б.п. назначают около 2 м — при БПКп 20—40 мг/л и около 3 м — при БПКп менее 20 мг/л. В Б.п. с естеств. аэрацией остаточная БПКп, мг/л, может составлять: летом 2—3, при интенсивном цветении Б.п. — 5, зимой — 1.
Б.п. с искусств, аэрациейв 5—6 раз более производительны, чем Б.п. с естественной. В такие Б.п. рекомендуется направлять сточные воды БПКп, равной 200—500 мг/л. При БПКп более 500 мг/л необходима предварит, очистка сточных вод. Сточные воды, направляемые на доо- чистные Б.п. с искусств, аэрацией, имеют БПКп не более 50 мг/л. Предварительно они проходят традиц. биологич. или физ.- хим. очистку. Искусств, аэрация может осуществляться механич., пневматич., струйными, плавающими или стационарными аэраторами. Глубина Б.п. с искусств. аэрацией определяется возможностями аэраторов и местными условиями,
напр. уровнем грунтовых вод. Учитывая, что механич. аэраторы создают мощные циркуляр. потоки, способные размыть дно Б.п., глубину его следует принимать не менее 3—4 м. При слабых грунтах под мсха- нич. аэратором устраивают отмостку. Определяя время пребывания воды в очистном и доочистном Б.п. с искусств, аэрацией, константу скорости потребления кислорода принимают в неск. раз большей, чем для прудов с естеств. аэрацией. Цветение воды в таких Б.п. Подавляется. Для очистных прудов остаточная БПКп может составлять, мг/л: летом — 3, зимой — 1; для доочистных — летом — 1, зимой — 0,5.
Глубина очистки воды в Б.п. от орга- нич. в-в и биогенных элементов (азота и фосфора) в вегетац. период повышается при использовании высшей водной растительности, к-рую высаживают либо в последней ступени Б.п., либо за ней. Площадь, занимаемую высшей водной растительностью, определяют из расчета нагрузки по воде 10 000 м3/сут на 1 га, при плотности посадки 150—200 растений на 1 м2. При размещении высшей водной растительности в последней секции доочистного Б.п. его площадь увеличивают на величину площади, занимаемой растительностью. В этом случае 40% водной растительности рекомендуется размещать в головной части секции Б.п. и 60% — в выходной. Водная растительность должна высаживаться сплошной стеной от одного берега Б.п. до другого перпендикулярно направлению движения воды, полностью его перегораживая. Глубина секции Б.п. в зоне размещения растительности должна быть 1—1,5 м. Не менее чем за 1 мес до окончания вегетац. периода водную растительность в первый год посадки необходимо скосить на 1/4 площади, во второй год ■— на другой 1/4 площади посадки и т.д. На пятый год посадки растительность скашивается вновь на первой 1/4 площади ее посадки. Скашивать следует полосами, перпендикулярными направлению движения воды. Скошенную растительность следует убирать за пределы пруда.
БИОПЛЕНКА БИОФИЛЬТРА-- комплекс микроорганизмов, обволакивающих тонким слизистым слоем загрузочный материал биофильтра. Толщина слоя Б.б. обычно не превышает 3 мм. Потоком обрабатываемой сточной воды отработавшая Б.б. выносится из биофильтра и осаждается в отстойниках, а затем подается на сооружения по обработке осадка. Кол-во выносимой Б.б. в зависимости от вида биофильтра составляет в пересчете на сухое в-во 8—28 г на 1 чел/сут, а ее влажность — 96%. Б.б. — сложный биоценоз, представленный микроорганизмами разных систематич. групп — бактериями, простейшими, грибами, водоросля
ми, нек-рыми многоклеточными животными (коловратки, черви, личинки насекомых, водные клещи, низшие ракообразные) . Биоценозы формируются под влиянием хим. состава и концентрации органич. загрязнений сточных вод, ее темп-ры, активной реакции, растворенного кислорода, условий эксплуатации биофильтра. Бактерии играют главную роль в изъятии и окислении органич. примесей сточных вод. Осн. часть бактерий сосредоточена в верхней зоне биофильтра глубиной до 0,5 м. Там же интенсивно развиваются грибы, нитчатые бактерии, бесцветные жгутиковые, водоросли, происходит интенсивный прирост биомассы при относит, небольшом видовом разнообразии. В средней зоне биофильтра в связи со снижением кол-ва питат. в-в уменьшается численность гетеротрофов (грибов и бактерий, особенно нитчатых). При меньшем приросте биомассы наблюдается большее разнообразие микроорганизмов. Нижняя зона биофильтра характеризуется большим видовым разнообразием организмов при малой их численности и небольшом кол-ве биомассы. Отмечены сезонные колебания видового состава биопленки. Представители биоценозов Б .6. связаны между собой пищевыми отношениями. Низшее звено или первый трофич. уровень в цепи питания составляют гетеротрофные бактерии, грибы, сапрозойные простейшие; второй —■ голозойные простейшие, питающиеся бактериями; третий — многоклеточные организмы. Сквозь слой Б.б. осуществляется пульсирующая нестационарная фильтрация сточной воды. На поверхности и в объеме Б.б. параллельно осуществляются процессы: изъятия в-в, находящихся в нерастворенном и растворенном состоянии; биодеградации органич. загрязнений; энерготич. и конструктивного метаболизма. Норм, ход биохимич. процессов окисления обеспечивается за счет диффузии кислорода из газовой фазы (воздуха) в жидкую фазу, а затем в клетку. По толщине слоя биопленки различают зоны благоприятного (верхний слой) и неблагоприятного (нижний слой) кислородного режимов, в к-рых преимущественно развиваются соответственно аэробные и анаэробные микроорганизмы. Основная задача при эксплуатации биофильтров любого вида — обеспечение благоприятных условий для существования биоценозов Б.б.
БИОСОРБЕР — комбинир. сооружение для доочистки гор. и производств, сточных вод от СПАВ, нефтепродуктов, красителей и др. трудноокисляемых органич. загрязнений, а также от взвеш. в-в и соединений азота до ПДК. Биоразлагаемая часть органич. загрязнений сточных вод при насыщении жидкости кислородом окисляется в биопленке микроорганизма-
ми, закрепленными на поверхности частиц загрузочного материала (активиров. угля), аналогично тому, как это происходит в биологич. фильтрах. При этом харки загрузочного материала практически не влияют на процесс окисления. Биоре- зистентцая часть орган ич. загрязнений диффундирует через биологич. пленку к поверхности частиц активиров. угля, не подвергаясь биологич. окислению. Далее они совместно с зкаоферментами, выделяемыми микроорганизмами, адсорбируются в микропористой структуре активиров. угля. При совместной адсорбции в микропористой структуре сорбента возникают условия, обеспечивающие ферментативную модификацию этих биорезистентных соединений в биоразлагаемую форму. При этом способность сорбента удерживать модифициров. продукт существенно понижается. В результате он диффундирует из микропористой структуры к биопленке (с внутр, стороны). В биопленке происходит окончательное биологич. окисление модифициров. продукта микроорганизмами. В результате осуществляется непрерывная биологич. регенерация сорбента. ■
Б. содержит псевдоожиженный и плотный слой гранулированного активиров. угля (сорбента)' и обеспечивает процессы адсорбции загрязнений, их биологич. окисление микроорганизмами, за- крепл. на поверхности сорбента, и их ферментами, иммобилизованными в его микропористой структуре (биологич. регенерация), а также удаление взвеш. в-в. Б. не требуют регенерации или добавле-' ния в сооружение свежего активиров. угля и эффективны для глубокой очистки и доочистки природных и сточных вод. После полной биологич. очистки сточных вод Б.
Биосорбер с верхним фильтрующим слоем
1 — слой взвешенной загрузки; 2 — дренажная система; 3 — слой плотной загрузки; 4 — водослив очищенной воды; 5 — водослив промывной воды; 6 — воздухопровод; 7 — труба эрлифта; 8 — камера дегазации; 9 — отвод очищенной воды; 10 — отвод промывной воды; 11 — циркуляц. трубопровод; 12 — водораспределит. система; 13 — подача сточной воды
при времени обработки воды 0,5—1 ч обеспечивают снижение БПКполн до 1 — 3 мг/л, ХПК на 40—50%. Содержание СПАВ, нефтепродуктов, соединений азота, сернистых соединений и красителей снижается до норм ПДК.
Б. могу^ выполняться прямоугольными или круглыми в плане и состоят из: рабочих секций (ячеек), загруж. гранули- ров. активиров. углем и оборудов. спец, водосборными и водораспределит. системами; аэрац. резервуара, оборудов. устройствами для насыщения жидкости кислородом; резервуара промывной воды (возможен режим работы без промывного резервуара); насосной установки или воздуходувки, контрольно-измерит. приборов, шкафа управления. Ячейка Б. представляет собой резервуар, загруж. грану- лиров. активиров. углем. В нижней части ячейки размещено водораспределит. устройство, соедин. с аэрац. резервуаром. Выше псевдоожиж. слоя сорбента находится сужающее сборно-распределит. устройство, водосборные трубы к-рого сообщаются с циркуляц. насосом (или эрлифтом) . Над сужающим устройством образуется плотный слой сорбента, выше к-рого размещены лотки отвода промывной воды и лотки отвода очищ. воды. Соединит, трубопроводы оборудованы автоматич, запорными клапанами.
Очистка сточной воды осуществляется в процессе адсорбции загрязнений. Избыточная масса микроорганизмов, прирастающих в процессе очистки, отмывается от сорбента в псевдоожиж. слое и отделяется от очищ. воды фильтрованием в плотном слое активиров. угля. Здесь же происходит окончат, доочистка воды от растворенных органич. загрязнений. Фильтрующий слой периодически регенерируется
обратной промывкой.
В качестве загрузочного материала для Б. используются гранулиров. активиров. угли типа АГ-5 и АГМ. Для них нач. псевдоожижения происходит при скорости восходящего потока жидкости 5—6, а устойчивый псевдоожиж. слой образуется при скоростях 30—35 м/ч, при этом степень расширения слоя сорбента составит 30—40%. Скорость фильтрования восходящего потока воды при расположении плотного фильтрующего слоя в верхней частиБ. не должна превышать 3,5—4 м/ч; при расположении фильтрующего слоя внизу скорость фильтрования нисходящего потока может достигать 8 м/ч. В зависимости от состава загрязнений воды и требований к качеству очищ. воды в Б. (помимо активиров. угля) могут использоваться др. загрузочные материалы: для удаления БПК и соединений азота — дробленый клиноптилолит; для глубокого удаления соединений, определяемых БПК и нефтепродуктами, — дробленый керамзит; для удаления биорезистентных или токсичных соединений (напр.: СПАВ, красителей, хлорорганич. соединений) — только активиров. уголь.
Для сбора и распределения потоков жидкости в Б. наиболее эффективны распределители дырчатого типа с защитными патрубками, предохраняющими эти сис-. темы от попадания активиров. угля и обеспечивающие равномерное распределение и сбор жидкости, образование устойчивого псевдоожиж. слоя и эффективную промывку фильтрующего слоя.
В качестве циркуляционно-аэрац. систем используют устройства с эрлифтами и с насосами. Эрлифтные отличаются простотой, одновременно выполняют двойную функцию — перекачивают жидкость, образуя псевдоожиж. слой, и насыщают циркуляц. поток кислородом. Б. с эрлифтной циркуляцией более компактны, но требуют установки воздуходувок. Надежны циркуляц. системы с насосами и аэраторами эжекторного, струйного или противоточного типов. Эти системы могут применяться также для аэрации технич. кислорода вместо воздуха.
Для гидравлич. расчета водораспределит. и водосборных систем Б. могут использоваться методики расчета аналогичных систем для скорых фильтров с учетом особенностей работы этих элементов в Б.
БИОТЕНК — аэротенк с насадкой, изготовляемой в виде кассет или блоков из жестких элементов или гибких рулонных материалов. Кассеты или блоки заполняют кольцами, кусками пеноматериалов (пемза, пеностекло и т.п.), гофриров. листами или сетками из пластмассы или волокнистых материалов. Насадка позволяет увеличить концентрацию ила в Б. за счет закрепления микроорганизмов на
Коридорный биотенк с низконапорной аэрацией
— трубопровод сточных вод; 2 — воздуховод; 3 — загрузка над аэратором; 4 — аэратор; 5 — направляющие; б — основная нагрузка; 7 — скоба
ней. С увеличением концентрации ила возрастает пропускная способность Б., к- рая в обычных условиях лимитируется работой вторичных отстойников, не способных разделить иловые смеси при концентрации свыше 4—6 г/л. При использовании в качестве насадки насыпных и волокнистых материалов (напр., в виде
Биотенк с роторным ''иофильтром с электро- механич. приводом
1 — аэротенк; 2 — роторный биофильтр; 3 —■ злект- ромеханич. привод; 4 — пневматич. аэраторы
ершей) необходимо предусматривать их периодич. регенерацию от чрезмерного накопления биомассы путем интенсивной аэрации.
Разновидностью Б. являются аэротенки, оборудованные роторными биофильтрами, в к-рых значит, часть активного ила закрепляется на поверхности насадки, размещенной во вращающемся по- лупогруженном барабане ротора. Насадка роторов может выполняться в виде блоков из листов гофриров. пластмассы, насыпной загрузки из пластмассовых колец или рулонов из пластмассовых сеток, а также из металлич. и пластмассовых дисков и т.п. Роторы могут вращаться от собств. электромеханич. приводов или с помощью воздуха, заполняющего погруженные в воду ковши, закрепленные на барабане. Оборудование Б. роторными биофильтрами позволяет существенно (в 1,5—2 раза) повысить их пропускную способность без увеличения.размеров вторичных отстойников и производительность воздуходув
ных станций, поскольку в них осуществляется непосредственный контакт вращающейся загрузки с атмосферным воздухом. Повышенная концентрация биомассы активного ила в Б. обеспечивает их устойчивость к высоким концентрациям загрязнений в поступающих сточных водах. Эти сооружения применяют для очистки производств, сточных вод, состав к- рых обусловливает развитие в активном
Биотенк с роторным биофильтром с пневматич. приводом
1 — аэротенк; 2 — плавающий роторный биофильтр; 3 — понтон ротора; 4 —- ковши для захвата воздуха; 5 — аэратор пневмопривода; б — аэраторы
иле нитчатых микроорганизмов. Последние вызывают т.н. вспухание ила, т.е. увеличение его объемной концентрации, что делает почти невозможным его отстаивание (напр., при очистке сточных вод моло- коперерабатывающих предприятий, плодоовощных консервных заводов и т.п.).
БИОТОПЛИВО — традиц. возобновляющийся энергетич. ресурс, образующийся из биомассы растений и животных. Типичное Б. — древесина и с.-х. растит, и животные отходы. Осн. источник Б. — леса, занимающие 30% суши и дающие ежегодно до 50 млрд т условного топлива, солома — побочный продукт при произ-стве зерновых (1,5 млрд т в год) и сахарного тростника’ (ПО млн т). Б. обеспечивает до 10% мирового потребления первичной энергии и пока является осн. источником тепловой энергии у населения развивающихся стран. За счет древесины обеспечивается 20% общего потребления энергии в Латинской Америке, 60% — в Африке, 10% — в Азии. В 80-е гг. в странах ЕЭС использование Б. достигло 1,3—1,7 ЭДж (43—57 млн т условного топлива), что составляет 2,5—3% общего энергопотребления. Одно из направлений использования Б., особенно в развивающихся странах — произ-во из с.-х. отходов искусств, газообразного и жидкого котельного топлива методом ферментации (сбраживания), к-рый позволяет при неглубокой переработке получить метан, при глубокой — метиловый и этиловый
спирты. Метан можно применять в отопит. котельных с.-х. комплексов, особенно при их удалении от транспортных магистралей и р-нов добычи ископаемых топлив.
БИОФИЛЬТР, биологический фильтр — сооружение для искусств. биология, очистки сточных вод. Первые Б. появились в Англии в 1893, а в России — в 1908. Примерно в середине XX в. интерес к Б. резко понизился, т.к. было установлено, что аэротенки более производит, и легко управляемы, но их эксплуатация связана с большими энергозатратами. В 60—70-е гг. в связи с энергетич. проблемами и появлением пластмасс, загрузки Б. вновь получили широкое распространение. Б. состоит из: фильтрующего загрузочного материала биофильтра, помещенного в резервуар круглой или прямоугольной в плане формы; водораспределительной системы биофильтра, обеспечивающей равномерное орошение поверхности загрузки Б. обрабатываемой сточной водой; дренажного устройства для удаления смеси обработанной сточной воды и отработавшей биопленки биофильтра; воздухоподающей системы, с помощью к-рой обеспечивается поступление внутрь Б. необходимого для окислит, процессов воздуха. Высота слоя загрузочного материала, размещаемого над дренажным устройством, составляет в зависимости от конструкции Б. 1—16 м, однако наиболее распространенной является высота слоя загрузки 2—4 м. Расстояние между дренажным устройством и днищем Б. не ме-
з
Схема биофильтра
— сточная вода; 2 — корпус резервуара; 3 — водо- ряспределит. система; 4 — загрузочный материал;
— дренажное устройство; б—днище; 7 — смесь обработанной сточной воды и отработавшей биопленки; 8 — гидравлический затвор; 9 — вентилятор и система воздухоподачи
нее 0,6 м. С учетом климатич. условий р- на стр-ва, пропускной способности очистных сооружений, режима притока сточных вод, их темп-ры и вида загрузочного материала Б. размещают в отапливаемых или неотапливаемых помещениях либо на открытом воздухе, что обосновывают технология. расчетом.
Сточная вода фильтруется через за- грузочный материал, поверхность к-рого покрыта биопленкой. Органич. загрязне-
ния сточных вод, находящиеся в растворенном, коллоидном и нерастворенном состояниях, сорбируются на биопленке и служат источником питания, энергии и развития сообщества микроорганизмов. Отработавшая биопленка смывается протекающей водой и выносится из Б. Последующее разделение вынесенной биопленки и обработанной сточной воды осуществляется в отстойниках. Кислород, необходимый микроорганизмам для норм, хода биохимич, процессов окисления органич. загрязнений сточных вод, поступает в толщу загрузки как естеств. путем за счет разницы парциального давления кислорода и темп-ры в газовых фазах внутри загрузочного материала Б. и вне его, так и искусств, за счет вентиляции Б. Темп-pa внутри Б. должна быть не менее 6°С во избежание прекращения биохимич, процессов окисления органич. загрязнений сточных вод микроорганизмами биопленки. В Б. большой пропускной способности необходимая темп-pa поддерживается за счет круглосуточного притока сточных вод, темп-ра к-рых практически всегда превышает 8— 10°С. В этом случае утепления Б. не требуется. Б. малой пропускной способности (до 500—1000 м3/сут) следует размещать в утепл. помещениях во избежание переохлаждения обрабатываемых сточных вод и биопленки или их замерзания, особенно в ночное время (зимой), когда приток воды уменьшается или прекращается. В зимнее время внутрь Б. может подаваться подогретый воздух. ,
Б., как и любой другой биоокислитель, представляет собой открытую экология. систему огранич. в пространстве, включающую живую (биоценоз биопленки) и неживую (конструктивная часть Б., компоненты движущихся жидкой и газовой фаз) среду, обеспеч. источниками энергии и питания. Экологии, система — биофильтр отличается устойчивым равновесием, т.е. способностью за счет саморегулирования возвращаться в исходное состояние по пропускной способности и эффективности работы после отклонений от стабильного режима в результате воздействия окружающей среды и условий функционирования. Многообразие видового состава биоценозов является показателем жизнестойкости системы. Эффективность и пропускная способность работы Б. зависят от многих факторов: влияния окружающей среды, состава сточных вод, режима эксплуатации, конструкции Б., состава биоценозов биопленки и др.
Б., как правило, устанавливают после сооружений механич. очистки. Они могут осуществлять полную и неполную биологич. очистку. Б. классифицируют по различным признакам, основные из к- рых является конструктивная особенность загрузочного материала. По этому признаку Б. делят на биофильтры с объемной за
грузкой и биофильтры с плоскостной загрузкой. По технология, схеме работы станций биофильтрации Б. могут устанавливаться в одну, две и более ступеней. При двухступенчатой биологич. очистке в качестве первой ступени целесообразно применять Б. с плоскостной загрузкой, а в качестве второй — Б. с объемной загрузкой или аэротенк. На каждой ступени рекомендуется иметь не менее двух рабочих секций Б. Расчет Б. производится с учетом таких факторов, как состав сточных вод и необходимая степень их очистки, конструктивные особенности сооружения и загрузочного материала, местные условия и др. При необходимости снижения концентрации органич. загрязнений (по БПК) в сточных водах перед подачей их на Б. применяют рециркуляцию. Такой техноло- гич. прием заключается в смешивании сточных вод, прошедших стадии первичной механич. и биологич. очистки. Полученную смесь подают в водораспределит. систему Б. Рециркуляц. расход или коэфф. рециркуляции определяют в зависимости от допустимых значений БПК смеси и сточных вод после первичной механич. и биологич. очистки. Рециркуляцию сточных вод применяют также на станциях биофильтрации при перерывах в поступлении сточных вод более 0,5—1 ч во избежание пересыхания биопленки и снижения эффективности работы Б. В отечеств, практике Б. применяют для очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод при пропускной способности очистных сооружений до 50 тыс. м3/сут. В зарубежной практике имеются станции биофильтрации более высокой пропускной способности.
БИОФИЛЬТР ПОГРУЖНОЙ — комбиниров. сооружение для биологич. очистки сточных вод, имеющее признаки биофильтра и аэротенка. Б.п. состоит из резервуара; пространств, конструкции загрузки с большой площадью поверхности, закрепл. на вращающемся горизонт, валу, к-рый располагают над поверхностью об
Схемы биофильтров погружных
а — дискового трехступенчатого; б — барабанного односекционного; 1 — подача сточных вод; 2 — резервуар/ биофильтра погружного; 3 — горизонт. вал; 4 — диски; 5 — выпуск обработанных сточных вод; б —. устройство для вращения горизонт, вала; 7 —барабан; 8 — ребра жесткости; 9— элементы заполнителей
рабатываемой в резервуаре сточной воды; лотков для распределения поступающей и сбора обработ. сточной воды; устройства для вращения горизонт, вала. По конструкции загрузки Б.п. подразделяют на д и сковые, трубчатые, барабанные. Наибольшее распространение в практике очистки сточных вод получили дисковые и барабанные Б.п., имеющие ряд преимуществ по сравнению с биофильтрами и аэротенками. Они индустри- альны в стр-ве, компактны, малоэнергоемки, просты и надежны в эксплуатации, не требуют больших перепадов высот при движении воды, что свойственно всем др. биофильтрам. Кроме того, при наличии перепада, равного 0,5—1 м, горизонт, вал может вращаться за счет энергии падающего потока сточной воды. Б.п. выдерживают залповые поступления сточных вод, их целесообразно применять при большом коэфф, неравномерности поступления сточных вод. Использование Б.п. в технология. схемах очистки позволяет отказаться от рециркуляции сточных вод при прекращении их поступления на очистные сооружения. Наличие резервуара с обрабатываемой сточной водой и вращение пространств, конструкции загрузки исключают возможность пересыхания биопленки биофильтра. '
Дисковые Б.п. (схема а) состоят из дисков диаметром 1 —5 м (целесообразно 2—3 м), собираемых в пакеты, по 30— 180 шт. и закрепляемых на вращающемся горизонт, валу на расстоянии 10—25 мм один от другого. Диски выполняют из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их толщина 1—10 мм. Частота вращения горизонт, вала с пакетом дисков 1 — 50 мин"1 (чафе 2—10 мин"1); степень погружения дисков в обрабатываемую сточную воду 0,3—0.45 диаметра. Сточная вода подается в распределит, лоток, а затем в резервуар Б.п., где постоянно вращаются пакеты дисков. На поверхности дисков закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующие биопленку, близкую по видовому составу биопленке
биофильтра с объемной и биофильтра с плоскостной загрузками. При нахождении части поверхности дисков с биопленкой в жидкой фазе осуществляется процесс сорбции на ней нерастворенных, коллоидных и растворенных в-в, содержащихся в сточной воде. При повороте пакета дисков биопленка оказывается в газовой фазе (воздухе), где имеет место интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбирор. загрязнений. При вращении дисков происходит также процесс аэрации сточной воды. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности дисков и находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям 'активного ила. Таким образом, процессы окисления орга- нич. загрязнений сточной воды осуществляются с помощью как биопленки на поверхности дисков (аналогично биофильтру) , так и активного ила в объеме обрабатываемой воды (аналогично аэротенку). В зависимости от состава сточных вод и необходимой степени очистки число ступеней дисковых Б.п. составляет 1 —4 и более, эффективность их работы — от 50 до 98 %, нагрузка по БПКполн на 1 м2 поверхности дисков — до 200 г/ (м^сут). Время пребывания сточных вод в резервуаре 0,5—3 ч. Концентрация органич. загрязнений в поступающих сточных водах не ограничивается. Расчет дисковых Б.п. сводится к определению необходимой площади поверхности дисков, их диаметра и числа, частоты вращения пакета дисков, числа ступеней, времени пребывания обрабатываемых сточных вод в резервуаре и др.
Барабанные Б.п. состоят из барабанов, закрепленных на вращающемся горизонт. валу и заполненных загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивают сеткой или фильтрующим материалом, внутри него помещают засыпные загрузочные элементы, на поверхности к- рых развивается биопленка. Барабаны длиной 2—3 м и диаметром 2—2,5 м размещают в резервуарах, куда поступает сточная вода. Частота вращения барабана 0,5—5 мин-1, а степень погружения его в обрабатываемую сточную воду 0,3—0,45 диаметра. Для обеспечения механич. прочности внутри барабана устанавливают ребра жесткости, а также поперечные и продольные перегородки, к-рые делят барабан на б—8 секторов. Загрузочный материал биофильтра крепится к каркасу барабанного Б.п. и заполняет секцию на 60—90% его объема. Число секций барабана на одном горизонт, валу достигает 8— 10. При числе барабанов более двух устанавливают промежуточные опоры для вращающегося горизонт, вала. На схеме б односекц. барабанного Б.п., в поперечном сечении условно показаны различные виды загрузочного материала. Сточная вода из резервуара сквозь сетку поступает
внутрь барабана и контактирует с загрузочным материалом, на поверхности к-рого закрепляется биопленка. При вращении барабана элементы загрузки попеременно оказываются в жидкой и газовой фазах, процессы биологич. очистки сточных вод осуществляются аналогично процессам в дисковых Б.п. Засыпные твердые или волокнистые элементы при вращении барабана перемещаются внутри его секторов, что обеспечивает эффективный контакт биопленки со сточной водой и высокую дозу биомассы в объеме резервуара. Расчет барабанных Б.п. сводится к определению площади поверхности загрузочного материала. В зависимости от концентрации органич. загрязнений в исходной сточной воде и необходимой степени очистки определяют технология, параметры работы барабанных Б.п. и их конструктивные размеры.
Б.п. применяют для полной и неполной биологич. очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод на сооружениях пропускной способностью до 150 000 м3/сут. Оптим. область применения Б.п. — комплексы сооружений пропускной способностью до 500—1000 м3/сут по очистке сточных вод от отдельно стоящих зданий, малых нас. пунктов, кемпингов, домов отдыха, санаториев, различного вида лагерей, вахтовых поселков, пром, объектов; имеется опыт использования Б.п. на передвижных установках. Б.п. устанавливают после сооружений предварит. механич. очистки; разделение биологич. обработанной сточной воды и отработавшей биомассы (биопленки и активного ила) осуществляется во вторичных отстойниках. В целях обеспечения большей надежности работы Б.п. следует устраивать не менее чем две ступени очистки в две технологии, линии, как правило, в отапливаемых или неотапливаемых павильонах (зданиях).
. БИОФИЛЬТР С ОБЪЕМНОЙ ЗАГРУЗКОЙ — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром используется зернистый загрузочный материал биофильтра. По конструктивным особенностям зернистого загрузочного материала Б.о.з. подразделяют па капельные — с крупностью фракций 20—40 мм и высотой слоя загрузки 1 —2 м; высоко нагружаемые — с крупностью фракций 40—70 мм и высотой слоя загрузки 2—4 м; башенные (большой высоты) — с крупностью фракций 40—100 мм и высотой слоя загрузки 8—16 м. Капельные Б.о.з. применяют для полной биологич. очистки сточных вод при расходах до 1000 м3/сут, БПКполн поступающих сточных вод — не более 220 мг/л и гидравлич. нагрузке до 2 м3/(м3 сут). При нагрузке по загрязнениям более допустимой поверхность капельных Б.о.з. быстро заиливается и эф
фективность их работы ухудшается. Окислит. мощность по снятой БПКполн при полной биологич. очистке не превышает 250—300 г/ (м сут). Высоконагружаемые Б.о.з. применяют для полной и неполной биологич. очистки сточных вод при расходах до 30—50 тыс. м3/сут, БПКполн поступающих сточных вод — не более 300 мг/л и гидравлич. нагрузке до 10 м3/(м3'сут). Окислит, мощность при полной биологич. очистке составляет 650—750 г/(м3*сут). Башенные Б.о.з. используют при благоприятном рельефе местности для полной и неполной биологич. очистки сточных вод с расходом до 50 тыс. м3/сут. Допустимое значение БПКполн в поступающей сточной воде зависит от высоты слоя загрузочного материала и равно 250—500 мг/л; окислит, мощность при полной биологич. очистке составляет 800—1400 г/(м3сут). В отечеств, практике башенные Б.о.з. распространения не получили. Капельные Б.о.з. устраивают с естеств. аэрацией, а высоконагружаемые — с естеств. и искусств. (аэрофильтры). Естественная аэрация предусматривается через окна, располагаемые равномерно по периметру резервуара биофильтров в пределах меж- дудонного пространства и оборудуемые устройствами, позволяющими закрывать их наглухо. Площадь окон составляет 1 — 5% площади Б.о.з. В аэрофильтрах предусматривается подача воздуха в между- донное пространство вентилятором с давлением у ввода 100 мм вод. ст. (980 Па). На отводящем трубопроводе устраивают гидравлич. затвор высотой 200 мм. Расчет Б.о.з. базируется на графоаналитич. способе, разработанном в 1955 С.В.Яковле- вым. В основу расчета положена функци- он. зависимость БПК очищенной в биофильтре сточной воды от концентрации органич. загрязнений, темп-ры поступающих сточных вод, гидравлич. нагрузки, высоты слоя загрузки биофильтра и кол-ва воздуха, подаваемого в биофильтр. Б.о.з. проектируют круглой или прямоугольной формы в плане. Для равномерного распределения обрабатываемой сточной воды по поверхности биофильтров применяют спринклерную систему орошения или реактивные вращающиеся оросители.
БИОФИЛЬТР С ПЛОСКОСТНОЙ ЗАГРУЗКОЙ — сооружение для биологич. очистки сточных вод, в к-ром в качестве загрузки используется листовой или засыпной (в виде пластмасс, колец, обрезков труб, шариков, металлич. сеток и др.) материал. По конструктивным бсобенно- стям загрузочного материала Б.п.з. подразделяют, на следующие: с жесткой засыпной загрузкой с высотой слоя 1 —6 м; с жесткой блочной загрузкой с высотой слоя 2—9 м; с мягкой загрузкой с высотой слоя до 2—б м. Конструктивные особенности плоскостной загрузки (малая плотность,
высокая пористость) обеспечивают ряд преимуществ Б.п.з. по сравнению с биофильтрами с объемной загрузкой — ин- дустриальность стр-ва, экономичность, компактность, высокая пропускная способность, надежность и эффективность работы, меньшая энергоемкость и др. Б.п.з. применяют для полной и неполной биология, очистки хозяйственно-бытовых и производств, сточных вод. Биофильтры с жесткой й мягкой загрузкой рекомендуется применять при расходах сточных вод до 10тыс.м3/сут, а с жесткой блочной — до 50 тыс. м3/сут и более. Оптимально применение Б.п.з. в качестве первой ступени при двухступенчатой биологич. очистке и неполной очистке высококонцентриров. производств, сточных вод. В зависимости от конструкции загрузочного материала биофильтра, вида и состава сточных вод, а также требуемой степени очистки ОКИСЛИТ. МОЩНОСТЬ ПО СНЯТОЙ БПКполн достигает 10—15 кг/(м3,сут). При полной биологич. очистке БПКполн поступающей сточной воды не должна превышать 250 мг/л, а высота слоя загрузки должна быть не менее 3—4 м. Гидравлич. нагрузка в зависимости от темп-ры сточных вод составляет 6— 11 м3/ (м3'сут), а окислит, мощность по снятой БПКполн—1,7—2,5 кг/(м3'сут).
Применение Б.п.з. перспективно при реконструкции и модернизации станций биофильтрации и аэрации. При этом технология. схему работы сооружений биологической очистки переводят с одно- на двухступенчатую, а в качестве первой ступени применяют Б.п.з. На станциях аэрации Б.п.з. могут устанавливаться в непос- редств. близости от аэротенков или над ними без промежуточных отстойников. Применение таких схем реконструкции позволяет увеличить пропускную способность сооружений биологич. очистки на 20—50% без значит, капит. затрат и обеспечить существ, экономию земельных площадей. РасчетБ.п.з. базируется награ- фоаналитич. способе, разработанном в 1964 Ю.В.Вороновым. В основу расчета положена функцион. зависимость БПК очищенной в биофильтре сточной воды от пористости загрузочного материала, высоты слоя загрузки, темп-ры сточной воды и допустимой нагрузки по БПК на уд. площадь поверхности загрузочного материала. Б.п.з. проектируют круглой или многогранной в плане формы. В зависимости от климатич. условий их устанавливают либо в помещении (отапливаемом или неотапливаемом) , либо на открытом воздухе. Для распределения обрабатываемой сточной воды по поверхности Б.п.з. применяют спринклерную и водоструйную , системы орошения, а также реактивные вращающиеся оросители.
БИОФИЛЬТР-СТАБИЛИЗАТОР — комбиниров. сооружение для биологич.
очистки сточных вод и аэробной стабилизации отработавшей биопленки биофильтра. Б.-с. состоит из биофильтра с плоскостной загрузкой и расположенного под ним стабилизатора, имеющего отстойную зону. Исходные сточные воды поступают в камеру смешения, куда также подается рециркулирующая жидкость с отработавшей биопленкой; полученная смесь направляется в водораспределительную систему биофильтра с плоскостной загрузкой. При прохождении через загрузку сточные воды насыщаются кислородом, к- рый расходуется в стабилизаторе на окисление (минерализацию) отработавшей биопленки и доочистку сточных вод. Необходимое кол-во кислорода определяется степенью рециркуляции жидкости и интенсивностью орошения загрузки био-
Схемы биофильтра-стабилизатора
1 — подача исходной сточной воды; 2 — подача смеси исходной сточной воды, рециркулируемой воды и отработавшей биопленки; 3 — водораспределит. система биофильтра; 4—биофильтр с плоскостной загрузкой; 5 — стабилизатор; 6 — зона отстаивания; 7 — выпуск отработанных сточных вод; 8 — зона накопления Ьтработавшей биопленки (осадочная часть); 9 — подача рециркулируемой жидкости и осевшей биопленки; 10—камера смешения; 11 — выпуск стабилизированной биопленки
фильтра. Циркулирующая жидкость вместе с осевшей отработавшей биопленкой вновь забирается из нижней части зоны накопления (осадочной части) и подается в камеру смешения. Обработанная сточная вода осветляется в зоне отстаивания и отводится из сооружения. Стабилизиров. биопленка выпускается регулярно. В Б.-с. происходят окисление органич. загрязнений сточных вод и минерализация прирастающей биопленки, что позволяет исключить из технология. схемы очистки первичные и вторичные отстойники, а также сооружения по сбраживанию осадка. При расчете Б.-с. высоту слоя плоскостной загрузки принимают равной 2—4 м; продолжительность стабилизации биопленки — 6— 15 сут, а ее концентрацию в стабилизаторе — 1—2 г/л; отстойная зона стабилизатора рассчитывается на 1,5—-2 года отстаивания обработанной сточной воды. Б.-с. рекомендуются для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод при расходах до 1000м3/сут.
БИФИЛЯРНАЯ (ДВУХТОПОЧНАЯ) СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ — установка водяного отопления с отопительными приборами в стояках и ветвях, раздел. на 2 равные части ("а" и "б"), последовательно соедин. 1 трубой (сначала все части "а", затем все части "б"). Теплоноситель (вода) в частях каждого отопит, прибора движется в противоположных направлениях с разл. темп-рой, что создает равенство среднеарифметич. темп-ры теплоносителя во всех отопит, приборах системы. Б.с.о. по гидравлич. связи частей отопит, приборов (последоват. соединение) относится к однотрубным системам водяного отопления, а по условиям теплопередачи приборов — к двухтрубным системам отопления.
Схемы Б.с.о. с вертик. стояками и горизонт. ветвями аналогичны схемам однотрубной системы. В вертик. Б.с.о. устраиваются, как в однотрубной системе с нижней разводкой, П-образные стояки. По такой схеме до конца 80-х гг. устраивалось панельно-лучистое отопление отд. типов крупнопан. жилых зданий, где использовались трубчатые нагреват. элементы, встроенные вместе со стояками во внутр, бетонный слой наружных стеновых панелей. При этом нагреват. элементы каждого помещения делились на 2 змеевика, а каждый змеевик отд. присоединялся к восходящей и нисходящей частям стояка. В горизонт. Б.с.о. применяются трубчатые отопит, приборы — конвекторы, трубы отопительные (ребристые и гладкие), бетонные радиаторы приставного типа, стальные и чугунные радиаторы — только при двухрядной установке. В горизонт, системе, как и в однотрубной с проточными приборными узлами отопления, невозможно индивид, количеств, регулирование теплоотдачи отд. отопит, приборов, поэтому проводится регулирование сразу всей цепочки приборов или каждого прибора "по воздуху", если устанавливаются конвекторы с воздушным клапаном (напр., типа "Универсал"). Б.с.о. с горизонт. пофасадными ветвями наиболее часто используется в производств, и с.-х. зданиях.
БЛОК ТЕПЛОМАССООБМЕНА — агрегат, включающий поверхностный воздухоохладитель и камеру орошения. Первый предназначен для охлаждения воздуха в теплое время года и первого подогрева его в холодное время. Камера орошения служит для увлажнения воздуха адиабатного, имеет один ряд форсунок, направл. против потока воздуха. Б.т. изготовляют из унифицированного оборудования типовых секций центральных кондиционеров.
БРЫЗГАЛЬНЫЙ БАССЕЙН — устройство для охлаждения воды раз-
Бурый уголь 65
3 Заказ 47243 Заказ 4724
3 Заказ 4724
3 Заказ 4724
брызгиванием ее в атмосферном воздухе. Применяется для понижения темп-ры воды, отводящей теплоту от теплообменных аппаратов, компрессоров, трансформаторов и др. оборудования в системах оборотного (циркуляционного) водоснабжения пром, предприятий. Охлаждение происходит в основном вследствие испарения части разбрызганной воды над открытым Б.б. глубиной около 1 м. Для разбрызгивания используют спец, сопла, расположенные на высоте 1—1,5 м над уровнем воды в Б.б. Избыточное давление воды в трубопроводах
перед соплами должно быть около 5— 7 МПа (50—70 кгс/м2). Тип и число сопел, а также размеры Б.б. в плане выбирают в зависимости от кол-ва охлаждаемой воды. По сравнению с градирнями Б.б. просты в стр-ве и эксплуатации. Однако они обладают сравнительно небольшой уд. охлаждающей способностью, в значит, мере зависящей от скорости и направления ветра. В Б.б. кол-во теплоты, отдаваемой водой с 1 м2 занимаемой им площади, составляет 29,3— 62,9 тыс. кДж/ч (7—15 тыс. ккал/ч).
БУРЫЙ УГОЛЬ — разновидность ископаемых углей с высшей теплотой сгорания во влажном беззольном состоянии менее 24 МДж/кг и выходом летучих в-в 40—60%. Б .у. подразделяют по влажности, %, топлива, находящегося в рабочем состоянии, на три группы: Б1 (св. 40), Б2 (30—40) и БЗ (менее 30). Неглубокое залегание и большая мощность угольных пластов позволяют широко применять открытый способ разработки, экономич. и технич. преимущества к-рого во многом компенсируют относит, низкое качество сырья.
ВАКУУМ-НАСОС — гидравлич. машина, обеспечивающая высокий вакуум в системе пневматического транспорта. Используются В.-н. типа РМК и ВВН. Их рабочий орган — лопаточное колесо, размещенное эксцентрично в корпусе насоса, залитого водой. При вращении колеса вода отбрасывается к периферии, и в центре корпуса создается свободное пространство, являющееся рабочим объемом насоса.
ВАКУУМ-ФИЛЬТР БАРАБАННЫЙ — аппарат для обезвоживания осадков сточных вод посредством разрежения воздуха, создаваемого вакуум-насосом в барабане. В.-ф.б. состоит из горизонт. расположенного цилиндрич. полого барабана, на 35...40% погруж. в корыто с фильтруемой суспензией (осадком). Фильтрующей средой являются фильтров. ткань и слой осадка, налипающий на нее в процессе фильтрования. Барабан вращается на валу, один конец к-рого соединен с приводом электродвигателя, а др. имеет полую цапфу. На боковой поверхности барабана расположена перфориров. обечайка, разделенная на ряд сит и обтянутая фильтров, тканью. Внутр, йолость барабана разделена по окружности на ряд разобщенных секций, каждая из которых имеет свои отводящие трубки. Находящиеся внутри барабана, эти трубки концами выходят на торцевую поверхность полой цапфы барабана, где установлена распределит. головка фильтра. Последняя состоит из корпуса и расположенных на нем двух шайб —т подвижной и неподвижной. Подвижная, установленная на торцевой поверхности цапфы барабана, вращается вместе с ним и имеет отверстия, число к- рых соответствует числу трубок в секциях. Неподвижная имеет, две щели, одна из к- рых соединена с линией вакуума, другая — с линией сжатого воздуха. Подвижная (ячейковая) и неподвижная (распределит.) шайбы устанавливают торцами одна к др. Во избежание прорыва между торцами вакуума контактные поверхности шайб должны быть пришлифованы или
пришабрены. При вращении барабана фильтра часть его поверхности погружается в обезвоживаемый осадок. Фильтрат под действием вакуума проходит через фильтров, ткань внутрь секций барабана и по патрубку отводится в ресивер, а обез- вож. осадок (кек) задерживается на поверхности фильтров, ткани. Отверстия в подвижной шайбе при вращении барабана поочередно соединяются со щелями подвижной шайбы, благодаря чему секции барабана находятся то под вакуумом, то под отдувкой. Соответственно этому в секциях барабана образуются зоны вакуума, отдувки, а также нейтральные, необходимые для перехода от зоны вакуума к зоне отдувки и наоборот. Кек снимается в зоне отдувки ножом и падает на конвейер. Таким образом, за один оборот барабана происходит непрерывное автоматическое чередование процессов образования кека, его подсушки и разгрузки. В барабанных вакуум-фильтрах со сходящим полотном
Вакуум-фильтрация осадков сточных вод
а — схема устройства барабанного вакуум-фильтра; 6 — схема шайб распределит, головки вакуум-фильтра; 1 — вращающийся перфориров. барабан; 2 — корыто фильтра; 3 — секция барабана; 4 — выход трубок секций к распределит, головке; 5 нож для съема кека; 6 --- кек; 7 - конвейер для кека; 8 — обезвоживаемый осадок; 9 —• патрубок для отведения фильтрата (водовоздушной смеси); 10 — патрубок подачи сжатого воздуха; 11и12 — соответственно подвижная (вращающаяся) и неподвижная шайбы распределит. головки; 13 тл.14 — щели для соединения вращающейся шайбы соответственно с линией вакуума и сжатого воздуха; 15 — отверстия для соединит. трубок; I — зона вакуума; II— зона нейтральная; III — зона отдувки
фильтров, ткань не крепится жестко к поверхности барабана, а сходит на систему роликов, что позволяет регенерировать ее промывной водой, раствором ингибиров.
соляной к-ты или моющими растворами без остановки вакуум-фильтра. Регенерация фильтров, полотна осуществляется после прохождения им разгрузочного ролика, когда кек снимается с фильтров, полотна и оно возвращается на поверхность фильтра. '
В комплект поставки вакуум-фильтров входят электродвигатели, редукторы, вакуум-насосы, воздуходувки ресиверы, мешалки для перемешивания осадка, кон- трольно-измерит. приборы. Выпускаемые серийно в нашей стране вакуум-фильтры имеют площадь поверхности фильтрации барабана 5; 10; 20; 40 и 80 м2. Для бесперебойной работы вакуум-фильтров толщина слоя кека при обезвоживании осадков сточных вод должна составлять не менее 5 мм при фильтроцикле 4 мин, что достигается предварительной коагуляцией осадков химическими реагентами, напр. хлорным железом и известью.
ВАКУУМНАЯ ПЫЛЕУБОРКА — способ удаления пыли с поверхностей путем всасывания ее спец, устройством в результате создания в нем разрежения (вакуума) . Позволяет убирать пыль с самых разл. по характеру и назначению поверхностей и из труднодоступных для др. способов уборки мест, предотвращает вторичное попадание пыли в воздушную среду. В.п. применима для уборки любых пылей и для очистки помещений с любым темп- рно-влажностным режимом. Собранная при уборке в спец, емкости пыль может использоваться для технология, процесса. В.п. дешевле обычной ручной уборки.
Системы В.п. используются в виде местных (переносных или передвижных) и центральных пылеуборочных установок. Всасывание пыли с поверхности отсасывающим потоком воздуха через пылесосный насадок — основной рабочий процесс пылеуборочной установки. Этот сложный процесс зависит от скорости потока воздуха в насадке, времени контакта потока с осадком пыли или произ-сти уборки по площади, физ.-хим. свойств убираемой пыли, зависит от характера ее осадка, вида и характера очищаемой поверхности, конструкции и размеров насадка. Энергоемкость процесса всасывания пыли зависит от произ-сти установки по воздуху, очищаемой площади и свойств убираемой пыли, т.е. обусловливается эффективностью и экономичностью работы всей системы.
Транспортировка пыли по трубопроводам центральной пылеуборочной установки обусловливает потери давления в сети и, следовательно, расход электроэнергии, а также интенсивность износа труб. Сеть трубопроводов имеет горизонт., наклонные и вертик. участки, разл. местные сопротивления, из-за чего изменяют-
ся законы движения заныл, воздуха. В общем случае на движение частиц влияют и центробежные силы, возникающие в результате вращения всего потока в целом. Такое винтовое вращение наблюдается из- за нарушения устойчивости потока под влиянием местных сопротивлений — тройников, отводов и т.п. Вращение потока препятствует осаждению частиц на дно трубопровода. Иногда вращение потока создается искусственно путем закручивания его в спец- устройствах. Миним. скорость потока воздуха, при к-рой частица, лежащая на внутр, поверхности горизонт, трубопровода, сдвигается со своего места и начинает перемещаться, наз. первой критической скоростью, или скоростью трогания игр. Находясь в потоке воздуха, частица перемещается со скоростью меньшей, чем скорость движения воздуха v4. Отношение v4 к Утр наз. относит, скоростью, к-рая в момент трогания равна нулю. Увеличение Утр приводит к увеличению относит, скорости и более устойчивому движению частиц в потоке воздуха. Скорое о потока воздуха, при к- рой относит, скорость приобретает макс, значение, наз. критической. Транспортирующая скорость — скорость потока воздуха, при к-рой происходит устойчивая транспортировка пыли, должна быть неск. больше критической. При транспортировке пыли по вер- тик. трубопроводам с такой же скоростью, как и по горизонт., действие силы тяжести частиц пыли приводит к увеличению ее концентрации. Последняя будет происходить непрерывно и может значит, превысить расчетную, в результате чего иертик. участки сети забиваются пылью. Для предотвращения этого транспортирующая скорость в вертик. трубопроводах Ун должна быть больше соответствующей скорости в горизонт, трубопроводах vr на значение скорости витания. Т.о. транспортная скорость смеси в трубопроводах определяется свойствами транспортируемой пыли. Для отрыва прилипших частиц необходимы большие скорости воздушного потока, чем для предотвращения их выпадения из потока.
Концентрация частиц в сети трубопроводов иногда достигает довольно больших значений. При этом она изменяется по времени. Зачастую убираемая пыль отличается высокой дисперсностью. Все это обусловливает использование высокоэффективных пылеуловителей. Как правило, применяют две ступени улавливания пыли: первая — разл. рода циклоны, вторая — фильтры тканевые, реже — скрубберы. Степень очистки воздуха от пыли определяется сан. требованиями. ■
. ' ВАННА КУПАЛЬНАЯ — сан.- технич. прибор, устанавливаемый в сан.- бытовык помещениях зданий и предназ-
нач. для гигиенич. процедур в заполненной водой емкости или под душем. В.к. состоит из чаши, устанавливаемой на полу на ножках или подставках, сифона с выпуском, пробкой и переливом в отверстии в дне чаши, водоразборного смесителя на борту чаши или на примыкающей к борту стене. Сифон подсоединяется к канализационной сети, а смеситель — к холодному и горячему водопроводу. Форма чаши В.к. определяется эргономич. и эстетич. требованиями, а также удобством пользования в положении лежа на ее дне. Наиболее часто применяются овальные в плане чаши с наклонной спинкой, реже — круглые, треугольные, диагональные и др/ Чаши В.к. имеют подлокотники, поручни, не- сколи»ящее дно, регулируемые по высоте „южки и подставки. Изготовляют и при-
Вацда купальная чухунная эмалированная
1 -•- чаша; 2 — подлокотник;.? — поручень; 4 — отверстия для установки выпуска с пробкой и сифона; 5 — отверстие для установки перелива; б — регулируемая ножка
меняют чаши чугунные литые эмали- ров., стальные штампованные эмали- ров., пластмассовые формованные из листа, полимербетонные и керамич. литые. Смесители В.к. имеют излив для заполнения емкости чаши, душирующий насадок на гибком шланге и переключатель потока воды с излива на душ и обратно. Использов. при процедуре вода отводится через выпуск и сифон. В.к. выпускают различных размеров, мм: длиной 1200...1800, шириной 700...800, глубиной чаши 380...450, высотой (от пола) 520...650; полной вместимостью чаши 165-280 л, полезной вместимостью 120...200 л. Время наполнения В.к. — 6...10 мин, время опорожнения З...5мин.
ВАРИАТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РЕМЕННЫЙ — устройство для управления частотой вращения вентиляторов и др. подобных агрегатов путем изменения передаточного отношения шкивов
Ременной вариатор частоты вращения рабочего колеса вентилятора
1 — вентилятор; 2 — ведомый шкив; 3 — ведущий шкив; 4 — электродвигатель; 5 •— устройство натяжения ремня
ременного привода. Ведомый шкив В.ч.в.р. состоит из двух дисков, один из к-рых с помощью пружины можно передвигать вдоль вала, сближая или раздвигая их. Благодаря этому клиновый ремень может занимать разл. положения между дисками (приближаясь к валу или отодвигаясь от него), отчего радиус его обращения вокруг оси вала изменяется и, следовательно, меняются передаточное отношение и частота вращения рабочего колеса. Подвижный диск перемещается без остановки агрегата вручную или спец, приводом. Использование вариатора целесообразно при мощности до 10, ..15 кВт.
ВЕЕРНАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — струя воздуха, возникающая при выходе из. насадка, обеспечивающего веерообразное направление векторов скорости воздуха на выходе. По сравнению с сосредоточенными В.п.с. имеют меньшую дальнобойность, быстрее затухают. Их угол раскрытия зависит от конструктивного решения воздухораспределителя. Существуют полные В.п.с., угол раскрытия к-рых равен 2л. Для получения такой струи перед выходным отверстием круглого воздуховода устанавливают на
Схемы полной веерной и конической приточных струй
а — полная струя; б — конич. струя; 1 — воздуховод;
2 — экран-диск; 3 — конус; vo — скорость воздуха; Го — площадь выходного отверстия
Схемы насадка с направляющими лопатками (а) и неполной веерной струи (б)
1 — воздуховод; 2 — насадок с направляющими лопатками; 3 — схема струи
небольшом расстоянии экран, имеющий форму диска. Воздух, выходя из воздуховода, ударяется в экран и расходится, образуя полную В.п.с. Разновидностью полных В.п.с. являются конич. воздушные струи. Вместо плоского диска в насадке для конусных струй установлен небольшой конус, на вершину к-рого направлен поток воздуха из воздуховода. При большом угле у вершины конуса струя воздуха, стекая по образующей конуса, не меняет своего первонач. направления. К нижней границе свободно подтекает встречный поток воздуха для подпитки струи. Если угол у вершины конуса невелик, за конусом создается разрежение, к-рое способствует образованию обратных потоков воздуха в струе. При расчете учитывают свойство конич. струй изменять свою геометрию, выбирая соответствующее значение коэфф. затухания скорости. Неполная В.п.с. возникает при выходе воздуха через насадок с направляющими лопатками, распо- лож. веером. За счет инерции струя резко расширяется, а затем границы струи сужаются, приближаясь к стандартному углу раскрытия для сосредоточ. струй. Раздачу воздуха В.п.с. предусматривают при необходимости раздачи в обслуживаемой зоне большого кол-ва воздуха с небольшой подвижностью.
ВЕНТИЛЯТОР ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ —устройство, создающее перепады давления воздуха и др. газа для их перемещения при проветривании помещений, транспортировке аэросмесей по трубопроводам и т.д., состоящее из рабочего колеса барабанного типа с загнутыми вперед лопатками, корпуса с патрубком на входе и диффузором на выходе. Известны В.д. с направляющим одно- и многолопаточным аппаратом, располож. внутри рабочего колеса, и без него. Отличит, компоновочной особенностью В.д. является возможность
выполнения их рабочих колес с относит, шириной, значительно превышающей ширину рабочих колес вентиляторов радиальных (в - в/D ~ 4... 10), что позволяет значит, увеличить подачу воздуха. В вентиляторах без' направляющего аппарата рабочее колесо выполняют в виде двух дисков, к к-рым приклепаны (или приварены) лопатки из листовой стали. При этом подшипники, в к-рых находится вал, размещены с обеих сторон корпуса, что обеспечивает всей конструкции высокую жесткость. При наличии направляющего аппарата рабочее колесо В.д. напоминает рабочее колесо вентилятора радиального низкого давления с одностор. всасыванием: лопатки одним концом крепятся к диску, установленному на валу, др. — к кольцу. Направляющий аппарат из одной или неск. лопаток закрепляется на боковой стенке корпуса, противоположной диску рабочего колеса. Особенность В.д. — большие значения коэфф, полного давления, достигающие 3 и более. Причина этого — двукратное (диаметральное) прохождение потока через одну и ту же ре-
Безразмерная аэродинамическая характеристика и схема вентилятора диаметрального
D — диаметр рабочего колеса; ^, Ф» — коэфф, полного и статич. давлений; X — коэфф, мощности; ?/ —полный кпд; >/s— кпд статич.; <р' — коэфф, подачи; z — число лопаток; в — ширина колеса
шетку вращающегося рабочего колеса. Высокие значения коэфф, полного давления и подачи воздуха по сравнению с их значениями у вентиляторов др. типов позволяют В.д. иметь меньшие габариты и частоту вращения рабочего колеса. Вместе с тем весьма сложный характер течения потока внутри корпуса и большая неравномерность поля скоростей обусловливают значит, потери энергии. В связи с этим макс, значения полного кпд В.д. находятся в пределах 0,58...0,61. Эффект от приме
нения направляющих аппаратов достигается гл. обр. за. счет повышения энергоемкости (в данном случае полезно затрач. мощности) вентилятора. Это происходит в результате стабилизации и ограничения вихревой зоны в заданном месте внутри корпуса, а также за счет повышения эффективности работы "центробежной" части рабочего колеса. С помощью направляющих аппаратов разных типов, установл. внутри рабочего колеса, а также путем изменения формы корпуса или взаимного расположения его элементов и направляющего аппарата можно добиться изменения аэродинамич. хар-ки вентилятора. В.д. без внутр, направляющего аппарата находят более широкое применение. Следует, однако, учитывать, что они имеют огранич. возможности получения высоких коэфф, давления и полного кпд в широком диапазоне изменения коэфф, подачи.
Маркировка В.д. соответствует установл. госстандартам для лопастных машин. Буква Д в маркировке означает диаметральный, число при Д — увелич. в 5 раз значение коэфф, давления при работе в режиме макс, кпд, а последнее число — быстроходность. Регулирование режимов работы осуществляется разл. способами, один из них — поворот направляющего аппарата, в результате чего обеспечиваются большие коэфф, давления в широком диапазоне значений коэфф, подачи. С помощью входного многолопаточного направляющего аппарата, выполн. в виде жалюзи или решеток, регулирование можно осуществлять путем дросселирования. В качестве регулирующего органа можно использовать направляющую поворотную лопатку, устанавливаемую в выходном патрубке корпуса. При этом достаточно широко изменяется поле скоростей на выходе из вентилятора, тогда как суммарные аэродинамич. хар-ки незначительны. Эффективно размещение на входе в вентилятор спец, экрана, перемещение к-рого, напр. на расстояние до 0,250 от лопатки рабочего колеса, обеспечивает уменьшение давления и подачи на 30...40% номин. значений.
ВЕНТИЛЯТОР ОСЕВОЙ — устройство, создающее перепады давления воздуха и др. газа для их перемещения при
Вентилятор осевой, .,
1 — корпус; 2 — рабочее колесо; 3 — обтекатель; 4 — коллектор
Полная аэродинамическая характеристика вентилятора осевогоР—давление, Pg— давление статич.; Pd—давление динамич.; L—подача воздуха; N—мощность вентилятора; 17 —его кпдПолная аэродинамическая характеристика вентилятора осевогоР—давление, Pg— давление статич.; Pd—давление динамич.; L—подача воздуха; N—мощность вентилятора; 17 —его кпдпроветривании помещений, транспортировке аэросмесей и т.п. Рабочее колесо, В.о. состоящее из консольных, лопастей, закреплено на втулке под углом к плоскости вращения. Вращаясь, В.о. удерживается в осевом направлении и тянет на себя воздух, неск. закручивая его и перемещая вдоль оси. На входе в В.о. обычно устанавливают коллектор с наибольшим диаметром 1,2...1,4идлиной0,2...0,4 диаметра рабочего колеса. Отсутствие коллектора значит, ухудшает работу В.о.: давление, создаваемое в рабочих режимах, может уменьшаться на 10...20%, кпд — на 10...15%. К резкому снижению этих параметров приводит и отсутствие при входе обтекателя (кока). Выходные элементы, располож. в потоке воздуха за нагнетателем, влияют на изменение хар-к давления, хар-ки мощности при этом практически не меняются. Последние уменьшаются при увеличении подачи воздуха и близки к горизонт, линии, поэтому запуск в работу В.о. допустим при открытой задвижке, т.е. под нагрузкой.
Полная аэродинамическая характеристика вентилятора осевого
Р—давление, Pg— давление статич.; Pd—давление динамич.; L—подача воздуха; N—мощность вентилятора; 17 —его кпд
Полная аэродинамическая характеристика вентилятора осевого
Р—давление, Pg— давление статич.; Pd—давление динамич.; L—подача воздуха; N—мощность вентилятора; 17 —его кпд
Аэродинамич. схема вентилятора имеет следующие обозначения. Одноступенчатые вентиляторы обозначаются: К — схема с одним рабочим колесом; К + СА — схема, включающая кроме рабочего колеса спрямляющий аппарат; ВНА + К + СА — установка, оборудованная входным направляющим аппаратом; двухступенчатые — К + СА + К + СА, ВНА + К + НА + К + СА. К многоступенчатым относятся вентиляторы встречного вращения, у к- рых рабочие колеса вращаются в противоположных направлениях, а направляющий аппарат между ними отсутствует. Получив энергию в первом колесе, закрученный поток воздуха поступает во второе, к-рое закручивает его в противоположном направлении, продолжая передавать ему энергию. Эти В.о. могут иметь входной и выходной аппараты.
. По назначению В.о. делят на вентиляторы общего назначения и специальные. Первые предназначены для переме
щения чистого или малозапыленного воздуха, не содержащего взрывоопасных в-в, липкой, волокнистой и цементирующей пыли и агрессивных в-в при темп-ре до 40 °C. При более высоких темп-pax значит. ухудшаются условия теплоотдачи обмоток электродвигателя, находящегося обычно в потоке перемещаемого газа., К спец, относятся В.о., используемые для перемещения взрывоопасных и агрессивных примесей, шахтные, тоннельной вентиляции, потолочные и градирен, встроенные в технология, оборудование, и т.п. В.о. для перемещения взрывоопасных примесей выполняют из разнородных металлов: проточная часть из стали (рабочее колесо) и латуни (обечайка в корпусе в зоне расположения рабочего колеса). При этом перемещаемая среда не должна иметь темп-ру выше 40 °C, вызывая ускорение коррозии материалов проточной части, содержать пыль и др. твердые примеси более 10мг/м3, а также взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов. Шахтные вентиляторы используют в вентиляционных системах подземных выработок.
Схемы соединения вентиляторов осевых с электродвигателями
Вентиляторы тоннельной вентиляции служат для удаления теплоты, влаги, пыли, газов и поддержания в транспортных тоннелях требуемых метеорологич. условий и хим. состава воздуха. Их работа сопровождается поршневым действием транспортных средств (поездов метрополитена, ж.- д. и автомобильного транспорта). Потолочные вентиляторы (фены) применяют для турбулизации воздушной среды в помещениях, но иногда и для создания локального душирующего эффекта.
По направлению вращения лопастного рабочего колеса различают В.о. пра-
вые и левые. У В.о. правого вращения рабочее колесо, если смотреть на него со стороны входа воздуха, вращается по часовой стрелке. Номер В.о. определяет его размер, т.е. диаметр рабочего колеса в дм.
Номенклатура В.о., изготовляемых для пром, и гражданских зданий, довольно ограничена. Номенклатура шахтных В.о. и тоннельной вентиляции обширна и приведена в спец, справочных руководствах. Существуют разл. варианты создания В.о. с электродвигателями. 'В схеме б условия входа воздуха на рабочее колесо хуже, чем в схеме а, поскольку электродвигатель расположен перед ним. Схемы вид применяют в случае, когда по правилам техники безопасности или по технологии, соображениям электродвигатель нельзя устанавливать в потоке перемещаемой среды (напр., агрессивной). Если по конструктивным соображениям невозможно установить электродвигатель внутри корпуса вентилятора, применяют схему г. Когда частоты вращения электродвигателя и рабочего колеса не совпадают, используют схему е. 1
Благодаря осевому направлению потока воздуха В.о. непосредственно присоединяют к трубопроводу. Для вентиляторных установок, работающих на всасывание, присоединит, элементами к сети могут быть: входная коробка или входное' колено для присоединения к каналу, идущему от устья вентиляц. шахты; выходная часть, состоящая из примыкающего к вентилятору диффузора и поворотного участка за ним. Иногда за диффузором устанавливают шумоглушитель.
В.о. регулируют изменением угловой скорости вращения лопастного рабочего
колеса; поворотом лопастей рабочего колеса; поворотом лопаток входного направляющего аппарата; дросселированием (см. Регулирование вентилятора).
ВЕНТИЛЯТОР РАДИАЛЬНЫЙ — устройство, создающее перепады давления воздуха и др. газа для их перемещения при проветривании помещений, транспортировке смесей и т.п., состоящее из спирального кожуха и снабженного лопатками рабочего колеса. Характеризует-
Конструкции рабочих колес вентиляторов радиальных (а), двухстороннего всасывания (б), высокого давления (в)
ся небольшой массой, металлоемкостью и габаритами, высокой экономичностью, надежностью, технологичностью и незна- чит. эксплуатац. расходами. Рабочие колеса имеют различные конструктивные исполнения. Трехдисковые рабочие колеса (схема г) применяют в вентиляторах двухстороннего всасывания. Достоинство такой конструкции — в отсутствии осевого давления. Однодисковые рабочие колеса (схема д) используют в пылевых вентиляторах и вентиляторах высокого давления. Лопатки таких колес присоединяют к диску и ступице. Бездисковые рабочие колеса (схема е) с лопатками, присоедин. непосредственно к ступице, применяют в пылевых вентиляторах.
В.р. для вентиляционных систем изготовляют одно- и двухстороннего всасывания правого (по часовой стрелке) и левого (против часовой стрелки) вращения. Для В.р. установлено семь положений корпуса, определяемых углом его поворота относительно исходного нулевого положения. Углы поворота отсчитываются по направлению вращения рабочего колеса.
В.р. соединяют с электродвигателями след, способами: рабочее колесо закреплено непосредственно на валу электродвигателя с помощью: эластичной муфты, клиноременной передачи с пост, передаточным отношением, регулируемой бесступенчатой передачи через гидравлич. или индукторные (электрич.) муфты скольжения. Предусмотрено семь конструктивных схем соединения В.р. с приводом.
По назначению В.р. делят па вентиляторы общего и спец, назначения. Первые предназначены для перемещения воздуха и др. газовых смесей, агрессивность к-рых по отношению к углеродистым сталям обыкнов. качества не выше агрессивности воздуха с темп-рой до 80 °C, не содержащих пыли и иных твердых примесей в количестве более 100 мг/м3, липких в-в и волокнистых материалов. Для вентиляторов двухстор. всасывания с расположением ременной передачи в перемещаемой среде темп-pa последней не должна превышать 60 °C. Их используют в системах вентиляции и воздушного отопления производств., обществ, и жилых зданий и
для сан.-технич. и производств, целей.
Вентиляторы спец, назначения применяют в системах пневматического транспорта, для перемещения среды, содержащей агрессивные в-ва, газов с высокой темп-рой, газопаровоздушных взрывоопасных смесей и т.п. Их в свою очередь можно разделить на пылевые, коррозионно-стойкие, искрозащищ., тягодутьевые, малогабаритные, судовые, шахтные, мельничные и др. В обозначение пылевых вентиляторов дббавлена буква П. П ы л ев ы с вентиляторы типа Щ17-40 предназначены для перемещения невзрывоопасных неабразивных пылегазовоздушных смесей, агрессивность к-рых по отношению к углеродистой стали обыкнов. качества не выше агрессивности воздуха, имеющих темп-ру не выше 80 °C, нс содержа
Схсмы соединения вентилятора радиального с электродвигателями
I—для В.р. небольших размеров; И, IV — при установке передней опоры и подшипника во входном отверстии; Ш — при совпадении вращения электродвигателя и В.р.; V, VII — для В.р. двухстороннего всасывания; VI — для присоединения В.р. к сети; 1 — всасывающий коллектор; 2 — электродвигатель; 3 — эластичная муфта; 4 — клиноременная передача
щих липких в-в и волокнистых материалов, с содержанием механич. примесей в перемещаемой среде до 1 кг/м3. Их используют для удаления древесных стружек, металлич. пыли от станков, в системах пневмотранспорта зерна и для аналогичных целей. ■
В конструкциях коррозионностойких В.р., предназнач. для перемещения агрессивных смесей, применяют материалы, стойкие к этим смесям (нержавеющая сталь, титановые сплавы, винипласт, полипропилен), либо их прочную часть напыляют антикоррозионными покрытиями.
И с к р о з а щ и т н ы е В.р. подразделяют на: вентиляторы с повыш. защитой от искрообразования, в к-рых предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр только в режиме их норм, работы. Их изготовляют из алюминиевых сплавов или разнородных металлов; вентиляторы искробезопасные, имеющие средства и меры защиты от искрообразования как при норм, работе, так и при возможном кратковременном трении рабочего колеса о корпус. Их выполняют на основе алюминиевых сплавов с анти- статич. пластмассовым покрытием —- графитонаполненными полиэтиленом или пентапластом, к-рые выбирают в зависимости от хар-ки перемещаемых сред, т.е. от способности противостоять коррозионному воздействию. Для перемещения смесей, взрывающихся от удара, В.р. применять нельзя, в этих случаях используют эжекторы.
В зависимости от применения различают два типа тягодутьевых В.р.: дутьевые и дымососы. Первые предназначены для подачи воздуха в топочные камеры котлоагрегатов ТЭС или крупных пром, котельных установок. Дымососы используют для отсасывания дымовых газов с темп-рой до 200 9С из топок котлоагрегатов. '
Мельничные В.р. предназначены для пневматич. транспортировки неагрессивной угольной пыли в системах пылеп-
Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с сстеств. побуждением движения воздуха для секции 3-этажного жилого домаСхема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с сстеств. побуждением движения воздуха для секции 3-этажного жилого дома
Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с сстеств. побуждением движения воздуха для секции 3-этажного жилого дома
Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с сстеств. побуждением движения воздуха для секции 3-этажного жилого дома
риготовления топлива котлоагрегатов и для подачи пылевидного топлива в пылеугольные и муфельные горелки. Их выполняют с учетом незначит. износа стенок спирального корпуса и рабочего колеса.
Малогабаритные В .р. с диаметрами рабочих колес менее 200 мм являются,. как правило, встроенными.
Судов ы е В.р. используются в системах вентиляции машиннокотельных отделений, служебных и жилых помещений, а также для охлаждения приборов и механизмов. Судовые В.р. должны удовлетворять ряду спец, требований: быть виброударостойкими, создавать малый уровень шума, иметь небольшие габариты и массу, устойчиво работать в условиях крена и дифферента. Всем этим требованиям наиболее полно отвечают судовые вентиляторы с радиальными лопатками рабочего колеса единой серии ЦС.
Шахтные В.р. используют в вентиляц. системах шахт, рудников и метрополитенов для обеспечения больших расходов воздуха и давлений.
В соответствии с полным давлением, создаваемым при помин, режиме, В.р. подразделяют на вентиляторы низкого, среднего и высокого давления. Вентиляторы низкого давления создают полное давление до 1000 Па. К ним относятся В.р. большой и средней быстроходности, у к- рых рабочие колеса имеют широкие листовые лопатки. Допустимая скорость для таких колес не превышает 50 м/с. Вентиляторы среднего давления создают полное давление до 3000 Па. Их лопатки могут быть загнуты как по направлению вращения колеса, так и против него. Макс, скорость рабочего колеса может достигать 80 м/с. Вентиляторы высокого давления создают полное давление свыше 3000 Па. Рабочие колеса В.р., создающих давление до 10 000 Па, как правило, имеют лопатки, загнутые назад, т.к. они более эффективны. В случае широких колес (вентиляторы средней быстроходности) применяют профильные лопатки с плоским или слегка наклонным передним диском. Полное давление более 10 000 Па могут создавать лишь вентиляторы малой быстроходности с узкими рабочими колесами, напоминающими компрессорные.
По быстроходности В.р. делят на вентиляторы большой (коэфф, быстроходности 60...81), средней (30...60) и малой (11...30) быстроходности. В.р. большой быстроходности имеют широкие рабочие колеса с небольшим числом загнутых назад лопаток, коэфф, давления 0,9, макс, кпд может достигать 0,9. К В.р. средней быстроходности относятся как вентиляторы с колесом барабанного типа с загнутыми вперед лопатками и большим диаметром входа, у к-рых коэфф, давления близки к макс, возможным (= 3), а кпд дости
гает лишь О;73, так и В.р., имеющие рабочие колеса значит, меньшей ширины с загнутыми назад лопатками, небольшими коэфф, давления (= 1) и кпд, достигающим 0,87. В.р. малой быстроходности имеют небольшие диаметры входа, довольно узкие рабочие колеса, незначит. ширину и раскрытие спирального корпуса, загнутые вперед или назад лопатки и макс, кпд не более 0,8.
В зависимости от компоновки В.р. делят на переносные, полустационарные и стационарные.
ВЕНТИЛЯТОРНЫЙ АГРЕГАТ — составная часть установки кондиционирования воздуха, предназнач. для перемещения через нее воздуха и транспортировки его по воздуховодам, системы кондиционирования воздуха. В кондиционерах центральных и кондиционерах местных неавтономных используют вентиляторы радиальные различ. типов и размеров одно- и двухстороннего всасывания. Центральные кондиционеры имеют радиальный вентилятор одностороннего всасывания, снабженный установл. на раме направляющим аппаратом для регулирования подачи. Вентиляторы к электродвигателю присоединяют с помощью шкивов и клиноременной передачи. Раму вентилятора устанавливают на строит, фундаменте на пружинных виброизоляторах.
ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА — гл. элемент вентиляции, состоящий из устройств для обработки и транспортировки вентиляц. воздуха. Включает в себя систему воздуховодов или каналов, устройства для забора из атмосферы наружного воздуха или выброса из нее за- грязн. вытяжного воздуха, вентилятор (при искусств, побуждении движения воздуха), шумоглушители. Хар-ка В.с. пре-
Схсма общеобменной приточной канальной вентиляции с искусственным побуждением движения воздуха '
— воздухозабор; 2 — утепленный клапан; 3 — фильтр; 4 — калориферная установка; 51— вентилятор; б— шумоглушитель; 7— магистр, канал (коллектор); 8 — ответвление; 9 — воздухораспределитель
1 —■ вход воздуха из кухни в систему; 2 — канал в кирпичной стене; 3 — сборный утепл. короб на чердаке; 4— то же, объединяющий 2 части вентиляц. системы; 5—утепленная вентиляц. шахта; б — дефлектор (или зонт), установл. на выходе воздуха из шахты в атмосферу
дусматривает такие ее особенности, как режим работы (периодичность, постоянство), сезонность работы, спец, назначение (аварийная, противопожарная и т.п.). Классифицируют В.с. по след, признакам: по виду вентиляции — общеобменные, местные; по функцион. назначению — приточные, вытяжные; по конструктивным особенностям — канальные и беска- нальные; по способу побуждения движения воздуха — искусств, и естеств. По сочетанию этих признаков возможны 16 видов В.с. Наиболее распространены из них следующие. Общеобм. приточная канальная В .с. с искусств, побуждением движения воздуха применяется в производств, и обществ, зданиях. Если она обслуживает одно помещение, допускается рециркуляция воздуха. Используются все виды воздухораспределителей, в т.ч. и сосредоточ. подача воздуха в помещение. Общеобм. приточная бесканальная В.с. с искусственным побуждением воздуха представляет собой приточный агрегат, подающий воз-
Z^-5Z^-5Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с естсстз. побуждением движения воздуха для многоэтажного зданияСхема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с естсстз. побуждением движения воздуха для многоэтажного зданияI, II, III —этажи; 1 — сборный поэтажный воздуховод;
Z^-5
Z^-5
Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с естсстз. побуждением движения воздуха для многоэтажного здания
Схема общеобменной вытяжной канальной вентиляции с естсстз. побуждением движения воздуха для многоэтажного здания
— вертик. участок поэтажного воздуховода; 3 — вертик. коллектор системы; 4—утепленная вытяжная шахта; 5 — зонт (дефлектор) на выходе воздуха из шахты в атмосферу
дух непосредственно в помещение с небольшим числом работающих, при отсутствии пост, рабочих мест. Используется для периодич. проветривания помещений с теплоизбытками и для вспомогат. помещений. Общеобм. приточная бесканальная В.с. с естеств. побуждением — это приточные отверстия (окна, аэрац. фрамуги) для аэрации производств, помещений со значит, теплоизбытками, жилых и обществ, зданий. Общеобм. вытяжная канальная В.с. с искусств, побуждением применяется в тех же случаях, что и общеобм. приточная. Общеобм. вытяжная бесканальная В.с. с искусств, побуждением используется для проветривания помещений с небольшим числом работающих, где воздух загрязнен вредными примесями; применяется как аварийная. Общеобм. вытяжная каяальнаяВ. с. с естеств. побуждением широко используется в жилых и небольших обществ, зданиях и гостини
цах, в производств, помещениях с теплоизбытками. Движение воздуха по каналам (шахтам) в этих В.с. происходит за счет- разности уд. веса воздуха снаружи и внутри здания.
Технологическая схема вентиляции1 — коллектор приточной системы вентиляции; 2 — вентилятор приточной установки; 3 — обработка приточного воздуха; 4 — воздухозабор приточной установки; 5 — поток инфильтрирующегося наружного воздуха; 6 — вентилируемое помещение №1; 7 -— поток перетекающего воздуха; 8 — воздухораспределитель приточной системы; 9— устройство для удаления вытяжного воздуха из помещения; 10 — воздуховоды вытяжной системы вентиляции; 11 — коллектор вытяжной системы вентиляции; 12 — шахты вытяжных систем для выброса воздуха в атмосферу; 13 — устройства для очистки вытяжного воздуха и утилизации теплоты; 14 — шумоглушители вытяжной вентиляц. установки; 15 — вентилятор вытяжной вентиляц. установки; 16 — поток перетекающего воздуха, поступающего в помещение; 17— обслуживаемое помещение №2; 18 — поток эксфильтрирующегося внутр, воздуха; 19 — воздуховоды приточной системы вентиляции; 20— шумоглушитель приточной вентиляц. установки; tn, <рв, vb, Св — соответственно температура, относит, влажность, скорость (подвижность) воздуха и концентрация вредных примесей в нем; индексы в, и — внутр, и наружный воздух, фз —■ фоновая зона аэродинамич. следаТехнологическая схема вентиляции1 — коллектор приточной системы вентиляции; 2 — вентилятор приточной установки; 3 — обработка приточного воздуха; 4 — воздухозабор приточной установки; 5 — поток инфильтрирующегося наружного воздуха; 6 — вентилируемое помещение №1; 7 -— поток перетекающего воздуха; 8 — воздухораспределитель приточной системы; 9— устройство для удаления вытяжного воздуха из помещения; 10 — воздуховоды вытяжной системы вентиляции; 11 — коллектор вытяжной системы вентиляции; 12 — шахты вытяжных систем для выброса воздуха в атмосферу; 13 — устройства для очистки вытяжного воздуха и утилизации теплоты; 14 — шумоглушители вытяжной вентиляц. установки; 15 — вентилятор вытяжной вентиляц. установки; 16 — поток перетекающего воздуха, поступающего в помещение; 17— обслуживаемое помещение №2; 18 — поток эксфильтрирующегося внутр, воздуха; 19 — воздуховоды приточной системы вентиляции; 20— шумоглушитель приточной вентиляц. установки; tn, <рв, vb, Св — соответственно температура, относит, влажность, скорость (подвижность) воздуха и концентрация вредных примесей в нем; индексы в, и — внутр, и наружный воздух, фз —■ фоновая зона аэродинамич. следаОбщеобм. вытяжная бесканальная В.с. с естеств. побуждением — вытяжное отверстие (верхняя часть окна, верхний ряд окон, открытые фрамуги фонаря аэрационного) применяется для производств, помещений со значит, избытками теплоты. Широко используется местная приточная канальная В.с. с искусств, побуждением, т.е. система, подводящая воздух к воздушным душам в производств, цехах с высокой плотностью лучистого теплового потока. Местная приточная бесканальная В.с. с искусств, побуждением — это передвижная или стационарная установка для воздушного душирования, работающая на рециркуляции внутр, воздуха с его обработкой (увлажнение, охлаждение) и обслуживающая местные отсосы в производств. зданиях. В.с. остальных видов при
Технологическая схема вентиляции
1 — коллектор приточной системы вентиляции; 2 — вентилятор приточной установки; 3 — обработка приточного воздуха; 4 — воздухозабор приточной установки; 5 — поток инфильтрирующегося наружного воздуха; 6 — вентилируемое помещение №1; 7 -— поток перетекающего воздуха; 8 — воздухораспределитель приточной системы; 9— устройство для удаления вытяжного воздуха из помещения; 10 — воздуховоды вытяжной системы вентиляции; 11 — коллектор вытяжной системы вентиляции; 12 — шахты вытяжных систем для выброса воздуха в атмосферу; 13 — устройства для очистки вытяжного воздуха и утилизации теплоты; 14 — шумоглушители вытяжной вентиляц. установки; 15 — вентилятор вытяжной вентиляц. установки; 16 — поток перетекающего воздуха, поступающего в помещение; 17— обслуживаемое помещение №2; 18 — поток эксфильтрирующегося внутр, воздуха; 19 — воздуховоды приточной системы вентиляции; 20— шумоглушитель приточной вентиляц. установки; tn, <рв, vb, Св — соответственно температура, относит, влажность, скорость (подвижность) воздуха и концентрация вредных примесей в нем; индексы в, и — внутр, и наружный воздух, фз —■ фоновая зона аэродинамич. следа
Технологическая схема вентиляции
1 — коллектор приточной системы вентиляции; 2 — вентилятор приточной установки; 3 — обработка приточного воздуха; 4 — воздухозабор приточной установки; 5 — поток инфильтрирующегося наружного воздуха; 6 — вентилируемое помещение №1; 7 -— поток перетекающего воздуха; 8 — воздухораспределитель приточной системы; 9— устройство для удаления вытяжного воздуха из помещения; 10 — воздуховоды вытяжной системы вентиляции; 11 — коллектор вытяжной системы вентиляции; 12 — шахты вытяжных систем для выброса воздуха в атмосферу; 13 — устройства для очистки вытяжного воздуха и утилизации теплоты; 14 — шумоглушители вытяжной вентиляц. установки; 15 — вентилятор вытяжной вентиляц. установки; 16 — поток перетекающего воздуха, поступающего в помещение; 17— обслуживаемое помещение №2; 18 — поток эксфильтрирующегося внутр, воздуха; 19 — воздуховоды приточной системы вентиляции; 20— шумоглушитель приточной вентиляц. установки; tn, <рв, vb, Св — соответственно температура, относит, влажность, скорость (подвижность) воздуха и концентрация вредных примесей в нем; индексы в, и — внутр, и наружный воздух, фз —■ фоновая зона аэродинамич. следа
меняют в нашем климатич. поясе либо чрезвычайно редко, либо для разного рода технологич. вентиляц. установок.
ВЕНТИЛЯЦИЯ (от лат. ventllatio — проветривание) — комплекс устройств и мероприятий, предназнач. для удаления вредных выделений (избыточной теплоты, влаги, газов, паров и аэрозолей) из помещений и обеспечивающих в них темп- ру, влажность, подвижность, загрязненность и запыленность не выше верхнего допустимого предела.
История развития отечеств, техники В. насчитывает неск. веков. Первая теоре- тич. российская работа принадлежит перу М.В. Ломоносова (О вольном движении воздуха в рудниках примеченном, 1763). К плеяде славных имен отечеств, ученых и инж., оставивших заметный след в развитии техники и искусства В., относятся Н.А. Львов (1751...1803) и Н.А. Амосов (17 87... 1868) — авторы пневматич. печей (печного кондиционирования воздуха),
И.Д. Флавицкий (1828...1887) —создатель первых отечеств, сан.-гигиенич. норм, С.Б. Лукашевич (1850...1912), читавший первый курс и создавший первый учебник по В. (1880). Широко известны родоначальники соврем, петербургской и московской школ специалистов В. — Б.М. Аше (1884... 1942) и В.М. Чаплин (1859... 1931), к-рую пополнили В.В. Батурин (1890...1972), П.Н. Каменев (1891 ...1973), С.Е. Бутаков (1905... 1968) и мн. др. Сложились школы инж., специализирующихся по В. пром, и обществ, зданий, по рудничной В.
Рабочим телом вентиляц. процессов является влажный атм. воздух. Действие В. обычно сводится к удалению вытяжным воздухом поступивших или образовавшихся в помещении вредных выделений и замене удаляемого воздуха чистым (в т.ч. и обработанным) приточным воздухом. Т.о. подаваемый в помещение вентиляц. воздух пост, разбавляет вредные выделения и, загрязняясь, уносит их из помещения. Кроме разбавления он может очищать помещение, вытесняя загрязн. воздух.
Выбор схемы подачи — удаления воздуха и определение воздухообмена в помещении зависят от его назначения, видов вредных выделений, места расположения в здании и т.д. Технич. решения и конструирование вентиляционных систем и вентиляц. камер для конкретных условий также зависят от назначения и конструктивного решения здания, от вида и категории вредности выделений в отд. помещениях, режима работы в течение суток, от категории пожаро- и взрывоопасности помещений и др. условий. Конструктивные решения устройств для забора воздуха снаружи здания и способа выброса вентиляц. воздуха выбирают с учетом места расположения здания в городе или на пром, площадке, кол-ва и категории вредности выбросов, метеорологич. условий. Поэтому при проектировании и эксплуатации В. необходимо решать вопросы, связ. с внутр., краевой и внешн. задачами воздушного режима здания. При проектировании В. любого здания учитывают допустимые параметры воздуха в каждом помещении. Выбор и расчет вентиляц. систем проводят с учетом норм и правил, выработ. на основе многолетнего опыта. Расчетные параметры климата для В. в холодный период года (параметры Б) совпадают с параметрами для расчета отопления и кондиционирования воздуха (средняя темп-pa воздуха самой холодной пятидневки и соответствующая энтальпия влажного воздуха). Для теплого периода года параметры наружного воздуха для В. выбираются ниже (параметры А), чем для расчета кондиционирования воздуха. Сезонная необеспеченность расчетных усло
вий для В. в теплый период — около 400 ч. Допустимый уровень параметров (темп- ра, влажность, подвижность и концентра-^ ция вредных примесей) внутр, воздуха в вентилируемом помещении определяется по сан.-гигиенич. требованиям или требованиям технологич. процесса. В нек-рых случаях параметры внутр, воздуха принимают с учетом повышения долговечности и сохранности строит, ограждающих конструкций. Источник вредных выделений в вентилируемом помещении — находящиеся в нем люди, солнечная радиация, освещение, работающие отопительные приборы системы отопления. В производств, помещениях вредные выделения поступают от технологич. оборудования, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, работающих электродвигателей, технологич. трубопроводов и пр. Теплоизбыт- ки и влаговыделения в помещение условно наз. вредными выделениями. В помещениях, где выделяются теплота и водяные пары, допускается рециркуляция внутр, воздуха (в т.ч. при выделении вредных в-в третьего и четвертого классов опасности.). Подачу воздуха в помещение (приток) осуществляют с помощью приточных вентиляц. систем; удаление (вытяжку) — вытяжных. Обработка приточного и вытяжного воздуха происходит в оборудовании, располагаемом обычно в вентиляц. камерах. Там же устанавливают вентиляторы, если предусмотрено механич. побуждение воздуха. В нек-рых случаях движение воздуха в системах В. происходит за счет гра- витац. сил и действия ветра. Это системы с естеств. побуждением движения воздуха. Если вентиляц. процесс осуществляется в объеме всего помещения, то В. паз. общеобменной. Вентиляц. воздух подается к рабочим местам или в определ. зону помещения местной приточной вентиляцией. Из мест выделения теплоты, влаги и вредных примесей загрязн. воздух удаляется местной вытяжной вентиляцией. Местная В. всегда более эффективна, чем общеобменная, однако не всегда осуществима. См. также Вентиляция аварийная, Вентиляция естественная, Вентиляция искусственная, Вентиляция местная, Вентиляция производственных зданий, Местная вытяжная вентиляция, Местная приточная вентиляция.
ВЕНТИЛЯЦИЯ АВАРИЙНАЯ — система устройств, обеспечивающих удаление дыма при пожаре или вредных газообразных примесей, поступивших в помещение при аварийной ситуаций. Это, как правило, вытяжные установки, включающиеся автоматически и обеспечивающие большие по сравнению с обычной вентиляцией расходы воздуха. При пожаре для предотвращения задымления предусматриваются приточные
установки, подающие воздух без подогрева в лестничные клетки и др. проходы для эвакуации людей. При аварийных выбросах вредных в-в в помещение приток в него происходит за счет перетекания воздуха из смежных помещений. Расчет требуемого воздухообмена при аварийном режиме производят с учетом нестационарности процесса, решая ур- ние газового баланса помещения, записанное в дифференц. форме.
ВЕНТИЛЯЦИЯ ЕСТЕСТВЕННАЯ — перемещение воздуха с целью создания воздухообмена за счет действия гравитац. сил и ветрового давления.
ВЕНТИЛЯЦИЯ ИСКУССТВЕННАЯ — механич. перемещение воздуха с целью создания воздухообмена, осуществляемое воздуходувными машинами — вентиляторами, компрессорами. и т.п. ,
ВЕНТИЛЯЦИЯ МЕСТНАЯ — способ организации воздухообмена в вентилируемом помещении, при к-ром приток воздуха подают непосредственно на рабочее место, а вытяжку осуществляют от места образования вредных выделений. В.м. позволяет поддерживать заданные параметры воздушной среды лишь на рабочих местах, добиваясь миним. объемов воздухообмена, высоких экономичности и эффективности. По назначению различают приточные и вытяжные системы В.м. Примерами приточных систем являются: воздушное душироваиие рабочих мест (см. Воздушный душ.), "воздушные оазисы", приточные системы вентиляции закрытых постов управления и кабин крановщиков. Если в цехе значит, теплоиз- бытки, а условия работы требуют оперативного вмешательства в технологич. процесс вблизи обслуживаемого агрегата, то применяют душироваиие ниспадающим воздушным потоком рабочих мест операторов. Необходимые параметры воздушной среды на рабочем месте создаются нач. участком ниспадающей струи, ось крой перпендикулярна плоскости пола. Это определяет большие размеры приточного насадка. В его конструкции предусмотрен элемент, обеспечивающий равномерное скоростное поле воздушного потока на выходе. Скорость воздушного потока не превышает 0,8 м/с, высота над уровнем пола — 2 м. Подвижность воздуха в помещении, превышающая 0,3...0,4 м/с, отклоняет струю от расчетной траектории. Защита рабочего места от боковых воздушных токов осуществляется кольцевой воздушной завесой, создаваемой струей, выходящей через щель по периметру приточного насадка. В завесу подается воздух из помещения, а в ниспадающей поток — кондиционированный воздух.
Для пультов управления в машинных залах ТЭС разработан способ приточной В.м., получивший назв. "воздушный оазис". Пульт управления огораживают остекл. перегородками-ширмами высотой 2,2... 2,5 м, в одной или в нескольких из к- рых имеются двери. Приток воздуха подают с малыми скоростями через приточные отверстия в тумбочках. Охлажд. воздух создает в объеме, огранич. перегородками, необходимый микроклимат. Нагреваемый теплоисточниками воздух уходит в машинный зал. Достоинством "воздушного оазиса" является возможность создания необходимого микроклимата в сравнит, большом объеме; недостатком — затрудненность перемещений оператора с целью предотвращения аварийных ситуаций. В металлургии (прокатные станы) и нек-рых др. отраслях пром-ти при высокоавтоматизиров. произ-ве системы приточной В.м., обслуживающей лишь посты управления, устраивают в спец, часто отд. стоящих постройках. В.м. кабин крановщиков в загазов. цехах осуществляется наружным воздухом в условиях перемещения крана вдоль цеха. Одно из технич. решений состоит в прокладке вдоль подкранового пути магистр, воздуховода прямоугольного сечения, в нижней плоскости к-рого устроены воздухоприточные патрубки. Каждый из них имеет клапан с электромагнитным приводом. Снизу к патрубкам по всей длине магистр, воздуховода прикреплен плоский метал- лич. экран с воздухоприточными отверстиями, по к-рому скользит воздухопри- емник, сообщающийся с кабиной посредством воздуховода.
Практика вентидяции выработала следующие виды местных отсосов: укрытие кожуховое, вытяжной шкаф, отсос воздуха витринный, вытяжной зонт, вытяжная воронка, панель равномерного всасывания воздуха, отсосы воздуха бортовой, боковой и кольцевой. Перечисл. выше виды местных отсосов условно можно разделить на 3 группы: полностью закрытые, полуоткрытые и открытые. Пол н о с т ь ю закрытые отсосы — составная часть корпуса машины или аппарата, имеют щели и неплотности, иногда отверстие. К ним относятся кожухи. Пол уоткрытыйотсос представляет собой укрытие с рабочим проемом, внутри к-рого находится источник вредных выделений. В эту группу входят вытяжные шкафы и витринные отсосы. В укрытиях о т к рытого типа непроницаемые ограждения типа стенок отсутствуют. Локализация осуществляется преимущественно соответствующими направлением и скоростью воздушных потоков, а местный отсос располагается сбоку или сверху источника вредных выделений. К отсосам этого типа относятся вытяжные зонты и воронки,
бортовые, боковые и кольцевые отсосы, панели равномерного всасывания.
К местным отсосам предъявляются технология. требования: источник вредных выделений должен быть макс, укрыт; рабочий проем должен иметь миним. возможные по условиям технология, процесса размеры; укрытие не должно мешать работе и снижать произ-сть труда; должно иметь простую конструкцию и малое гидравлич. сопротивление, легко сниматься для очистки и ремонта; вредные выделения из отсоса должны удаляться в направлении их естеств. движения. Принято считать, что объем удаляемого от отсоса воздуха должен быть пропорционален кол-ву вредных выделений. Необходимо стремиться к уменьшению объема вытяжки, т.к. на компенсацию удаляемого воздуха расходуются электроэнергия и теплота. Предпочтительно располагать укрытие т.о., чтобы для улавливания вредных выделений использовалась кинетич. энергия потока загрязн. воздуха. Объем вытяжки в этом случае будет миним. при необходимой эффективности укрытия. По технология, причинам это условие не всегда удается выдерживать; что приводит к повыш. расходам воздуха. 1
Характер вредных выделений оказывает влияние на конструирование и аэродинамический расчет сети воздуховодов (см. Пневматический транспорт, Аспирация).
ВЕНТИЛЯЦИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ — раздел вентиляции, объединяющий методич. приемы, схемные и конструктивные решения и методы расчета, характерные для обществ, и жилых зданий разл. типов.Специфич. особенности обществ, зданий — многоэтаж- ность, большая протяженность поэтажных коридоров, наличие вертик. связей между этажами (лестничные клетки, лифтовые шахты), большая разнородность помещений по видам вредных выделений, требования к внутр, климату, режимам работы. Как правило, часть помещений обществ, зданий требует кондиционирования воздуха. Кроме обеспечения допустимых или оптим. условий в обслуживаемой зоне помещений вентиляционные системы и системы кондиционирования воздуха позволяют управлять потоками воздуха между смежными помещениями (см. Перетекание воздуха'). Иногда вентиляционные системы совмещают ф-ции отопления в рабочее и нерабочее время суток. Режим работы вентиляц. систем учитывают при проектировании противопожарной защиты здания. Для В.о.з. используют общеобменные и местные системы вентиляции всех типов.
Способ подачи приточного воздуха, схема организации воздухообмена зави
сят от назначения здания и помещения и климатич. хар-к р-на постройки; В зависимости от р-на постройки и категории в обществ, зданиях предусматривй5т*либо вентиляцию и кондиционирование воздуха в отд. помещениях, либо кондиционирование воздуха повсеместно. Приточные и вытяжные системы в этих зданиях раз- ветвл., требуют наладки и сезонного регулирования. Для предотвращения их сезонной разрегулировки предусматривают повыш. сопротивление ответйлений от магистр. воздуховодов (коллекторов) и■ установку регуляторов постоянства расхода. Подачу на этаж и удаление воздуха с каждого этажа осуществляют с помощью вертик. каналов; раздачу воздуха по помещениям этажа и удаление его из них — горизонт. воздуховодов, пролож. в подшивных потолках (с соблюдением противопожарных требований к вентиляц. системам) . В системах воздуховодов необходимо устраивать шумопоглощающие вставки (акустич. развязки), чтобы шум из одних помещений не проникал в др. Для кондиционирования воздуха в кабинетах обществ, зданий наиболее широкое распространение получила центр, система с эжекц. доводчиками. Применяют также местные автономные кондиционеры. Актовые залы обслуживают центр, кондиционеры с рециркуляцией воздуха, обеспечивающие подачу наружного воздуха в пределах сан. нормы. Здания гостиниц в зависимости от их класса оснащают вентиляц. системами с естеств„ или меха- нич. побуждением движения воздуха или системами кондиционирования воздуха. Воздух подается в номера из расчета не менее 50 м3/ч наружного воздуха на одного проживающего, загрязн. воздух удаляется через сан. кабину. Вентиляц. оборудование с учетом круглосуточной работы следует резервировать. Кондиционирование воздуха предусматривают в гостиницах высшей категории. Наиболее целесообразной для гостиниц признана комбини- ров. система кондиционирования воздуха. Заданный темп- рный режим поддерживают с помощью вентиляторных доводчиков, включаемых по желанию проживающих в номере гостиницы.
Особенностью вентиляции лечебно- профилактич. учреждений является обя- зат. выполнение ф -ций управления перетеканием воздуха между смежными помещениями. Организов. перетекание воздуха необходимо для обеспечения требуемых сан.-гигиенич., метеорология. и стерильных условий. В очень чистых помещениях — операц., послеопе- рац., послеродовых палатах и др. аналогичных помещениях устраивают кондиционирование воздуха с супертонкой очисткой и стерилизацией приточного воздуха. От остальных эти особо чистые
помещения отделяют тамбур-шлюзом (фильтр-боксом), в к-ром создают подпор подачей в него стерильного воздуха. Еще одной особенностью вентиляции ле- чебно-профилактич. зданий является необходимость обслуживания групп помещений, объедин. в единый технология, блок отд. системами приточной и вытяжной вентиляции или кондиционирования воздуха. В этих зданиях при тепловлажностной обработке воздуха недопустимо использование увлажняющих контактных аппаратов. Увлажнение воздуха производится паром. Все элементы систем вентиляции и кондиционирования воздуха должны быть доступны для их гигиенич. очистки и стерилизации.
В зданиях архивов и книгохранилищ устраивают механич. вентиляцию, со- вмещ. с отоплением или кондиционированием в крупных объектах и сейфах для хранения документов. Подача наружного воздуха ограничена (не более 10% требуемого воздухообмена); это облегчает очистку приточного воздуха от пыли, сернистого газа и диоксида углерода. При использовании контактных увлажнителей воздуха вода должна быть обработана щелочью.
Осн. помещения н.-и. ин-тов и вузов — лаборатории, кабинеты, аудитории — оборудуют вентиляцией либо по технологич. или сан.-гигиенич. требованиям предусматривают кондиционирование воздуха. Число систем, обслуживающих здание, выбирают исходя из режима работы обслуживаемых вентиляцией помещений. Широко применяют местную вытяжную вентиляцию (отсосы воздуха от лабораторных шкафов, зонтов и др. видов местных отсосов). Удаляемый от местных отсосов воздух необходимо перед выбросом в атмосферу очищать от вредных примесей.
Для вентиляции и кондиционирования воздуха спортивно-оздоровит., зрелищных, торговых и т.п. зданий необходима оптим. схема организации воздухообмена в помещениях большого объема с перем. по времени нагрузкой. Выбор схем подачи приточного воздуха и расположение вытяжных отверстий зависят от архи- тектурно-строит. решения помещения и здания. В пищеблоках вентиляц. системы не только обеспечивают допустимые параметры в помещениях, но и защищают здание и обеденный зал от распространения резких запахов кухни. В горячих цехах пищеблока применяют технологич. оборудование с местными отсосами воздуха, а также местный приток.
Общим для большинства обществ, зданий является наличие в них разл. технологич. служб: АТС, вычислит, центров, тепловых пунктов, машинных отделений лифтов и т.п. помещений с разнооб
разными вредными выделениями и требованиями к внутр, микроклимату. Напр., современные АТС, оснащ. квазиэлектрон- ным оборудованием, нуждаются в кондиционировании воздуха, аккумуляторные помещения АТС — в собств. системе вентиляции с учетом требований по взрывобезопасное™. В вычислит, центрах система кондиционирования совмещает функции охлаждения стоек ЭВМ. В этих помещениях предъявляют повыш. требования к чистоте приточного воздуха, а сами помещения находятся под подпором, создаваемым за счет дисбаланса притока и вытяжки. Общее положение по устройству вентиляции в обществ, зданиях — расположение приточных установок, кондиционеров и холодильных агрегатов в подвальных помещениях, а вытяжных установок — на верхнем (чаще технич.) этаже или на чердаке здания. Все вентиляц. установки снабжают устройствами, снижающими вибрацию и шум, и приборами автоматич, управления.
ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ — система мер для создания и поддержания требуемых нормами метеорология, условий в помещении. Это достигается локализацией, ассимиляцией и разбавлением выделяющихся в результате технологич. процесса вредных выделений: избытков теплоты и влаги, газов, паров, пыли. Способ вентилирования (схема организации воздухообмена) помещения зависит от физ.-хим. свойств и кол-ва выделяющихся вредных в-в. Характерной особенностью вентиляции производств, зданий является наличие местной приточной и вытяжной вентиляции, аэрацйи и значит, (до десятков млн куб.м в час) расходов воздуха.
По схеме организации воздухообмена произв. помещения можно условно подразделить на три класса. К первому относятся помещения, в к-рых распределение темп-ры и скорости воздуха, а также концентрации вредных в-в определяют приточные вентиляц. струи. Маломощные источники тепловыделений рассредоточены по помещению. Воздух обычно раздается в его верхнюю зону огранич. числом струй, а удаляется через местные отсосы и из верхней зоны. При выделении вредных (горючих) газов и паров, имеющих плотность больше плотности воздуха в рабочей зоне, необходимо предусматривать удаление воздуха и из нижней зоны помещения. К этому классу помещений относятся т.н. "холодные" цехи: сборочные, сварочные, механич. по обработке металлов, окрасочные, деревообрабатывающие и т.п. Ко второму классу относятся помещения с мощными сосредоточ. источниками тепловыделений. Распределение темп-ры и скорости воздуха, а также концентрации
Способы раздачи воздуха
в--первый;® —второй; в—третий; 2 —раздачавоз- духа в рабочую зону; 2 — то же, под углом к горизонту; 3 -- то же, вертикально вниз; 4 — то же, сосредоточенная ; 5 — удаление воздуха из верхней зоны; б — местная вытяжная вентиляция
вредных выделений определяют тепловые (конвективные) потоки. Воздух раздается в нижнюю (рабочую) зону, а удаляется через местные отсосы и из верхней зоны, обычно из области конвективных струй. К этому классу относятся "горячие" цехи: кузнечные, термические, плавильные и заливочные отделения литейных цехов и т.п. Третий класс образуют помещения, в к-рых трудно выделить факторы, влияющие на распределение темп-ры, подвижности воздуха и концентрации в нем вредных в-в. Воздух раздается в направлении рабочей зоны сверху вертикально или под углом, а удаляется через местные отсосы из верхней и нижней зон. К этому классу можно отнести малярные цехи, в к-рых есть сушильные камеры, цехи вулканизации тинных заводов, пропарочные цехи заводов строит, индустрии и т.д.
Распределение воздуха в помещении (воздухораспределение) во многом определяет качество вентиляции помещений. В зависимости от особенностей технологич. процесса, строит, хар-ки объекта, экономич. и эстетич. соображений применяют различные способы подачи приточного воздуха и разные воздухорас- пределит. устройства (.воздухораспределители) . Все варианты раздачи приточного воздуха можно объединить в три способа. Первый — раздача воздуха непосредственно в рабочую зону. Приточные струи в данном случае должны быть маломощными и затухать вюбъеме рабочей зоны. Для этих целей используют э ж е к- циОнные воздухораспределители ВЭПш, душирующие патрубки. Такая раздача свойственна помещениям второго класса. Второй способ — раздача воз-
Вствь системы отопленияВствь системы отопленияСхема взаимодействия двух струйСхема взаимодействия двух струй1 — сечение и поле скоростей до слияния струй; 2 — то же, в нач. стадии взаимодействия; 3—полное слияние струй, максимум скорости на общей оси1 — сечение и поле скоростей до слияния струй; 2 — то же, в нач. стадии взаимодействия; 3—полное слияние струй, максимум скорости на общей оси
Вствь системы отопления
Вствь системы отопления
Схема взаимодействия двух струй
Схема взаимодействия двух струй
1 — сечение и поле скоростей до слияния струй; 2 — то же, в нач. стадии взаимодействия; 3—полное слияние струй, максимум скорости на общей оси
1 — сечение и поле скоростей до слияния струй; 2 — то же, в нач. стадии взаимодействия; 3—полное слияние струй, максимум скорости на общей оси
духа струями, поступающими в рабочую зону вертикально или наклонно под углом. Для этих целей служат перфорированные воздуховоды ВПК, потолочные плафоны ВР, ВПР,а также воздухораспределитель НРВ. Такая раздача возможна для всех помещений производств, зданий. Третий — раздача воздуха горизонт, струями, затухающими вне рабочей зоны (сосредоточенная подача воздуха ограниченным числом струй). Различают сосре- доточ. подачу настилающимися и нена- стилающимися на перекрытие (потолок) струями. Для такой раздачи воздуха используют цилиндрич. насадки и воздухораспределители. Этот способ характерен для "холодных" цехов с воздушным отоплением.
ВЕРХНЯЯ ЗОНА ПОМЕЩЕНИЯ— часть вентилируемого помещения, располож. выше обслуживаемой или рабочей зоны. Обычно служит накопителем теплоты, вредных примесей и водяных паров, выделяющихся в помещении и поднимающихся вверх с нагретым воздухом. Поэтому вытяжные отверстия (вытяжку), как правило, располагают в В.з.п. При отсутствии в помещении вредных выделений приточный воздух в холодное время года целесообразно подавать через тепловую подушку —- слой теплого воздуха, располож. в В.з.п.
ВЕТВЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — горизонт, теплопровод, соединяющий стояк системы отопления с подводками к отопительным приборам или к обогреваемым помещениям, располож. по горизонтали одно за. др. В.с.о. наз. подающей, когда используется для распределения теплоносителя между подводками, и обратной — для сбора отдавшего теплоту теплоносителя. В однотрубной системе водяного отопления и бифилярной (двухпоточнои) системе отопления функции распределения и сбора теплоносителя совмещаются в одной В.с.о.
В.с.о. размещается в обслуживаемых помещениях открыто у стены или скрыто (при обосновании) в спец, выемке в стене, в полу или под полом. Прокладывается сукло- ном теплопровода; допускается прокладка без уклона при скорости движения воды или конденсата в трубах более 0,25м/с. При конструировании В.с.о. предусматривается компенсация темп-рного удлинения труб путем изгиба их в местах присоединения к стоякам и подводкам, установки спец, компенсатора в системе отопления.
При гидравлич. расчете потери давления в В.с.о. многоэтажного здания Арвет не должны быть меньше А ре.шах — макс, естеств. циркуляц. дав-
а — в горизонтальных системах водяного отопления с нижней разводкой; б — то же, с верхней разводкой; 1 и 2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3 и 4—подающие и обратные стояки; 5 и 7—подающие и обратные подводки; б—отопительные приборы; 8 — однотрубные ветви; 9 — бифилярные ветви (стрелки показывают направление движения теплоносителя)
ления, возникающего при охлаждении воды в отопительных приборах на верхнем этаже здания, т.е. А рвет & А ре.шах. Для регулирования темп-ры в обслуживаемых помещениях В.с.о. дополняется регулятором прямого действия. Для аварийного отключения каждой В.с.о. в здании, имеющем более 3 этажей, на трубах вблизи стояков устанавливают запорные пробочные или шаровые краны. При этом для слива воды или конденсата из отключ. В.с.о. в дренажную линию (стояк) предусматривается спускная труба с запорным вентилем, а на противоположном конце В.с.о. — патрубок с вентилем для впуска в нее воздуха (под давлением со стороны переносного компрессора, если В.с.о. проложена без уклона).
ВЕТРОВОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗДАНИЯ — избыточное давление или разрежение, возникающее на поверхности здания, сооружения или препятствия при обтекании их ветром. Повышение давления на наветр. стороне происходит за счет перехода части кине- тич. энергии потока воздуха в потенц. Разрежение на заветр. и боковых поверхностях объясняется процессом эжекции воздуха, возникающей за плохо обтекаемыми объектами. Избыточное давление и разрежение оценивают аэродинамическими коэффициентами.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИТОЧНЫХ СТРУЙ — процесс совместного действия неск. приточных струй, обслуживающих вентилируемое помещение, приводящий, как правило, к увеличению в нем подвижности воздуха. На схеме по-
казано взаимодействие двух приточных струй, располож. на расстоянии 1 от общей оси х. Наложение скоростных полей струй происходит постепенно по мере их слияния. Сечение 3 расположено обычно в зоне, где скорость воздуха жестко нормируется. В инж. расчетах В.п.с. учитывают, вводя коэфф, взаимодействия Кв 1. Методич. основой для определения Кв является допущение, что в любой точке пространства при В.п.с. суммарный поток кол-ва движения (импульс) равен сумме потоков кол-ва движения в этой точке всех взаимодействующих струй. Поток кол-ва движения пропорционален квадрату проекций скорости на ось х, следовательно, для каждой точки пространства в зоне В.п.с. будет справедливо равенство уСум - Vs v^xi, где Усум — суммарная (результирующая) скорость воздуха; vxi — скорость воздуха в этой же точке при действии одной из струй.
■ Суммарная скорость па общей оси х равна для двух струй:
Ух-’Уот^/хЖв; Кв-Г1/2(|/сх)'М,
где Уо — нач. скорость воздуха в каждой струе; m — коэфф, затухания скорости, зависящий от типа приточного насадка; fo — площадь нач. сечения струи; х —■ расчетное расстояние; с — эксперимент, постоянная (по И.А. Шепелеву, равная 0,082).
ВЗРЫВНОЙ КЛАПАН — устройство для предотвращения разрушения энергетич. установок в случае взрыва горючих газов, угольной пыли и др. Представляет собой отверстие (окно, лаз и т.д.) во взрывоопасных элементах энергетич. установок, закрытое дверцами или материалами (асбестовое полотно и др.), легко разрушающимися во время взрыва. В.к.,
соединенный с отводом для газов, предохраняет персонал от ожогов. В.к. оборудуются топочные камеры, газоходы паровых котлов и печей, система пылеприготовле- нияи др.
ВЗРЫВООПАСНАЯ ВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ — воздух, содержащий горючие газы, пары, волокна или аэрозоли с концентрацией, при к-рой горение распространяется взрывообразно на весь объ- ем, и при этом развивается давление взрыва, превышающее 5 кПа.
ВИБРАЦИОННАЯ ОЧИСТКА КОТЛА— метод периодич. очистки поверхностей нагрева котлдагрегата (экранов, пироперегревателей, водяного экономайзера) от золошлаковых отложе-
Вибрационное устройство для очистки вертикальных труб
а -т вид сбоку; б — сопряжение виброштанги с обогреваемыми трубами — вид сверху; 1 — вибратор; f 2 — плита; 3 — противовес; 4 — трос; 5 — виброштанга; б — труба; 7—уплотнение прохода штанги через обмуровку
ний с использованием вибрац. устройств — источников колебаний системы. В.о.к. основана на том, что при колебании труб с большой частотой нарушается сцепление золошлаковых отложений с металлом поверхности нагрева. Наиболее эффективна В.о.к. свободно подпеш. вертик. труб —- ширм и пароперегревателей. Для В.о.к. преимущественно применяют электромагнитные вибраторы. Трубы пароперегревателей и ширм прикрепляют к тяге, к-рая выходит за пределы обмуровки котла и соединяется с вибратором. Тяга охлаждается водой, место ее прохода через обмуровку уплотнено. Электромагнитный вибратор состоит из корпуса с якорем и каркаса с сердечником, закрепл. пружинами. Вибрация очищаемых труб осуще- стйляется за счет ударов по тяге с частотой 3000 ударов в 1 мин и амплитудой колебаний 0,3...0,4 мм. Наиболее эффективна высокочастотная очистка с угловой скоростью <z» 100 Гц (628 рад/с).
ВИБРАЦИЯ (от лат. vibratio — колебание, дрожание) — механич. колеба
ния. В технике (машинах, механизмах, сооружениях, конструкциях и т.д.) бывает полезная и вредная В. Пол езна я В. возбуждается преднамеренно вибраторами, используется в стр-ве, дорожных и др. машинах, в котлоагрегатах с целью вибрац. очистки поверхностей нагрева от золошлаковых отложений и для др. целей. Вредная В. возникает при движении трансп. средств, работе двигателей, турбин и др. машин, иногда приводит к нарушению режима работы и даже разрушению устройств. Для подавления вредной В. и снижения ее действия применяют различные меры защиты, в т.ч. виброизоляцию.
ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ — защита сооружений, машин, приборов и людейотвред- ного воздействия вибрации путем введения промежуточных деформируемых элементов между источником вибрации и защищаемым объектом. Обычно используют пассивную В. В этом случае виброизоляторами являются промежуточные элементы, деформирующиеся под действием источника вибрации. В ответств. случаях для снижения низкочастотной вибрации вводят активную В., при к-рой деформацией упругих элементов управляет система автоматич, регулирования. Чем ниже частота и больше амплитуда вибрации, тем податливей должны быть амортизаторы. При защите от периодич. вибрации демпфирование (т.е. принудит, гашение колебаний) должно быть слабым; от непериодич., в т.ч. от случайной вибрации и одиночных ударов, — сильным. В системах отопления в трубу или воздуховод вставляют виброизолирующую вставку — патрубок из упругого материала.
ВИХРЕВАЯ ТОПКА, циклонная топка — топка, в к-рой осуществляется спиральное движение газовоздушного потока, несущего частицы топлива и шлака топливного. В.т. используются в качестве предтопок камерных топок на ТЭС, в технологич. печах и др. В.т. получили распространение в 50-х it. XX в. В В.т. частицы топлива поддерживаются во взвеш. состоянии за счет несущей силы мощного вихря, вследствие чего в ней не выпадают даже крупные частицы (5... 150 мм и более). В современ. В.т. сжигаются куски твердого топлива размером 2... 100 мм при скорости струи подаваемого воздуха 50... 200 м/с. Существуют горизонт. и вертик. циклонные предтопки, при этом последние применяются значительно реже. Осн. преимущество В.т. — высокое энерговыделение. В.т. характеризуются высокими тепловым напряжением сечения топочной камеры — 42...63 ГДж/(м2.ч) и степенью улавливания шлака — до 90%. В камерной топке тепловое напряжение объема в 10...20 раз
"меньше, а степень улавливания шлака превышает 80%.
ВЛАГОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА — хар-ка материала, численно равная увеличению его влажности, приходящейся на единицу увеличения принятого потенциала влагопереноса в изотермич. условиях. В.м. См ~ kd. <о Id 6 )т, где <о — влажность материала, кг/кг, 9 —потенциал влагопереноса (или общий потенциал влажности), °М. Напр., если в качестве потенциала используется упругость водяного пара, то уд. пароемкость £ - dai /dP. Если же и качестве потенциала используется относительная влажность воздуха, то относит, уд. пароемкость to™ dcoi/dy> - - Pst , где Р — упругость водяного пара, Па; <р — относит, влажность воздуха, %; <о| — сорбц. влажность материала, %; t — уд. пароемкость, 1/Па.
ВЛАГООБМЕН — процесс обмена влагой части строит, конструкции с окружающим воздухом. Принимается, что этот В. осуществляется парообразной влагой и описывается ур-нием, выражающим граничное условие Ш рода:д- аш(Рп- - Рв), где q — плотность потока влаги, выходящего с поверхности конструкции, кг/(м\с); a m — коэфф. В., кг/(м .с.Па); Рп, Рв — упругости водяного пара соответственно в норах материала у поверхности конструкции и в воздухе, Па. Коэфф, влагообмена в общем случае'зависит от темп-ры, упругостей водяного пара, подвижности воздуха около поверхности конструкции. Для условий конвекции свободной А.В.Нестеренко получил критериальное ур-ние, связывающее эти параметры. К.Ф.Фокин полагал, что для практич. расчетов достаточно приближ. значений сопротивлений влагообмену (величина, обратная коэфф, влагообмена): у внутр, поверхности — RB.n"2,66 ЛО-8 м2с.Па/кг, у наружной — Rn.n “1,33 .10"8 м2с.Па/кг. В.Н.Богословский рекомендует для коэфф. влагообмена след, ур-ние: а т™ “3,18 ЛО'3 А?/3 АР2^, где А t — разность темп-ры воздуха и поверхности, °C; Л Р — разность упругостей водяного пара в воздухе и в порах материала у его поверхности, Па;
ВЛАГОПЕРЕДАЧА НЕСТАЦИОНАРНАЯ — физ. процесс переноса влаги в строит, конструкции, отличающийся перем. во времени потоком влаги и влагосо- держанием материала. Именно такой процесс характерен для влагопереноса в эксплуатируемых конструкциях. Осн. причиной В.н. являются нестационарные темп-pa и влажность окружающей среды. Изменение этих параметров у поверхностей конструкции вызывает изменение по-
тока влаги, входящего или выходящего из конструкции, что в свою очередь приводит к изменению влагосодержания составляющих ее материалов. Общее ур-ние В.н. имеет вид 8 и/дт --div(q), где и —- концентрация влаги в материале, кг/м3; т — время, с; q — плотность потока влаги, кг/м» с. Из этого ур-ния можно вывести все используемые при практич. расчетах ур-ния. Напр., при использовании метода последоват. увлажнения в одномерном случае это ур-ние принимает вид: у 0 (д<у / 8 т) - а /Эх Qt д Р/d х + Р Э ш /а х), где <о — влажность, кг/кг; Р — парциальное давление водяного пара, Па; /г — коэфф, паропроницаемости, кг/(м.с .Па); /? — коэфф, влагопроводности, кг/(м.с); у о — плотность сухого материала, кг/м3; х — пространств, координата, м; т — временная координата, с.
Связь влажности на поверхностях конструкции с влажностью окружающего воздуха осуществляют с помощью ур-ний граничных условий. В.н. в конструкции в общем случае сопровождается теплопередачей нестационарной, к рая также может быть описана соответствующими ур- ниями. При В.н. в ограждающей конструкции со временем изменяется как распределение влажности по толщине, так и средняя влажность однородных слоев конструкции. Для ограждающей конструкции отапливаемого помещения в осенне- зимний период увеличивается диффузия водяного пара из воздуха помещения в конструкцию вследствие значит, градиентов темп-ры и упругости водяного пара. В то же время удаление влаги через наружную поверхность из конструкции является менее интенсивным вследствие снижающегося при приближении к наружной поверхности градиента упругости военного пара, замерзания части жидкой влаги в материале конструкции у ее наружной поверхности и снижения коэфф, влагопро-
Измснение средней влажности материала ограждающей конструкции при ее эксплуатации
водности. Этот период наз. периодом вла- гонакопления, и к его окончанию в марте- апреле влажность в конструкции максимальна. При повышении темп-ры наружного воздуха весной вследствие увеличения интенсивности перемещения жидкая
влага из внутр, частей конструкций поступает к ее поверхностям, где испаряется в воздух. К концу лета —- нач. осени влажность в конструкции минимальна. Нач. период эксплуатации конст рукции характеризуется сравнительно интенсивным удалением технология. влаги, к-рый может продолжаться неск. лет, после чего наступает т.н. квазистационарный влажностный режим конструкции.
ВЛАГОПЕРЕДАЧА СТАЦИОНАРНАЯ — процесс влагопереноса в конструкции, при к-ром влажность и поток влаги являются неизменными во времени. Такой влагоперенос на практике осуществляется очень редко. Напр., он может бы ть в ограждающих конструкциях, разделяющих помещения с разл., попоет, темп-рно-влажно- стнымиусловиями. Ур-пиеВ.с. вобщем случае имеет вид: div(q) " 0, где q —- плотность потока влаги, кг/(м .с). Это ур ние принимает конкретный вид I щи использовании тех или иных частных потенциалов влажности (или общего потенциала влажности). Чаще всего при рассмотрении одномерной В. с. в ограждающих конструкциях в качестве ча стного потенциала влажности используют упругость водяного пара, и приведенное выше ур-ние принимает вид:рЭ P/d х ~ const, где Р — упругость водяного пара, 11а; (и — коэфф, паропроницаемости, кг/(м.с»Па); х — пространств, координата, м. Следовательно, в этом слу чае при пост. коэфф. паро- пропицаемости упру гость водяного пара изменяется по толщине конструкции линейно. В.с. чаще всего рассматривают при оценке ограждающих конструкций, напр. при определении зоны конденсации в конструкции. При этом темп ру и влажность как наружного, так и внутр, воздуха принимают постоянными. Однако в связи с замедленностью процессов влагопереноса' темп-ру и влажность наружного воздуха принимают равными среднемесячным наиболее холодного месяца. Для этих условий рассчитывают стационарное распределение темп ры по толщине конструкции. Зная его значение, определяют распределение макс, упругости водяного пара. Зоной конденсации считается та часть конструкции, где упругость водяного пара превышает макс, значения. Можно также рассчитать влагонакопление в ограждающей конструкции в течение года исходя из стационарных условий влагопередачи в течение каждого месяца. Соответствие этих расчетов натурным данным в большой степени зависит от выбора расчетной темп-ры и влажности наружного воздуха и от длительности периода увлажнения.
ВЛАГОПРОВОДНОСТЬ — изотер- мич. процесс влагопереноса в материале, определяемый наличием фадиента влажности. Поскольку почти вся влага, содер
жащаяся в материале при положит, темп- ре, находится в жидком состоянии, то часто под В. понимают способность материала проводить жидкую влагу. Количественной хар -кой В. является коэфф. В. Р , численно равный массе влаги, проходящей через единицу площади образца материала толщиной в единицу длины за единицу времени при единичном перепаде влажности |кг/(м.с. %) ]. Можно выделить статич. (стационарную) и динамич. (нестационарную) В. Статич. В. обнаруживается при ус тановившемся пост, потоке влаги в сечении материала. Осн. механизмами влагопереноса в этом случае являются перемещение влаги под действием градиента капиллярного давления, пленочное течение влаги под действием градиента расклинивающего давления и капиллярная диффузия водяного пара. Теория такой В. под действием только градиента капиллярного давления была разработана О. Кришером. Экспериментально этот коэфф, определяется стационарным методом. Образец материала в форме призмы с влагоизолированными боковыми гранями устанавливается в сосуд с водой гак, что нижняя грань его соприкасается с поверхностью воды, щель между боковыми гранями и стенками сосуда замазывается паронепроницаемым материалом, верхняя иевлагоизолиров. грань образца омывается воздухом. Сосуд с образцом помещают в стационарные темп-рно-влажностные условия. Путем периодич. взвешиваний сосуда с образцом определяют плотность потока влаги через образец и устанавливают факт выхода процесса в стационарный режим. После этого определяют распределение влаги по высоте образца и рассчитывают значения градиента влажности по высоте образца. Значения коэфф. В. вычисляют по ф-ле /^ * - (ц/ (grad а>). Таким образом получают значения коэфф. В. материала в зависимости от его влажности. Поскольку при сорбционной влажности материала изо- термич. влагоперенос в нем описывают с помощью коэфф, паропроницаемости, то В. часто рассматривают только при влажности материала, превышающей макс, сорбционную. При меньшей влажности коэфф. В. и паропроницаемость связаны между собой соотношением р ~ "/г (Р3/100) / (dw /dtp ), где р. — коэфф, паропроницаемости, кг/(м»с»Па); ш(<р ) — изотерма сорбции водяного пара материала, % по массе; Р3 — макс, упругость водяного пара, Па.
Динамич. В. отмечается в материале при капиллярном всасывании воды. В этом случае влагоперенос проходит в осн. по механизму капиллярного поднятия. При этом по капиллярам большего радиуса вода поднимается быстрее. Зависимость как статич., гак и динамич. коэфф, от
влажности материала может иметь разл. характер и определяется пористой структурой материала, она может быть монотонно возрастающей или иметь максимум при нек-ром значении влажности. Сравнит. эксперименты показывают, чтодина- мич. коэфф. В. на 1...2 порядка больше статического. Как тот, так и др. коэфф, прямо пропорциональны поверхностному натяжению и обратно пропорциональны вязкости воды, что приводит к след, темп- рной зависимости коэфф.: Bt”Bzo« • (-8,46.10'7t3 + l,16.1oV + 1,89. Юл + + 0,582), где/? 20, В t — коэфф. В. материала при темп-ре 20°С и t соответственно при -40 s t s 40°С.
ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ ВОЗДУХА (удельное) — кол-во водяных паров, содержащихся во влажном воздухе, отнесенное к 1 кг его сухой части (см. Воздух'). Измеряется г/кг или кг/кг.
ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ МАТЕРИАЛА — хар-ка состояния материала. Физ. величина, численно равная массе воды во всех фазах, содержащейся в единице массы материала; измеряется в кг/кг.
ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛА — хар-ка состояния материала. Физ. величина, численно равная кол-ву воды (во всех фазах), выраженному в единицах массы (массовая влажность) или объема (объемная влажность), содержащейся в порах материала и приходящейся соответственно на единицу его массы или объема. При этом в качестве воды, содержащейся в порах материала, принимается та вода, к-рая может быть удалена из пего при сушке тем или иным способом. Следовательно, В.м. является величиной, зависящей от способа его сушки. В большинстве случаев применяется сушка образцов материала до пост, массы при темп-ре 105°С. Влажность выражается либо в долях единицы (кг/кг для массовой, м3/м3 для объемйой влажности), либо в %. Массовая влажность «т связана с объемной w v след, соотношением: ш щ ” 1000 <on I р о, где ро — плотность сухого материала, кг/м3; 1000 — плотность воды, кг/м3.
ВНУТРЕННИЕ ГАЗОПРОВОДЫ —- система трубопроводов, включающая арматуру, предназнач. для транспортирования и распределения газа по газовым приборам, располож. в помещениях здания. В газопроводах, прокладываемых внутри жилых зданий, разрешено давление газа не более 3000 Па (300 мм вод. ст.). В.г. чаще всего подсоединяют непосредственно к внутрикварт. газопроводам низкого давления, но иногда и к сетям среднего или высокого давления при обя- зат. наличии установки, редуцирующей
109. Схема газопроводов 5-этажиого жилого до-
1 — газовый ввод низкого давления - цокольный; 2 — задвижки с изолирующим фланцем на вводе в здание; 3 — газовый стояк; 4 — переход с большего на меньший диаметр; 5—ответвление к газовой плите; б, 7 -- пробковые краны на ответвлении и для отключения стояка; 8 — разводящие газопроводы от ввода до стояков
давление газа до низкого (домовой регулятор давления газа, шкафная газорегуляторная установка). В.г. состоят из вводов, стояков и квартирных разводок. В.г. вводят в жилые и обществ, здания через нежилые помещения (лестничные клетки, кухни, коридоры), доступные для осмотра труб. Обычно устраивают один ввод на секцию здания, но может быть отд. ввод на каждый стояк. Па вводе в здание устанавливают отключающее устройство и изолирующие вставки (муфты), к-рые монтируют снаружи здания. Для вводов низкого давления отключающие устройства размещают на стенах здания на расстоянии не менее 0,5 м от дверных и открывающихся оконных проемов. При расположении отключающей арматуры на высоте более 2,2 м сооружают площадку с лестницами. Допускают вводы в технйч. коридоры и подполья зданий при подводке наружных газопроводов низкого давления во внутриквартальных коллекторах. В.г. во все здания можно вводить с помощью цокольных вводов. Вводы В.г. влажного газа следует укладывать с уклоном в сторону впутри- кварт. газопровода. Разводящие газопроводы от ввода до стояков прокладывают в верхней части стен (под потолком) первого этажа. Прокладку В.г. предусматривают открытой, по допускают в бороздах стен, закрываемых легкоснимающимися
щитами, имеющими отверстия для вентиляции. В.г. в жилых зданиях прокладывают по нежилым помещениям. При проходе через стены они не должны пересекать дымовые и вентиляц. каналы и др. техно- логич. пустоты. В.г. в местах движения людей прокладывают на высоте не менее 2,2 м от пола до низа газопровода. Прокладку В.г., транспортирующих осушенный газ, выполняют без уклона, а влажный газ — с уклоном не менее 0,003. В местах пересечения строит, конструкций (фундаменты, перекрытия, лестничные площадки, стены и перегородки) В.г. прокладывают в стальных футлярах (отрезок трубы большего диаметра, чем газопровод). В пределах футляра газопровод не должен иметь стыковых соединений.
Газовые стояки, по к-рым газ подают в квартирные разводки, представляют собой вертикально расположенные газопроводы, проходящие все этажи. Их обычно прокладывают в помещениях кухонь или на лестничных клетках. Прокладка стояков в жилых помещениях, ванных комнатах и сан. узлах не разрешается. На стояках и разводящих газопроводах в местах, удобных для обслуживания, устанавливают устройства для отключения стояков, обслуживающих более 5 этажей.
Квартирная разводка служит для подачи газа от стояков к газовым приборам и состоит из разводящих газопроводов и спусков к приборам. Разводящие газопроводы прокладывают с уклоном не менее 0,001 к стояку или приборам. Опуски к
Схема газоснабжения дома для индивидуального строительства
I — кухня; 2 — санузел; 3 — схема газопровода; ВПГ- 18 — водонагреватель проточный газовый; АОГВ- 20 аппарат отопительный газовый; ПГ-4 — плита газовая 4-горелочная
приборам выполняют отвесно, и на них устанавливают крап, а па опусках после крапа — сгон.
Соединение труб В.г. осуществляется сваркой. Разъемные (резьбовые и фланцевые) соединения предусматривают только в местах установки запорной арматуры газовых приборов.
РекаМесто забораДатаСа2+'.,„2+MgNa+.++ Кнсо“so42"сгСумма ионовАму-г. Турт-07.194089,53,211,4140,478,945,4369дарьяБелаяКуль г. Уфа2.09.114,025,017,0272,1166,918,06131940Волгаг. Вольск21.12.80,422,312,5210,4112,319,9458Волховг. Нов-29.06.27,45,820,880,413,338,4186Вяткагород г. Киров193818.09.194033,69,324,8186,07,48,0269Днепрс. Разу-27.07.55,711,82,3195,212,99,2287мовка1938 'Донс. Аксай-4.07.82,018,052,2260,0112,044,0568ская1939Енисейг. Крас-20.09.19,34,01,573,24,02,6104,6ноярск1939Зсрав-устье15.07.41,43,29,4102,336,210,8203шанр. Фан- дарья19403,4Иртышг. Омск25.08.194024,54,70,179,315,3127Камаг. Чисто-6.09.82,221,010,3190,3132,013,5449,3поль1940Кубаньх. Тихов-20.07.37,03,012,0108,018,017,0195ский1938Курас. Сальяны 24.07.47,519,734,5170,871,638,33821940Ленас. Кюсюр8.09.18,03,818,866,421,215,21431940Москвас. Татаро-1914-61,514,223,0250,75,62,3358,5во1926Невас. Иванов9.07.8,01,23,827,54,53848,8ское1946Обьг. Нойо-21.08.24,35,40,485,613,0—129сибирск1940Печорас. Усть-19.06.4,62,13,224,42,63,040Цильма1941Пянджс. Такой15.07.194059,63,22,9149,439,58,0254Сев.д. Звоз27.08.41,49,413,4122,041,1140,0247Двина1946Сев.ст. Усть-31.08.114,017,9116,3246,4163,0171,5829ДонецБелока- литвин- ская1939Сыр-кишлак14.07.105,81,21,2153,1105,335,9403дарьяКок-Булак1940Терекст. Кар-26.09.89,918,621,2216,9123,424,9495галин- ская1939Уралг. Open-12.08.106,227,411,0265,4156,414,2580бург1940Эмбауроч.Дюссюке31.05.1941165,746,7332,2245,9345,5504,61641РекаМесто забораДатаСа2+'.,„2+MgNa+.++ Кнсо“so42"сгСумма ионовАму-г. Турт-07.194089,53,211,4140,478,945,4369дарьяБелаяКуль г. Уфа2.09.114,025,017,0272,1166,918,06131940Волгаг. Вольск21.12.80,422,312,5210,4112,319,9458Волховг. Нов-29.06.27,45,820,880,413,338,4186Вяткагород г. Киров193818.09.194033,69,324,8186,07,48,0269Днепрс. Разу-27.07.55,711,82,3195,212,99,2287мовка1938 'Донс. Аксай-4.07.82,018,052,2260,0112,044,0568ская1939Енисейг. Крас-20.09.19,34,01,573,24,02,6104,6ноярск1939Зсрав-устье15.07.41,43,29,4102,336,210,8203шанр. Фан- дарья19403,4Иртышг. Омск25.08.194024,54,70,179,315,3127Камаг. Чисто-6.09.82,221,010,3190,3132,013,5449,3поль1940Кубаньх. Тихов-20.07.37,03,012,0108,018,017,0195ский1938Курас. Сальяны 24.07.47,519,734,5170,871,638,33821940Ленас. Кюсюр8.09.18,03,818,866,421,215,21431940Москвас. Татаро-1914-61,514,223,0250,75,62,3358,5во1926Невас. Иванов9.07.8,01,23,827,54,53848,8ское1946Обьг. Нойо-21.08.24,35,40,485,613,0—129сибирск1940Печорас. Усть-19.06.4,62,13,224,42,63,040Цильма1941Пянджс. Такой15.07.194059,63,22,9149,439,58,0254Сев.д. Звоз27.08.41,49,413,4122,041,1140,0247Двина1946Сев.ст. Усть-31.08.114,017,9116,3246,4163,0171,5829ДонецБелока- литвин- ская1939Сыр-кишлак14.07.105,81,21,2153,1105,335,9403дарьяКок-Булак1940Терекст. Кар-26.09.89,918,621,2216,9123,424,9495галин- ская1939Уралг. Open-12.08.106,227,411,0265,4156,414,2580бург1940Эмбауроч.Дюссюке31.05.1941165,746,7332,2245,9345,5504,61641Таблица 1. Химический состав, мг/л, вод пек о т о р ы х рекТаблица 1. Химический состав, мг/л, вод пек о т о р ы х рек
Река
Место забора
Дата
Са2+'
.,„2+
Mg
Na+.+
+ К
нсо“
so42"
сг
Сумма ионов
Аму-
г. Турт-
07.1940
89,5
3,2
11,4
140,4
78,9
45,4
369
дарья
Белая
Куль г. Уфа
2.09.
114,0
25,0
17,0
272,1
166,9
18,0
613
1940
Волга
г. Вольск
21.12.
80,4
22,3
12,5
210,4
112,3
19,9
458
Волхов
г. Нов-
29.06.
27,4
5,8
20,8
80,4
13,3
38,4
186
Вятка
город г. Киров
1938
18.09.
1940
33,6
9,3
24,8
186,0
7,4
8,0
269
Днепр
с. Разу-
27.07.
55,7
11,8
2,3
195,2
12,9
9,2
287
мовка
1938 '
Дон
с. Аксай-
4.07.
82,0
18,0
52,2
260,0
112,0
44,0
568
ская
1939
Енисей
г. Крас-
20.09.
19,3
4,0
1,5
73,2
4,0
2,6
104,6
ноярск
1939
Зсрав-
устье
15.07.
41,4
3,2
9,4
102,3
36,2
10,8
203
шан
р. Фан- дарья
1940
3,4
Иртыш
г. Омск
25.08.
1940
24,5
4,7
0,1
79,3
15,3
127
Кама
г. Чисто-
6.09.
82,2
21,0
10,3
190,3
132,0
13,5
449,3
поль
1940
Кубань
х. Тихов-
20.07.
37,0
3,0
12,0
108,0
18,0
17,0
195
ский
1938
Кура
с. Сальяны 24.07.
47,5
19,7
34,5
170,8
71,6
38,3
382
1940
Лена
с. Кюсюр
8.09.
18,0
3,8
18,8
66,4
21,2
15,2
143
1940
Москва
с. Татаро-
1914-
61,5
14,2
23,0
250,7
5,6
2,3
358,5
во
1926
Нева
с. Иванов
9.07.
8,0
1,2
3,8
27,5
4,5
38
48,8
ское
1946
Обь
г. Нойо-
21.08.
24,3
5,4
0,4
85,6
13,0
—
129
сибирск
1940
Печора
с. Усть-
19.06.
4,6
2,1
3,2
24,4
2,6
3,0
40
Цильма
1941
Пяндж
с. Такой
15.07.
1940
59,6
3,2
2,9
149,4
39,5
8,0
254
Сев.
д. Звоз
27.08.
41,4
9,4
13,4
122,0
41,1
140,0
247
Двина
1946
Сев.
ст. Усть-
31.08.
114,0
17,9
116,3
246,4
163,0
171,5
829
Донец
Белока- литвин- ская
1939
Сыр-
кишлак
14.07.
105,8
1,2
1,2
153,1
105,3
35,9
403
дарья
Кок-
Булак
1940
Терек
ст. Кар-
26.09.
89,9
18,6
21,2
216,9
123,4
24,9
495
галин- ская
1939
Урал
г. Open-
12.08.
106,2
27,4
11,0
265,4
156,4
14,2
580
бург
1940
Эмба
уроч.
Дюссюке
31.05.
1941
165,7
46,7
332,2
245,9
345,5
504,6
1641
Река
Место забора
Дата
Са2+'
.,„2+
Mg
Na+.+
+ К
нсо“
so42"
сг
Сумма ионов
Аму-
г. Турт-
07.1940
89,5
3,2
11,4
140,4
78,9
45,4
369
дарья
Белая
Куль г. Уфа
2.09.
114,0
25,0
17,0
272,1
166,9
18,0
613
1940
Волга
г. Вольск
21.12.
80,4
22,3
12,5
210,4
112,3
19,9
458
Волхов
г. Нов-
29.06.
27,4
5,8
20,8
80,4
13,3
38,4
186
Вятка
город г. Киров
1938
18.09.
1940
33,6
9,3
24,8
186,0
7,4
8,0
269
Днепр
с. Разу-
27.07.
55,7
11,8
2,3
195,2
12,9
9,2
287
мовка
1938 '
Дон
с. Аксай-
4.07.
82,0
18,0
52,2
260,0
112,0
44,0
568
ская
1939
Енисей
г. Крас-
20.09.
19,3
4,0
1,5
73,2
4,0
2,6
104,6
ноярск
1939
Зсрав-
устье
15.07.
41,4
3,2
9,4
102,3
36,2
10,8
203
шан
р. Фан- дарья
1940
3,4
Иртыш
г. Омск
25.08.
1940
24,5
4,7
0,1
79,3
15,3
127
Кама
г. Чисто-
6.09.
82,2
21,0
10,3
190,3
132,0
13,5
449,3
поль
1940
Кубань
х. Тихов-
20.07.
37,0
3,0
12,0
108,0
18,0
17,0
195
ский
1938
Кура
с. Сальяны 24.07.
47,5
19,7
34,5
170,8
71,6
38,3
382
1940
Лена
с. Кюсюр
8.09.
18,0
3,8
18,8
66,4
21,2
15,2
143
1940
Москва
с. Татаро-
1914-
61,5
14,2
23,0
250,7
5,6
2,3
358,5
во
1926
Нева
с. Иванов
9.07.
8,0
1,2
3,8
27,5
4,5
38
48,8
ское
1946
Обь
г. Нойо-
21.08.
24,3
5,4
0,4
85,6
13,0
—
129
сибирск
1940
Печора
с. Усть-
19.06.
4,6
2,1
3,2
24,4
2,6
3,0
40
Цильма
1941
Пяндж
с. Такой
15.07.
1940
59,6
3,2
2,9
149,4
39,5
8,0
254
Сев.
д. Звоз
27.08.
41,4
9,4
13,4
122,0
41,1
140,0
247
Двина
1946
Сев.
ст. Усть-
31.08.
114,0
17,9
116,3
246,4
163,0
171,5
829
Донец
Белока- литвин- ская
1939
Сыр-
кишлак
14.07.
105,8
1,2
1,2
153,1
105,3
35,9
403
дарья
Кок-
Булак
1940
Терек
ст. Кар-
26.09.
89,9
18,6
21,2
216,9
123,4
24,9
495
галин- ская
1939
Урал
г. Open-
12.08.
106,2
27,4
11,0
265,4
156,4
14,2
580
бург
1940
Эмба
уроч.
Дюссюке
31.05.
1941
165,7
46,7
332,2
245,9
345,5
504,6
1641
Таблица 1. Химический состав, мг/л, вод пек о т о р ы х рек
Таблица 1. Химический состав, мг/л, вод пек о т о р ы х рек
Для внутр, систем газоснабжения используют стальные прямошовные, спиральношовные сварные и бесшовные трубы, изготовленные из хорошо сваривающейся стали. Для систем внутр, газоснабжения жилых зданий применяют трубы с миним. толщиной стенок 3 мм, а внутр, сечением (условный проход) 15; 20; 25; 32; 40 и 50 мм (соответственно в дюймах: 1/2; 3/4; 1; 1 1/4; 1 1/2; 2).
ВОДА (НгО, оксид водорода) —г простейшее устойчивое соединение водорода с кислородом. Жидкость без запаха, вкуса и цвета. В, принадлежит важнейшая роль в формировании физич. и хим. среды, климата и погоды на Земле. Ни одно в-во не используется столь разнообразно и широко, как В. Это — хим. реагент в произ-ве кислорода, водорода, щелочей, азотной к- ты, спиртов, альдегидов, гашеной извести и мн. др. хим. продуктов. В. — необходимый компонент при схватывании и твердении вяжущих материалов (цемента, гипса, извести и т.п.). Как технологии, компонент для варки, растворения, разбавления, выщелачивания, кристаллизации В. применяется в многочисл. производств. процессах. В. хорошо растворяет многие полярные и диссоциирующие на ионы в-ва. Обычно растворимость возрастает с увеличением темп-ры, но иногда темп-рная зависимость имеет более сложный характер. Так, растворимость многих сульфатов, карбонатов и фосфатов при повышении темп-ры уменьшается или повышается, а затем проходит через максимум. .Растворимость малополярных в-в (в т.ч. газов, входящих в состав атмосферы) в В. низкая и при повышении темп-ры обычно сначала снижается, а затем проходит через минимум. С ростом давления растворимость газов возрастает, проходя при высоких давлениях через максимум. Многие в-ва, растворяясь в В,, реагируют с ней. В технике В. служит энергоносителем (гид- равлич. турбины), теплоносителем /водяное отопление, горячее водоснабжение, охлаждение газообр. и жидких продуктов в теплообменных аппаратах и оборудования) , рабочим телом (в паровых машинах, паровых турбинах, гидравлич. прессах и гидромониторах). Нек-рые свойства В. использованы при определении единиц фундамент, физич. величин: массы, плотности, темп-ры, теплоты и уд. теплоемкости. Физич. свойства В. аномальны: наиболее высокая теплоемкость среди всех твердых и жидких в-в, за исключением аммиака (4,187 кДж/(кг-К) при 15°С); наиболее высокая уд. теплота плавления льда, за исключением аммиака (при норм, условиях 332,4 кДж/кг); самое высокое из всех в-в поверхностное натяжение на границе с воздухом (73,48 мН/м при 15°С); наиболее высокая среди всех жидкостей
теплопроводность (6 3,4.10‘2 Вт/ (м. К) при 40 иС на линии насыщения); объем льда в процессе плавления при атм. давлении уменьшается на 9%.
Рост недопотребления обусловливает борьбу с истощением и загрязнением водных ресурсов на планете, необходимость предупреждения опасности отри- цат. влияния В. на здоровье и сан. условия жизни человека. Один из путей частичного решения этой проблемы — создание замкнутых оборотных систем водоснабжения на произ-вах, исключа
ющих сброс сточных В. в водоемы. Природная В. поверхностных и подземных источников — сложная многокомпонентная система, в состав к-рой входят минер. и иногда органич. в-ва, газы, коллоидные и крупнодисперсные частицы, микроорганизмы. По величине минерализации, г/л, различают природные В.: ультрапресные — до 0,2, пресные — 0,2...0,5, слабоминерализов. — 0,5... 1,0, солоноватые — 1,3, соленые ™ 3...10, с повышенной соленостью — 10...35, переходные к рассолам —
ОзераСа2+Mg2+Na+ + I<+нсо3so42ClСумма ионовБайкал15,24,26,1594,91,891Балхаш25,7164,0694,0443,8893574,02843,4Валдайское29,13,32,5100,64,34,2145,0Иссык- Куль114,0294,01475,0240,02115,01585,05823,0Ладожское7,11,98,640,22,57,768,0Онежское 54,21,61,520,41,31,530,2Севан33,955,777,3414,716,962,9662,0ОзераСа2+Mg2+Na+ + I<+нсо3so42ClСумма ионовБайкал15,24,26,1594,91,891Балхаш25,7164,0694,0443,8893574,02843,4Валдайское29,13,32,5100,64,34,2145,0Иссык- Куль114,0294,01475,0240,02115,01585,05823,0Ладожское7,11,98,640,22,57,768,0Онежское 54,21,61,520,41,31,530,2Севан33,955,777,3414,716,962,9662,0Таблица 2. Хим и ч е с к и й со с т а в, мг/л, в од не к о т о р ы х озер (п о О.А. А л е к и и у, 1 9 5 3 г.)Таблица 2. Хим и ч е с к и й со с т а в, мг/л, в од не к о т о р ы х озер (п о О.А. А л е к и и у, 1 9 5 3 г.)
Озера
Са2+
Mg2+
Na+ + I<+
нсо3
so42
Cl
Сумма ионов
Байкал
15,2
4,2
6,1
59
4,9
1,8
91
Балхаш
25,7
164,0
694,0
443,8
893
574,0
2843,4
Валдайское
29,1
3,3
2,5
100,6
4,3
4,2
145,0
Иссык- Куль
114,0
294,0
1475,0
240,0
2115,0
1585,0
5823,0
Ладожское
7,1
1,9
8,6
40,2
2,5
7,7
68,0
Онежское 54,2
1,6
1,5
20,4
1,3
1,5
30,2
Севан
33,9
55,7
77,3
414,7
16,9
62,9
662,0
Озера
Са2+
Mg2+
Na+ + I<+
нсо3
so42
Cl
Сумма ионов
Байкал
15,2
4,2
6,1
59
4,9
1,8
91
Балхаш
25,7
164,0
694,0
443,8
893
574,0
2843,4
Валдайское
29,1
3,3
2,5
100,6
4,3
4,2
145,0
Иссык- Куль
114,0
294,0
1475,0
240,0
2115,0
1585,0
5823,0
Ладожское
7,1
1,9
8,6
40,2
2,5
7,7
68,0
Онежское 54,2
1,6
1,5
20,4
1,3
1,5
30,2
Севан
33,9
55,7
77,3
414,7
16,9
62,9
662,0
Таблица 2. Хим и ч е с к и й со с т а в, мг/л, в од не к о т о р ы х озер (п о О.А. А л е к и и у, 1 9 5 3 г.)
Таблица 2. Хим и ч е с к и й со с т а в, мг/л, в од не к о т о р ы х озер (п о О.А. А л е к и и у, 1 9 5 3 г.)
..50, рассолы — более 50. К главным компонентам природных В. относятся ионы Na+, К+, Са2+, Mg2+, Н+, Ci "-, НСОз", СОз2", SO42 " и газы Ог, СОг и HaS’ Ниже в табл. 1 и 2 приведены данные о составе В. нек-рых рек и озер.
Питьевая В., подаваемая централи- зов. системами водоснабжения, должна быть безопасна в эпидемич. отношении и по хим составу, иметь благоприятные ор- ганолептич. свойства. Безопасность В. в эпидемич. отношении определяется числом микроорганизмов (не более 100 в 1 мл) и числом бактерий группы кишечных палочек (не более 3 в 1 л). Концентрация хим. в-в, к-рые встречаются в природной В. или добавляются при ее обработке, не должна превышать, мг/л: алюминий (А1 • ) — 0,5; бериллий (Ве2+) — 0,0002; молибден (Мо2Ъ — 0,25; мышьяк (AS3+, AS2+)—0,05; нитраты (Моз-) — 45; полиакриламид — 2; свинец (РЬ2+) — 0,03; стронций (Sr2+) — 0,001; фтор (F) для различных клима- тич. р-нов — 0,7... 1,5. Содержаниешш- яющих на органолептич. свойства В. примесей, встречающихся в природных В. или добавляемых к В. при ее обработке, не должно превышать, мг/л: железо (Fe2+, Fe3+) — 0,3; марганец (Мп2+) — 7; медь (Cu2+) —- 1; полифосфаты (РО43') — 3,5; сульфаты (SO42) — 500; хлориды (СГ) — 350; цинк (Zn2+) — 5. Общая жесткость питьевой В. не должна превышать 7 ммоль/л, сухой остаток — 1000 мг/л, pH — 6. ..9. Для питьевой В., подаваемой без спец, обработки, по согласованию с сан.-эпидемиологич. службой, допускается содержание, мг/л: сухой остаток — до 1500, железо — до 1, марганец — до 0,5; общая жесткость — до 10 ммоль/л.
В., расходуемую пром, предприятиями, принято наз. технической. Ее применяют главным образом в качестве охлаждающего агента, транспортирующей среды, растворителя и для др. целей. Во всех отраслях пром-сти 70...75% общего расхода В. используют как хладагент по циркуляр, схеме. При этом возникает
проблема предотвращения солевых отложений, коррозии, биологич. обрастаний. Осн. ионами, к-рые могут приводить к отложениям минер, солей, являются анионы НСОз", СОз2", SO42", SiOs2" и катионы Са2+, Mg2+. Наиболее часто встречающийся компонент солевых отложений — СаСОз. Предотвратить отлрже- ние карбонатов можно подкислением В. H2SO4 или НС1, ее рекарбонизацией (обычно обработкой топочными газами, содержащими СОг), действием полифосфатов [(МаРОз)б и NasPsOioj, орга- нич. фосфатов и др. Для снижения коррозии труб и теплообменного оборудования в В. добавляют ингибиторы коррозии различных составов. Для предупреждения биологич. обрастаний В. хлорируют и иногда озонируют.
ВОДНЫЙ РЕЖИМ КОТЛА — поддержание опрёдел. качеств, показателей поступающей в паровой котел пи- тат. и циркулирующей в нем котловой воды для предохранения поверхности нагрева котла и пароперегревателя, а также паровых турбин от отложения солей и коррозии. Вода на разных стадиях процесса в котлоагрегате имеет разл. названия: исходная, получаемая непосредственно из источников водоснабжения и подвергаемая дальнейшей обработке; добавочная подпиточная, специально приготовляемая в установках очистки воды и предназначаемая для питания парового и водогрейного котлов, дополнит, к возвращаемому конденсату; питательная вода — подаваемая питат. насосами в котел; котловая вода — циркулирующая в контуре котла. Качество исходной, подпиточной, питат. и котловой воды характеризуется: кол-вом взвеш. частиц, сухим остатком, общим солесодержанием, жесткостью, щелочностью, содержанием кремниевой к-ты, концентрацией водородных ионов и наличием коррозионно-активных газов. Чистота внутр, поверхностей нагрева котла помимо надлежащей обработки питат. воды обеспечивается поддержанием в паро
вых котлах с естеств. циркуляцией фосфатного режима котловой воды.
ВОДО-ВОДЯНЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ — теплообменные аппараты, греющим и нагреваемым теплоносителями к- рых является вода. Применяют в тепловых пунктах для нагрева воды, подаваемой в системы горячего водоснабжения, а также циркулирующей в системе отопления при независимом ее присоединении к тепловой сети (см. Абонентский ввод). Наибольшее распространение получили кожухотрубные В.п., к-рые обеспечивают многообразие условий работы и значений тепловых нагрузок. Используют также В.п. пластинчатого типа. Кожухотрубные В.п. собирают из стандартных секций длиной 2... 4 м, поэтому их наз. секционными. Каждая секция состоит из заканчивающегося фланцами цилиндрич. корпуса, внутри кожуха к-рого расположен пучок труб. Один теплоноситель движется внутри трубок, др. —■ в межтрубном пространстве. Между собой теплоносители не смешиваются. Корпус изготовлен из стальных бесшовных труб с наружным диаметром 57— 325 мм. Трубный пучок состоит из латунных трубок диаметром 1 б х 1 мм, концы к- рых завальцованы в двух трубных досках. При входе в В.п. и выходе из него устанавливают патрубки. Трубную доску зажимают между фланцами секции и патрубком. Между собой секции соединены с помощью калачей, при этом трубные доски устанавливают между фланцами калачей и секцией. Число трубок в пучке в зависимости от диаметра корпуса секции изменяется от 4 до 151. Теплоноситель поступает ио_ входной патрубок, движется внутри трубок секции и по калачу поступает в пу-' чок след, секции. Пройдя все секции, выходит из В.п. через выходной патрубок, к- рый имеет штуцер для установки датчика темп-ры терморегулятора. Др. теплоноситель движется противоточно в межтрубном пространстве, в к-рое поступает по патрубку, приваренному к корпусу теплообменника в его начале. В конце корпуса имеется такой же патрубок, соединенный фланцами с патрубком след, секции, через к-рый вода поступает в ее межтрубное пространство. Во избежание провисания латунных трубок и, как следствие, снижения тепловой эффективности применяют поддерживающие перегородки из нержавеющей стали. Для повышения коэфф, теплопередачи скорости воды, движущейся внутри трубок и в межтрубном пространстве, должны быть примерно равными. Площадь живого сечения межтрубного пространства всегда больше площади сечения трубок, поэтому трубки в кожухах размещают с макс, плотностью. Для выравнивания скоростей больший расход воды направляют по межтрубному про*
Водяной подогреватель скоростной секционный
страиству, меньший — внутри трубок. Этим-достигается и сближение числ. значений коэфф, теплоотдачи а в результате увеличения меньшего а . Увеличение коэфф, теплоотдачи с большим числ. значением не приводит к увеличению коэфф. теплопередачи, т.к. окне может быть больше меньшего значения а . Скорости движения теплоносителей в В.п. обеспечивают высокие коэфф, теплопередачи, и их наз. скоростными. В.п. выпускают на рабочее давление греющей и нагреваемой воды до 1 МПа (10 кгс/см2).
Водопроводную воду, к-рую нагревают для горячего водоснабжения, обычно не умягчают, и в трубах осаждается накипь. Ес легче обнаружить и удалить, чем в межтрубном пространстве. Кроме того, сетевая вода имеет более высокую темп-ру, поэтому стальной корпус нагревается больше латунных трубок. Учитывая, что латунь имеет более высокий коэфф. линейного удлинения, чем сталь, такой порядок движения воды не приводит к темп-рным напряжениям в В.п., следовательно, можно не предусматривать темп- рную компенсацию.
Если секционный В.п. используют для нагрева воды системы отопления, то сетевую воду пускают внутри трубок, а отопительную — в межтрубном пространстве, т.к. расход ее в данном случае боль
ше, чем расход сетевой воды, необходимой для ее нагрева. При таком порядке движения воды для компенсации темп-рных напряжений на корпусе В.п. устанавливают линзовый компенсатор. Выпускается 16 типоразмеров секций В.п. с площадью размера нагрева секции 0,37...28 м2. Раз
меры секции подбирают (по таблицам) по площади живого сечения пучка труб и по скорости движения воды в нем. Скорость воды принимают в пределах 0,5... 1 м/с. Рассчитав необходимую площадь поверхности нагрева, определяют число последовательно соединяемых секций. Если принята двухступенчатая схема присоединения В.п. горячего водоснабжения, то определяют число секций в первой ступени, задавшись темп-рой нагрева воды в ней на 5...10°С ниже темп-ры теплоносителя, выходящего из системы отопления. Затем рассчитывают число секций второй ступени. Для расчета площади поверхности нагрева определяется коэфф, теплоотдачи а, Вт/ (м • С), для скоростных секц. В.п. определяют по ф-ле а ~ (1430 + 23,3tcp - 0,048tcp2) v°’8/d0'2, где top — средняя темп- pa воды, °C (выражение в скобках учитывает изменение физ. констант воды с изменением темп-ры); v — скорость движения воды, м/с; d — внутр, диаметр трубки (для воды, движущейся внутри трубок) или эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м. Определив а , рассчитывают коэфф, теплопередачи и площадь поверхности нагрева. Для определения гид- равлич. потерь часто используют упрощ. зависимости. Так, потери давления в одной двухметровой секции для воды, идущей внутри трубок, можно определить из
Водяной подогреватель пластинчатый
а — пластина с гофрами в "елку"; б- подогреватель в сборе; я — симметричная схема компоновки пластин; г — несимметричная схема компоновки пластин; 1 — отверстие для входа и выхода воды; 2 — резиновая прокладка; 3 — штанга; 4 — передняя и задняя стойки; 5 — штуцеры; 6 —- пластины
выражения: АР -3860w2. Суммарный коэфф, местных сопротивлений межтрубного пространства рассчитывают по ф-ле г£м.с. " 13,5fM.i7fn, где fM.T. — площадь живого сечения межтрубного пространства; fn — площадь сечения патрубка.
Осн. элементом В.и. пластинчатого типа является штампов, из листового металла пластина с гофрами "в елку". Пластина типа 0,5Е имеет размеры 1370x500x1 мм с площадью поверхности теплообмена 0,5 м2. Масса пластины 5,4 кг. Гофры в поперечном сечении имеют профиль равнобедр, треугольника с основанием 14 мм и высотой 4 мм. Каждая пластина имеет по углам четыре окна для прохода воды. Теплообменник компонуют из параллельно располож. гофриров. пластин. Между двумя соседними пластинами устанавливают резиновую прокладку так, чтобы два отверстия — верхнее и нижнее правое или левое — были объединены с зазором между пластинами, образующими плоский канал, по к-рому движется греющая или нагреваемая вода. Она шодит в одно отверстие (нижнее или верхнее), проходит вдоль теплообменной поверхности и через др. отверстие поступает в зазор между след, парой пластин, т.к. соседний зазор отделен от о тверстия резиновой прокладкой. В этом зазоре прокладка объединяет канал, образуемый зазором с др. парой отверстий, и по нему вода пере текает в след, секцию. Т. о. резиновые прокладки, располож. в определ. порядке, компонуют пакеты пластин. Возможны и др. компоновки. Пакет состоит из группы пластин, к-рые образуют систему каналов с движением воды по ним в одном направлении (парал. движение одного теплоносителя). Пластины можно компоновать в симметричные пакеты, т.е. с одинаковым числом каналов в каждом пакете, для греющей и нагреваемой сред. При разл. расходах греющей и нагреваемой воды применяют несимметричную компоновку для получения одинаковых скоростей движения теплоносителей. Простейший В.п. должен иметь не менее трех пластин, образующих два канала (зазора). По первому из них идет греющая вода, по второму —- нагреваемая. Пластины устанавливаются на раму В.п. и могут крепиться к ее верхней и нижней несущим штангам. Промежуточная пластина является поверхностью теплообмена. Крайние пластины выполнены в виде плит и имеют штуцеры для подвода и отвода воды. Одна плита — неподвижная прикреплена к полу, вторая — подвижная подвешена на скобе к верхней штанге и может перемещаться. Разборная конструкция В.п. позволяет очищать поверхности пластин от слоя накипи и др. возможных отложений. Процесс изготовления тонких штампов, пластин индустриален и менее трудоемок, чем произ-во бесшовных
труб малого диаметра для тех же целей. Компоновка В.п. из тонких пластин с малым зазором между ними позволяет в ми ним. объеме разместить макс, поверхность теплообмена, чего нельзя достичь в др. конструкциях В.п. В пластинча тых теплообменниках использованы сложные поверхности нагрева пластин, образующие каналы, в к-рых вода искусственно турбу- лизируется. Это существенно повышает интенсивность теплообмена, и в то же время гидравлич. потери в каналах остаются небольшими.
ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ — котел для нагревания воды, используемой в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий и сооружений. Пром-сть изготовляет стальные и чугун-
Котел КВ-ТС-10
1 — колосниковая решетка; 2тошпуюно дающее устройство; 3 гоночная камера; 4 — конвективная шахта
пые В.к. Используют для р-ных котельных, ТЭЦ с целью покрытия пиковых тепловых нагрузок. В.к. выпускают в 3 модификациях — KB-ГМ (котел водогрейный газомазутный), KB-ТС (котел водогрейный, твердое топливо, слоевой способ сжигания), КВ-ТК (котел водогрейный, твердое топливо, камерный способ сжигания).
В.к. мощностью 4,65...209,3 МВт разделяют на 4 группы: 1 — В.к. мощностью 4,65 и 7,56 МВт для сжигания разл. видов топлива, 2 — В.к. мощностью 11,63; 17,45; 23,26 и 34,89 МВт для работы на мазуте, газе и твердом топливе, 3 — В.к. мощностью 58,15; 116,3; 209,3 МВт для
работы на газе и мазуте, 4 — В.к. третьей группы, но работающие на твердом топливе, используемые в качестве осн. в котельных и вместо пиковых подогревателей сетевой воды на ТЭЦ. Конвективная поверхность нагрева у В.к. модификацией КВ- ГМ, KB-ТС и КВ-ТК расположена в вертик. шахте с полностью экранизиров. стенками. Трубную систему для В.к. этой серии поставляют и монтируют объемны- ми блоками или отд. панелями. Обмуровка котла в них облегч., натрубная, из трех слоев: шлакобетона, совелитовых плит или минераловатных матрацев и уплотнит. магнез. обмазки. Несложная замена в В.к. типа KB-ГМ подового экрана топки колосниковой решеткой, а горелок газомазутных топливоподающим устройством (наир., пневмомеханич. забрасывателем) позволяет перевести их па слоевое сжигание твердого топлива. Все котлы этого типа оснащены устройствами для очистки наружной поверхности труб с помощью дроби, транспортируемой воздухом. В эксплуатации находится большой нарк стальных В.к. старых типов ПТВМ, ТВГМ, ЭЧМ с нагревом воды до 200 °C при давлении до 2,5 МПа тсплопроиз-стыо 34,89...209,34 МВт.
В.к. изготовляют башенной, П- и Т- образпой компоновкой. Преимущества башенного типа: малая площадь пола для котла; малый объем здания котельной при полуоткрытой компоновке; удобство эксплуатации и проведение летнего ремонта; отсутствие водоперепускных и др. необог- реваемых труб; наименьшие гидравлич. сопротивления котла; наименьшее сопротивление газового тракта, обеспечивающее работу В.к. на естеств. тяге с относит, низкой металлич. дымовой трубой, опирающейся непосредственно на ■ каркас котла, и др. Вынос конвективной части В.к. в отд. шахту при П-образной компоновке поверхностей нагрева (ПТВМ-30) позволил уменьшить высоту агрегата. При Т-образной компоновке (ПТВМ-180) топочная камера разделяется двумя двухсветными экранами. Пиковые и отопит, котлы, предназнач, для работы на газе и мазуте, полностью автоматизированы и не требуют пост, дежурного персонала. Предусмотрена автоматич, защита В.к. (прекращение подачи топлива в топку) в аварийных случаях.
Для отопления и горячего водоснабжения жилых и обществ, зданий применяют чугунные котлы. Их изготовляют теп- лопроиз-стыо 0,1 ...3 МВт. Состоят чугунные котлы из топливосжигающего устройства (механизир. или ручной топки, горелки газовой, форсунки), топочной камеры, поверхности нагрева и комплекта автоматики. Механизир. топка для сжигания твердого топлива состоит из колосниковой решетки, шурующей планки с элек-
тромеханич. приводом, топливного бункера, вентилятора, коллектора вторичного дутья со сводом и щита управления. Шурующая планка обеспечивает подачу топлива из бункера на колосниковую решетку и осуществляет шуровку и перемещение горящего слоя, а также сброс очаговых остатков. Система автоматики обеспечивает поддержание заданного цикла работы шурующей планки, защиту электродвигателя от перегрузок, отключение подачи воздуха и топлива при отклонении давления, темп-ры воды и разрежения в топке от допустимых значений. Автоматизиров. газогорелочные блоки и форсунки для сжигания жидкого котельного топлива обеспечивают автоматич. розжиг, позиц. регулирование теплопроиз-сти и отключение котла при отклонении контролируемых параметров от заданных величин. Поверхности нагрева и топочные камеры собираются из чугунных секций.
Существуют электродные В.к. марки КЭВ теплопроиз-стью до 10 МВт, с темп- рой воды на выходе 95...130 °C, избыточным рабочим давлением в котле 0,06... 1 МПа, соответствующим напряжению 0,4 и 6 кВ. Рассчитаны на темп-ру воды на входе 70 °C, имеют предел регулирования мощности 100... 25 % при напряжении 0,4 кВ и 100...50% при напряжении 60 кВ; снабжены автоматикой, отключающей котлы при превышении темп-ры сверх допустимой. Электродные В.к. на напряжение 6 кВ состоят из 3 корпусов.
ВОДОЗАБОР, водозаборное сооружение — гидротехнич. сооружение, осуществляющее забор воды из открытого водоема — реки, озера, моря, водохранилища (поверхностные воды) или подземных водоносных горизонтов (подземные воды) для водоснабжения, гидроэнергетики, ирригации и др. В. должен обеспечивать пропуск воды в водовод — трубопровод, канал, туннель в заданном объеме и в соответствии с графиком водо- потребления.
См. также Водозабор горизонтальный, Водозабор лучевой, Водозабор поверхностных вод, Водозабор подземных вод, Водоприемник водозаборного сооружения.
ВОДОЗАБОР ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ — комплекс гидротехн. сооружений, предназначенный для отбора подземных вод из водоносного горизонта и подачи ее потребителям. В.г., как и всякий водозабор, состоит из двух осн. частей — водоприемной и водоотводящей. Водоприемная служит для приема воды из водоносного горизонта, водоотводящая — для отвода воды в водосборный колодец или в сборный водовод. В.г. применяется гл. обр. при неглубоко залегающих водоносных гори
зонтах (с глубиной залегания подошвы не более 8 м) малой мощности и большой.шм. . рины. Его применение возможно в породах с относительно малой проницаемостью (в виде водосборных галерей и штолен) , а также при глубоком залегании водоносных горизонтов, приуроченных к скальным трещиноватым породам. В общем случае в состав В.г. входят: водосборный колодец; смот^вые колодцы, предназначенные для осмотра, вентиляции, прочистки и ремонта водоприемной и водоотводящей частей; насосная станция первого подъема. В зависимости от гидро- геологич. условий применяют водоприемные устройства различных видов: каменно-щебеночный; трубчатый; водосборная галерея; водосборная штольня; комбинированный.
Наименее совершенный каменнощебеночный В.г. устраивают при глубине отбора воды до 3...4 м для водоснабжения мелких потребителей. Водоприемную часть его выполняют в виде каменнощебеночной призмы высотой 0,3...0,5 м, к-рую окружают двухслойным обратным фильтром. Каменно-щебеночную призму укладывают с уклоном 0,01.. .0,05 в сторону водосборного колодца. Трубчатый В.г. используют для с.-х. водоснабжения мелких и средних водопотребителей. Его устраивают на глубине до 5... 8 м от поверхности земли. Конструктивно он представляет собой водоприемную трубу, уложенную в траншею и окруженную двух-, трехслойным обратным фильтром. Водоприемную часть выполняют из керамич., асбестоцементных, железобет. или пластмассовых труб с круглой или щелевой перфорацией. При соответствующем обосновании могут применяться и металлич. трубы. В керамич. трубах прием воды осуществляется через зазоры в стыках. Состав и толщину обсыпки подбирают в соответствии с гранулометрич. составом водоносного горизонта. Миним. диаметр труб составляет 150 мм, их уклон в зависимости от расхода отбираемой воды и диаметра — 0,007...0.001, скорость движения воды в трубах — не менее 0,7 м/с. Водосборные галереи применяют в любых гид- рогеологич. условиях для крупных систем водоснабжения. Конструктивно они представляют собой проходной или полупроходной водосборный туннель из сбор-
Коиструктивныс схемы водозабора горизонтального
а — каменно-щебеночного; б — трубчатого;» —- галерейного; г — штольни со скважинами-усилителями; д — комбинированного; 7 — крупный щебень или ровный камень; 2 —■ фильтрующая обсыпка (обратный фильтр); 3 — естеств. грунт; 4 — защитный экран из трамбов. глины; 5—дренажная труба; б — мостик для прохода эксплуатационного персонала; 7— водоприемные отверстия; 8 -— стенки галереи; 9 — стенки водосборной штольни; 10 — скважины-усилители; II —- вертик. элемент комбинированного водозабора (водозаборная скважина); 12 — водоупор
пых железобет. звеньев овального или прямоугольного сечения. В нижней части галереи устроен лоток для стока воды в водосборный колодец. Водоприемные отверстия в стенках галереи (в осн. в нижней части) — это чаще всего окна-ниши с фильтрующими вставками. Водосборные галереи при небольшой глубине заложения (до 8 м) сооружают открытым способом, при большей — подземным. При открытом способе в пределах водоприемных отверстий отсыпают обратный фильтр соответ- ' ствующего гранулометрия, состава. На крутых склонах речных долин подземным способом сооружают водосбор- н ы е штольни. Они м01ут быть прямоугольного, трапецеидального или овального (иногда круглого) сечения; в их стенках устанавливают водоприемные отверстия. Обратный фильтр создать обычно не удается, поэтому для увеличения водоотбора из штольни могут буриться горизонт, скважины — фильтры. В мелкозернистых грунтах обратный фильтр может быть уложен внутри штольни. В двухпластовых системах, когда под верхним менее проницаемым слоем залегает хорошо проницаемый, применяют комбинированный В.г., состоящий из горизонт, элемента и системы вертик. скважин. Горизонт, элемент представляет собой трубчатый или галерейный водозабор и служит для сбора и отвода воды. Вертик. скважины играют роль водоприемных элементов.
Смотровые колодцы на В.г. устраивают на расстоянии от 50 до 100... 150 м. Расстояние между ними в трубчатых В.г. равно 50 м — при диаметре труб менее 500 мм и 75 м — более 500 мм; для водосборной галереи это расстояние составляет 100... 150 м. Водосборный колодец в зависимости от рельефа местности, условий залегания водоносного пласта и мощности водозабора располагается в конце линии В.г. или в промежуточной точке. Возможны устройство и нескольких водосборных колодцев, а также сбор воды в один колодец из нескольких ветвей В.г. Размеры водосборного колодца определяются габаритами установленного в нем оборудования (насосного, контрольного и др.).
Наиболее часто В.г. устраивают в прибрежных зонах; в этом случае их трассируют параллельно урезу воды в реке (водоеме). Питаются В.г. в осн. водой, фильтрующейся из реки (водоема), поэтому их наз. инфильтрационными. В узких долинах с хорошо развитым подрусловым потоком в аллювиальных отложениях В.г. размещают поперек долины с целью более полного перехвата этого потока. В остальных случаях (напр., при эксплуатации водоносных горизонтов конусов выноса) их устраивают нормально к потоку подземных вод. В.г. проектируют на основе результатов фильтрац. и гидравлич. расче
тов. Осн. задача расчетов В.г. — определение притока воды в них; инфильтрационных (береговых) водозаборов — удаления их от реки, при к-ром обеспечиваются требуемый расход воды и необходимая длина водозабора.
Водоприемную часть В.г. устраивают в виде спец, водоприемных круглых или щелевых отверстий в стенках (асбестоцементные, железобет. и пластмассовые трубы) или зазоров в из стыках (керамич. трубы) . При проектировании необходимо определить форму и размер отверстий, их кол-во и схему размещения на поверхности трубы, водопропускную способность через зазоры в стыках принятых к укладке керамических труб. Диаметр круглых отверстий в асбестоцемент, и пластмасс трубах принимают равным 1... 1,5 см, ширину щели — 0,5... 1 см, в бетонных и железобет. — 2...2,5 см. Отверстия располагают в шахматном порядке по верхней и боковой частям труб. Кол-во водоприемных отверстий определяют исходя из потери напора в них, равной 0,5... 1 см. Потери напора в стыках керамических труб не должны превышать 3...5 см вод. ст.
С целью предотвращения выноса частиц из грунта водоносного горизонта вокруг водоприемной поверхности труб или водосборной галереи устраивают фильтрующую обсыпку, играющую роль обратного фильтра и состоящую из 1 ...3 слоев. Состав обсыпки подбирают исходя из гранулометрия. состава водоносного горизонта. Обводненные фунты могут быть суф- фозионными или несуффозионными. В первом случае более мелкие частицы грунта потоком воды выносятся между более крупными, что приводит к развитию механич. суффозии. Материал обсыпки должен быть несуффозионным.
ВОДОЗАБОР ЛУЧЕВОЙ — сооружение для захвата подземных вод, представляющее собой радиальную систему горизонт, (или наклонных) водозаборных лучевых скважин (дрен), сходящихся в центрально расположенном водосборном колодце (шахте), где установлено водо- подъемное оборудование. В.л. применяют в водоносных пластах (кровля к-рых расположена от дневной поверхности земли на глубине не более 10 м, а мощность не превышает 20 м) для захвата подрусловых подземных вод аллювиальных отложений в берегах и под руслом водотоков (рек, каналов) и водоемов (озер, прудов, водохранилищ) ; в неоднородных по высоте водоносных пластах, когда необходимо полнее использовать наиболее водообильные слои. В.л. сооружают и при офанич. площади возможного расположения водозаборных сооружений (островное положение, залесенность, занятость застройкой и т.п.); при офаниченности территории, от-
Водозабор лучевой
а — подрусловый; б — береговой; 1 — вертик. насос; 2 —-горизонт. насос;5—водозаборные лучевые скважины (трубчатые фильтры); 4 — водосборный колодец (шахта); 5 — береговые лучи; б — подрусловые лучи
чуждаемойпод зону сан. охраны; при эксплуатации линз пресных вод, располож. в бассейне или потоке засол, подземных вод; в безнапорных водоносных пластах с малой водопроводимостью; для систем с искусств. пополнением запасов подземных вод с сезонным и многолетним их регулированием. Применение В.л. затруднено в галечниковых грунтах при крупности фракций D60 ^ 50 мм и при наличии в во-
доносных грунтах включений валунов в кол-ве более 10%. ,
В зависимости от местонахождения относительно источников питания В .л. подразделяют на: подрусловые — при расположении водозаборных скважин- лучей под дном водотока (водоема), и с водосборным колодцем (шахтой) на берегу или в русле; береговые — при расположении всего В.л. на берегу вблизи водотока (водоема); берего-русловые — при расположении водозабора на берегу, а водозаборных скважин-лучей и в береговой зоне и под руслом; водораздельные — при расположении В.л. на водораздельной территории в значит, удалении от источников питания. По конструктивным особенностям В.л. классифицируют на: классического типа — с одним ярусом горизонт, трубчатых скважин (дрен)-лучей; малые — с центр, водосборным колодцем в виде буровой скважины (шурфа) с обсадкой; многоярусные — с расположением горизонт, водозаборных скважин-лучей на разных уровнях; комбинированные — с горизонт, и вертик. скважинами-усилителями, к-рые бурятся из водосборного колодца (шахты) и каптируют лежащий ниже напорный горизонт подземных вод; с наклонными и на- клонно-горизонт. скважинами-лучами.
Водосборный колодец (шахта) в зависимости от инж.-геол., гидрогеол. и производств, условий сооружают преимущественно цилиндрич. формы в виде: шахтного опускного колодца из монолитного (реже сборного) железобетона глубиной заложения от 5...6 до 30...40 м, диаметром 3...10 м; шахты, построенной путем щитовой проходки, глубиной до 50...60 м, диаметром 4... 12 м; водосборной камеры из небольших стандартных сборных железобет. колец глубиной 3...6 м, диаметром 0,8... 1,5 м; стальной обсадной трубы диаметром 0,2...2 м, глубиной 10... 15 м; шахты из железобетона или стальных труб большого диаметра телескопич. конструкции. Кроме того, водосборные колодцы (камеры) любой в плане формы ищут сооружаться открытым способом на глубину до 6... 8 м (с водопонижением и водоотливом) диаметром до 20 м. Иногда водосборные колодцы разделяют по вертикали или горизонтали на две камеры: водосборную (рабочую) и смотровую (монтажную). В первую из них (мокрую) поступает вода из горизонт, скважин, другая (сухая) служит для осмотра, ремонта и замены водоподъемного и гид- ромеханич. оборудования (насосов, задвижек, трубопроводов и т.п.). В качестве водоподъемного оборудования в В.л. используют либо глубинные насосы вертик. типа с погружными электродвигателями или вертик. вращающимися валами, либо насосы горизонт, типа, к-рые устанавли
вают на спец, рабочей площадке, расположенной на глубине 4.. .5 м от уровня подземных вод. В стенках водосборного колодца оставляют отверстия (гнезда) для последующей проходки скважин-лучей, крым придают раструбную форму с расширением внутрь колодца, что позволяет при установке направляющих патрубков (кондукторов) компенсировать перекосы, возможные при сооружении колодца. Число отверстий принимается в 1,5...2 раза больше расчетного числа лучей на случай замены или устройства дополнит. горизонт, скважин для увеличения мощности водозабора. Число, направление, глубину заложения и длину лучевых скважин принимают в зависимости от конкретных гидрогеол., геолого-литоло- гич., строит, и эксплуатац. условий. Число лучевых скважин В.л. обычно колеблется от 3 до 12, длина — от 5 до 150 м, диаметр —■ от 50 до 500 мм. В однородных пластах при длине лучевых скважин менее 20 м угол между ними принимают не менее 200, а оптимальное число лучей при их равномерном расположении вокруг водосборного колодца —- в пределах 3,7. Наиболее широкое распространение получили лучевые скважины с трубчатыми фильтрами.
ВОДОЗАБОР ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД — комплекс гидротехнич. сооружений, включающий водоприемник, насосную станцию с самотечными или сифонными водоводами. При выборе типа и конструкций В.п.в. учитывают следующие хар-ки поверхностных источников: расходный режим, водохоз. баланс; устойчивость ложа, поймы или берегов источника с прогнозом на 15—20 лет; требования к качеству воды, предъявляемые потребителями; качеств, и количеств, хар-ки воды с учетом возможного их изменения вследствие! поступления в источник сточных вод; режимы перемещений донных отложений; наличие вечномерзлых грунтов, возможность промерзания и пересыхания источника; наличие снежных лавин и селевых явлений; осенне-зимний режим источника и шуголедовые явления в нем; темп-ру воды по периодам года и ее стратификацию; характерные особенности весеннего вскрытия источника, половодья и прохождения паводков; требования органов по регулированию использования. и охране вод, сан. надзора, охраны рыбных запасов; возможность организации зон сан. охраны при необходимости забора воды на хоз.-питьевые нужды; технико-эко- номич. оценку условий комплексного использования источников. '
Во всех системах водоснабжения предусматривают мероприятия по предотвращению механич., биологич. и минералогия. загрязнений воды, поступающей в
В.п.в., при последующей ее транспортировке по каналам и водоводам. В случае шуголедовых явлений в источнике водоснабжения предусматривают электрообогрев решеток, подвод к водоприемникам теплой воды или сжатого воздуха, импульсную промывку в сочетании с обратной промывкой, покрытие металлич. элементов кассет гидрофобным материалом и др. При отборе воды из источников, имеющих рыбохоз. значение, предусматривают рыбозащитные устройства.
В.п.в. различают по: виду водоисточника — из водотоков с равнинных, предгорных и горных рек и каналов, из водоемов (морей, озер, водохранилищ); назначению —дляхоз.-питьевого, пром., ирри- гационного,теплоэнергетич. водоснабжения; категорйи обеспеченности подачи воды; компоновке осн. элементов — совмещенные (водоприемник и насосная станция компонуются в одном сооружении) и раздельные; месту расположения водоприемника — береговые, русловые, выносные; типу или схеме водозабора — 1) береговая насосная станция с самотечными или сифонными водоводами и водоприемниками в водоисточнике (крибе) с водоприемным ковшом, 2) с открытым или огражденным каналом, подводящим воду к насосной станции; способу приема воды в водоприемник — с верхним, боковым, нижним приемами воды; условию приема воды в водоприемник — поверхностный, глубинный и донный, положению водоприемника по отношению к уровню воды в водотоке или водоеме — не- затопляемый, временно затопляемый и затопленный; материалу, из к-рого изготовляют водоприемники, — железобетон., бетонные, металлические, деревянные; конструктивным особенностям водоприемника — с вихревой камерой, щелевые, ряжевые, раструбные, трубчатые, зонтичные; воздействию на природные условия водоисточника — активные и пассивные, характеру подвижности водозабора — стационарные, плавучие и фуникулерные; режиму эксплуатации — пост, и временные. При необходимости увеличения глубин воды у входных отверстий и регулирования забора воды устраивают при- плотинные водоприемники водозаборного сооружения, к-рые могут быть как в теле плотины, так и за ее пределами.
В.п.в. по обеспеченности подачи воды подразделяют на три категории, в соответствии с к-рыми устанавливают класс сооружений. Выбор схемы компоновки этих сооружений в сложных гидроморфологич. условиях производят на основе лабораторных и натурных исследований. Использование пассивных В.п.в..или таких их компоновок и конструктивных элементов, к- рые не нарушают или сводят к минимуму нарушения естественного режима йодо-
источника, позволяет даже в очень тяжелых условиях забора воды обеспечить их высокую категорию. Так, при интенсивном разрушении берегов, прибрежных склонов и вдоль береговых наносов вынос насосной станции за пределы зоны ожидаемого разрушения (без устройства берего- защиты) и размещение водоприемников вне зоны действия сосредоточ. течений, выходящих из прибойных зон, позволяют обеспечить водозабор первой категории. Использование таких конструктивных элементов, как ковши, пороги, шпоры, дамбы, открылки, позволяющих улучшить местные условия забора воды (ранний ледостав, отвод от места водоотбора в водоисточнике масс воды с повыш. содержанием наносов, сора, щугольда), позволяет повысить категорию В.и.в. Конструкция В.п.в. должна обеспечивать забор из водоисточника расчетного расхода воды и подачу его потребителю; защиту системы водоснабжения от попадания в нее сора, планктона, наносов, ракушек и шугольда, а также молоди рыб от гибели и травмирования, пропуск проходных рыб к нерестилищам в водоисточниках рыбохоз. назначения; при этом быть прочной, устойчивой и долговечной.
ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД — комплекс гидротехнич. сооружений, включающий каптажные устройства для приема воды из источника (водоносного пласта), насосные станции для подъема воды, водоводы для сбора и транспортировки воды в сооружения по улучшению качества воды или в резервуары. Для забора подземных вод применяют сооружения двух видов — подземные и наземные. В зависимости от характера расположения в водоносном пласте подземные водозаборы бывают вертик., горизонт, и лучевые. Вертик. водозаборы — скважины и колодцы шахтные-, горизонт. — каменнощебеночные дрены сплошного заполнения, трубчатые дрены, галереи, штольни; лучевые — горизонт, скважины, собирающие воду в вертик. шахту (колодец). В ряде случаев сооружают комбинированные водозаборы с горизонт, галереями и рядом вертик. скважин, из к-рых подземные воды изливаются в галерею под естеств. напором.
Для приема естеств. выходов подземных вод на дневную поверхность в виде источников (родников) сооружают каптажи или колодцы. При слабо выраженном выходе подземных вод на дневную поверхность во многих местах их сбор и слив в камеру-колодец осуществляется с помощью горизонт, дрены. Из сборной камеры-колодца вода подается к потребителю по водоводу самотеком, если позволяют условия рельефа, или с помощью насоса. Для добычи подземных вод на глубине ниже
10 м (до 1 000 м и более), приуроченных к мощным водоносным пластам или системе пластов, сооружают водозаборы из скважин. I (рименяют их и в тех случаях, когда^ подземные воды залегают на глубине менее 10 м, а мощность водоносного пласта не менее 5—6 м. Ио если при этом водоносный пласт представлен рыхлыми породами (песками, галечниками), то вместо скважин можно сооружать шахтные колодцы или лучевые водозаборы. Горизонт, водозаборы применяют для получения подземных вод первого от поверхности земли водоносного пласта, имеющего подошву на глубине до 8 м; галерейные или в виде штольни — для получения воды из водоносных пластов, залегающих на любой глубине. На месторождениях с выраженной фильтрац. неоднородностью водоносных пластов группы или ряды скважин размещают там, где эти пласты имеют наибольшую водопроводимость (большую мощность, водопроницаемость, наибольшую закарстованность, трещиноватость и т.д.). На конусах выноса предгорных равнин скважины располагают в виде линейных или дугообразных рядов нормально к направлению потока подземных вод. В долинах рек с пост, поверхностным стоком при прямой связи реки с водоносным пластом скважины располагают вдоль ее берега. Расстояние от уреза воды в реке до скважин зависит от ряда факторов: мощности водоносного пласта, качества речной воды, размываемое™ берегов, изменения уровня воды в реке, уровня, соответствующего расходу реки 95%-ной обеспеченности, промерзания донных и береговых участков русла, степени за- кольматированности русла и возможности увеличения кольматации русловых отложений при эксплуатации водозабора. В долинах рек с непост. поверхностным стоком, когда в расчете водозабора учитывается периодическая сработка естеств. запасов подземных вод и их восполнение, скважины располагают на участках с наибольшей емкостью водовмещающих пород и наличием благоприятных естеств. условий восполнения запасов в паводок. На участках с искусств, пополнением запасов подземных вод водозахватные сооружения любого типа (скважины, шахтные колодцы, горизонт, и лучевые водозаборы) располагают по отношению к инфильтрац. устройствам, как и в долинах рек с пост, поверхностным стоком. Каптаж надмерзлотных вод предпочтителен шахтными колодцами, дренажами и галереями, более надежными по сравнению со скважинами в отношении промерзания. При сложении берегов, островов или русел рек высокопроницаемыми породами эффективно применение инфильтрац. (береговых) водозаборов. Тип водозабора на перемерзающих реках выбирают с учетом сработки за
пасов подземных вод и промерзания талика с момента отсутствия стока до оттаивания проморож. грунта в русле реки.
При заборе воды должна быть обеспечена защита , водоприемных устройств от перемерзания, для чего предусматривают: макс, заглубление водоприемных устройств (колодцев, дрен) в водоносные грунты; двойные крыши люков смотровых и водоприемных колодцев; тепляки над водоприемными шахтами; утепление колодцев на дренах и галереях, непосредственно самих дрен и галерей торфом, льдом, снегом; создание мощных фильтрующих обсыпок вокруг дрен (галерей), проходящих через мерзлые берега; электрообогрев водоприемных устройств; сброс отработ. подогретой воды, пара. Для предотвращения замерзания воды в стволах скважин необходимо обеспечивать: непрерывную откачку, даже если для этого приходится сбрасывать часть отбираемого расхода в водоносный пласт при перерывах в откачке; эпизодическую подачу в скважину теплой воды или пара; обогрев линейными источниками тепла, в т.н. электрокабелем.
В основу расчета водозаборных сооружений положены гидравлич. и гидроди- намич. методы, позволяющие оценить понижение уровней (напоров) в водоприемных устройствах при заданном дебите в различные периоды и определ. схематизации гидрогеология. обстановки.
Водоприемные устройства — фильтры разл. типов должны быть ремонтопригодными, т.с. обеспечивать применение импульсных, реагентных и комбиниров. (импульсно-реагентных) способов восстановления мощности водозаборов. При истощении запасов подземных вод в р-не расположения водозаборов используют системы искусств, пополнения подземных вод, состоящие из инфильтрац. сооружений открытого (бассейны, траншеи и др.) или закрытого (скважины, колодцы) типа. Совершенствование В.п.в. достигается устройством водоприемных систем с ушир. контурами обсыпок, регулированием потока подземных вод с использованием магазипирования стока, сооружением подземных плотин, применением технология. приемов, обеспечивающих стабильную работу водозаборов длительное время.
ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛИ В СИСТЕМЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — теплообменные аппараты, в к-рых подготавливают горячую воду для теплоснабжения. Если греющий теплоноситель — пар, то используют пароводяные теплообменники; если — вода с более высокой темп- рой — то водо-водяные подогреватели. Первые применяют на ТЭЦ или в паровых котельных в целях получения горячей во-
ды для водяных систем теплоснабжения. Подогреватели состоят из корпуса, в к-ром находится пучок трубок. Вода проходит внутри трубок и нагревается до необходимой темп-ры, а пар поступает в межтрубное пространство, конденсируется на наружной поверхности трубрк иотдает свою теплоту. Из-за наличия поверхности нагрева такие теплообменники наз. поверхностными, или рекуперативными. Греющий и нафеваемйй теплоносители в этих теплообменниках не смешиваются.
Теплообменники используют также в тепловых пунктах системы теплоснабжения. В паровых система^ по трубопроводам поступает пар, и для получения горячей воды применяют пароводяной подогреватель. В водяных системах рекуперативные водоподогреватели используют при необходимости разобщения греющей и нагреваемой воды, к-рое требуется для обеспечения независимых гидравл. режимов в тепловых сетях и в местных системах, а также в случаях, когда нельзя или нежелательно допустить перемешивания теплоносителей (напр., при использовании в качестве греющей воды конденсата йли умягченной и деаэриров. воды или при подогреве питьевой поды). Смесит, теплообменники обычного типа в системах теплоснабжения не применяют, если не считать элеваторы, к-рые являются и нагнетателями, и смесителями горячей и охлажденной в системе отопления воды.
При использовании в качестве греющего теплоносителя пара известны его давление и темп-pa, при использовании воды — ее начальная и конечная темп-ры; кроме того, известны темп-ры на входе и выходе нагреваемой воды, кол-во передаваемой в водонагревателе теплоты и расходы греющего и нагреваемого теплоносителей. В этом случае площадь поверхности нагрева водонагревателя, м2, определяют по ф-ле F - Q/KA tap, где Q — тепловая произ-сть, Вт; К — коэфф, теплопередачи, Вт/ (м^С); A Ср — средняя разность темп-p между греющим и нагреваемым теплоносителями, иС.
Темп-pa пара при его конденсации не изменяется, а темп-pa воды вдоль поверхности нагрева изменяется нелинейно. За расчетную разность принимают среднюю логарифмич. разность темп-р:
A tcp “ (А 1б - А 1м) /1п ( А 1б/ А 1м), где А16— наибольшая разность темп-р между феющим и нагреваемым теплоносителями; А1М— наименьшая разность темп-р. Коэфф, теплопередачи определя- ютпоф-леК-д/(l/ai+оД +1/аг), где X1 — коэфф, теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенке поверхности нагрева; а 2 — то же, от стенки к нагреваемой воде; р — толщина стенки; X — теплопроводность материала стенки.
В процессе эксплуатации на поверхности нагрева отлагается накипь, особенно интенсивно со стороны нафеваемой для горячего водоснабжения водопроводной воды, т.к. она, как правило, не подвергается хим. очистке от солей жесткости. Коэфф. д, учитывающий термич. сопротивление накипи, принимают равным 0,85.
Коэфф, теплоотдачи зависит от свойств теплоносителя, характера теплообмена (конденсация, вынужденная или свободная конвекция), режима движения воды и конструкции теплообменного аппарата. Термич. сопротивлением стенки трубок, составляющих поверхность нафе- ва, часто пренебрегают, поэтому ф-ла Для определения коэфф. К примет вид К - р» * to ia 2)/( а 1 + a 2).
Если вода движется в межтрубном пространстве, то в расчетах используют эквивалентный диаметр d3K - 4f/и, где f — площадь поперечного сечения; и — смоченный периметр. Потери давления в подогревателе А Р, Па, определяют в результате гидравлич. расчета по ф-ле
АР-(Я^ + 2^ )w2/2 Р’
где X — безразмерный коэфф, сопротивления трения; I — длина, м; d — диаметр, м; t, — коэфф, местного сопротивления; w — скорость воды, м/с; р — плотность воды, кг/м3.
Коэфф, трения X зависит от режима движения воды (число Рейнольдса) и эквивалентной шероховатости труб. Для средних значений он равен 0,03—0,04. Коэфф. £ определяют в зависимости от конструкции теплообменника. Плотность берут для средней темп-ры воды. Скорость воды в трубках водоподофевателя принимают 0,5 — 1,2 м/с.
В системах горячего водоснабжения применяют кожухотрубные и пластинчатые водо-водяные подофеватели, в паровых — скоростные двух- и четырехходовые пароводяные подофеватели, в системах горячего водоснабжения с периодич. разбором воды (напр., душевые установки предприятий) — емкостные горизонт, пароводяные подофеватели.
ВОДОПРИЕМНИК — устройство, с помощью к-рого осуществляется забор воды из водотока или водоема. Оно должно сохранять работоспособность при возникновении осложнений, вызванных: снижением глубин воды у водоприемных отверстий или расходов воды; образованием в потоке внутриводного льда и шуги; шуго- заполнением русла, а также транспортировкой потоком наносов, сора, карчей, топляков и т.п.; судоходством, лесосплавом, регулированием стока на ГЭС; отбором воды для др. целей; захватом зафязне- ний водотока или водоема; переформиро
ванием русла или побережья водотока или водоема; волнением, вдольбереговыми перемещениями наносов, нагонов сора или льда; развитием ракушки, планктона, захватом водорослей; развитием или деградацией границы вечномерзлых фунтов; ледообразованием, заторами, торошением и навалами льда. Эффективность работы водоприемников, оборудованных сороудерживающими решетками, фильтрующими кассетами или рыбозащитными сет- ками^ зависит от скорости втекания воды в них, их расположения относительно направления течения и глубины воды в водоисточнике у водоприемных отверстий, а также от наличия у последних козырьков, порогов, ребер и др. элементов.
Наибольшее распространение получили В., водоприемные отверстия к-рых расположены вертикально. Применяют также В. с наклонно и горизонтально расположенными отверстиями с поступлением воды сверху вниз и в обратном направлении. Широкое применение получили затопленные В., верх к-рых размещен не менее чем на 0,2 м ниже миним. отметки нижней поверхности льда. Основной их недостаток — недоступность обслуживания при возможной аварии. Конструкция В. должна обеспечивать защиту водоприемных отверстий от наносов, шуги, мусора, а также защи ту молоди рыб, равномерность скоростей по всей длине водоприемного фронта, обратную промывку сороудерживающих решеток и фильтрующих элементов. Гидравлич. расчеты В. выполняют для определения: гидравлич. характеристик режима работы; размеров водоприемных отверстий, диаметров самотечных или сифонных водоводов и др. конструктивных элементов; потерь напора в водоприемнике и подводящей системе водоводов; наивысшей отметки оси насосов; степени равномерности отбора воды. В. следует защищать от подмыва обтекающим потоком путем устройства заглубленного основания и крепления ложа водоисточника вокруг них.
В. разного типа (не менее двух), работающие совместно (заменяя друг друга) либо независимо один от другого и входящие в состав одного водозабора, наз. комбинированными. Комбинированные В. наиболее приспособлены к условиям работы при большом кол-ве наносов и шуги. Самыми распространенными являются водозаборы, имеющие русловой и береговой водоприемники, при этом береговой работает только в паводки и половодье, когда в реке проходит наибольшее кол-во наносов, а русловой — только в межень и в периоды шугохода. На реках с большой амплитудой колебаний уровней воды применяют водозаборы с береговыми и ковшо выми водоприемниками. Водоприемные ковши устраивают для предотвращения
Типовой затопленный водоприемник с вихревой камерой
— корпус водоприемника; 2 — водоприемное от- верстие;3 —самотечный водовод; 4—наносозащитный щит; 5 — вихревая камера; 6 — переходный раструб
шуголедовых помех на водотоках. Водоприемные ковши покрываются ледяным покровом на 2—3 сут раньше речного потока, поэтому скорость течения воды в них должна быть такой, при к-рой обеспечивается всплывание к поверхности всех кристаллов ледяной взвеси. Самопромываю- щиеся ковши (СПК) на реках с малыми или недостаточными глубинами рекомендуется применять для поддержания у В. глубин, необходимых для бесперебойного отбора воды. При этом СПК выполняют все функции по защите В. от наносных, шуголедовых и других помех.
ВОДОПРОВОД — система водопроводных сооружений и устройств для обеспечения потребителей водой. Первые В. возникли в Древнем Риме в глубокой древности. Вода по ним подавалась к городу самотеком по каналам. При пересечении долин или оврагов каналы прокладывали по
спец, мостам — акведукам. Частично сохранившиеся до наших дней, они представляют собой образцы древнего инженерного искусства. В городе вода подводилась к центр, резервуарам, откуда подавалась по трубам к обществ, баням и купальням, к дворцам и домам патрициев, а также к фонтанам и бассейнам, к-рыми пользовалось население. Первые сведения об устройстве централизов. гор. В. в странах Европы относятся к концу XII в., когда в Париже был построен первый самотечный В. В XIII в. был сооружен В. в Лондоне. Применение паровых насосов позволило значительно увеличить дальность транспортировки воды. В XII—XIV вв. построены В. для крепостей ряда русских городов. В XV в. появился самотечный родниковый В. для Московского Кремля. В 1631 в нем же был сооружен В., подававший воду с помощью "водовзводной машины" в водонапорную башню. Для транспортировки воды из нее использовали свинцовые трубы. В 1718 по приказу Петра I был сооружен водопроводный канал для Летнего сада в Санкт-Петербурге, в 1721 — Петергофские фонтаны. При Петре I началось сооружение родникового В.
в Царском Селе, законченное в 1749. Для' Царского Села был построен также крупный для того времени (длиной более 15 км) речной В. с забором воды из р.Та- лицы. В 1804 заканчивается стр-во первого московского В., к-рый подавал самотеком грунтовую воду из села Б.Мытищи на расстояние около 1 б км. Сохранился акведук мытищинского В. (у с.Ростокино) для перехода долины р.Яузы. Сооружались и в др. городах. В 1900 начал строиться и с 1902 вступил в действие первый московский В. с забором воды из р.Москвы у дер. Рублево. В наши дни В. — сложные системы водопроводных сетей и сооружений по забору воды из поверхностных и подземных источников, очистке и обработке воды разл. механич., хим. и физ.-хим. методами (см.Система водоснабжения).
ВОДОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БИОФИЛЬТРА — система труб или лотков, обеспечивающая равномерное распределение (орошение) по поверхности биофильтра обрабатываемой сточной воды. В.с.б. подразделяют на неподвижные и подвижные. К первым относятся дырчатые желоба, спринклерная и водоструйная системы орошения; ко вторым — вращающиеся реактивные оросители. В отечеств, и зарубежной практике наибольшее распространение получили спринклерная система для прямоугольных в плане биофильтров и вращающиеся оросители для круглых.
Спринклерная система орошения состоит из дозирующего бака, магистр, трубопровода с сифоном, разводящей сети труб с вертик. стояками, на верхних концах к-рых прикреплены спринклерные головки с отражат. элементами (зонтиками) . Нач. свободный напор у спринклера должен быть 1,5 м, конечный — не менее 0,5 м; диаметр отверстий спринклерной головки — 13—40 мм, высота ее расположения над поверхностью загрузочного материала биофильтра —- 0,15—0,2 м. Сточная вода поступает в дозирующий бак, из к-рого автоматически после его наполнения с интервалами не более 5— 8 мин подается в разводящую сеть и через спринклерные головки разбрызгивается над поверхностью биофильтра. Для более равномерного орошения биофильтра спринклеры размещают в шахматном порядке таким образом, чтобы площади, орошаемые соседними спринклерами, частично перекрывались. Расчет спринклерной системы сводится к определению расхода воды из каждого спринклера, их числа, диаметров труб разводящей сети, емкости и времени работы дозирующего бака.
Реактивный вращающийся ороситель состоит из двух, четырех или шести дырчатых труб, консольно закрепленных
Схемы водораспределит. систем биофильтров
а — спринклерная; б — с реактивным вращающимся оросителем; я — водоструйная; 1 — подача сточных вод; 2 ~ дозирующий бак; 3 — магистральный подводящий трубопровод; 4 — биофильтр; 5 — разводящая сеть;б—-стояк; 7— спринклерные головки; 5 —- отражатель струи воды (зонтик); 9 — отведение сточных вод; 10 — распределит, камера; 11 — распределит. трубы с отверстиями; 12 — насадочные элементы; 13 — водоотбойные розетки; 14 — крепежные устройства
на общем стояке. Сточная вода под напором не менее 0,5 м подается в распределит, камеру, установленную на шариковых подшипниках, к-рая свободно вращается вокруг вертик. оси. Из камеры вода поступает в радиально располож. распределит, трубы и через отверстия диаметром 10—- 15 мм выливается на поверхность биофильтра. Под действием реактивной силы, возникающей при истечении воды из отверстий, распределитель вращается. Расстояния между отверстиями увеличиваются от периферии к центру, вследствие чего обеспечивается равномерное орошение поверхности биофильтра. Распределит. трубы располагают над загрузочным материалом на расстоянии 0,2 м. Расчет реактивного оросителя сводится к определению: числа и диаметра распределит, труб —• из условия движения жидкости в них со скоростью 0,5—1 м/с; числа и диаметра отверстий в трубах — из условия истечения жидкости из них со скоростью не менее 0,5 м/с; расстояния каждого отверстия от оси оросителя; числа оборотов оросителя и напора, требуемого для его вращения.
Водоструйная система орошения состоит из магистр, трубопровода или лотка; разводящей сети из трубопроводов или лотков; сливных трубок (насадочных элементов) с отверстиями диаметром 15— 32 мм, располагаемых в днище разводящих труб или лотков; водоотбойных круглых в плане розеток, имеющих плоскую или вогнутую сферич. форму с гладкими или фигурными кромками. Водоотбойные розетки располагают под сливными трубками (над загрузочным материалом) или непосредственно на его поверхности; в первом случае их подвешивают к разводящим трубопроводам или лоткам, во втором — закрепляют на поверхности загрузки. Разводящую сеть размещают над загрузочным материалом на расстоянии 0,5— 1 м. Сточная вода из магистр, водовода поступает в разводящую сеть и через сливные трубки изливается в виде струй на водоотбойные розетки. Ударяясь о розетку, струя воды разбивается на мелкие брызги и струйки, равномерно орошая поверхность загрузочного материала биофильтра. Расчет водоструйной системы сводится к определению ширины и высоты лотка или диаметра труб; числа и диаметра отверстий сливных трубок. Расчет распределит. сети биофильтров производится по макс, расходу воды с учетом рецирку- ляц.расхода.
ВОДОТРУБНЫЙ КОТЕЛ — паровой котел, поверхность нагрева к-рого состоит из стальных труб, омываемых снаружи газообр. продуктами сгорания топлива (дымовыми газами). Внутри труб, объе- дин. барабанами и коллекторами в единую систему, движутся вода и пароводяная смесь. Первые В.к. — горизонтально-водотрубные — были созданы во 2-й половине XIX в. В 1893 рус. инж. В.Г.Шухов создал В.к., к-рый состоял из продольного барабана и трубчатых батарей, представляющих собой 2 пучка труб, ввальцов. в плоские стенки коротких цилиндрич. камер; в зависимости от числа батарей (от 1 до 5) площадь поверхности нагрева котла могла изменяться от 62 до 310 м2, а паро- произ-сть от 1 до 7 т/ч при давлении пара до 1,3 МПа. В нач. XX в. появились вертикально-водотрубные котлы, к-рые за очень короткое время были доведены до высокой степени совершенства. В 30-с гг. Л.К. Рамзин (1887—1948) сконструировал В.к. с принудит, циркуляцией. Вертикально-водотрубные и горизонтально-водотрубные котлы отличаются один от др. по конструкции, характеру расположения трубных пучков и их объединению в общую систему. В вертикально-водотрубных барабаны котлов располагаются по длине или фронту котла, а кипят, трубы, составляющие поверхность нагрева, — вертикально или с небольшим уклоном.
Водотрубный котел MM3-IV-0.8/9
1 — крышка; 2 — лаз; 3 — пароводопробные краны; 4 — дымовая труба и заслонка;5 •— предохранит, клапан; б — манометр; 7 — сигнализатор предельного уровня воды в котле; 8 — водоуказатель; 9 — кипятильные трубы; 10— питат. вентиль; 11 — обратный питат. клапан; 12 — топочная дверка; 13 — вентиль для продувки котла
Котлы работают на кусковом, пылевидном, жидком котельном или газообразном топливе, снабжены автоматич, устройствами для регулирования работы котлоагрегатов. Для отопит, котельных пром-сть выпускает вертикально-цилинд- рич. водотрубно-газотрубные котлы ВГД, вертикально-водотрубные типа МЗК, ММ3, двухбараб. серии Е-1 -9 и др. номин. произ-стыо до 1,6 т/ч, давлением пара 0,8—0,9 МПа. Котлы Е-1-9 поставляются с блоком водоподготовки, питательным насосом, тягодутьевыми устройствами, а при сжигании газа и мазута — с автоматикой. Горизонтально-водотрубные котлы сняты с произ-ва.
ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание здания или сооружения системой отопления, в к-рой в качестве теплоносителя используется вода. В.о. в XVIII в. применялось для отопления оранжерей и теплиц, а с нач. XIX в. — и зданий, 13 России первая система В.о. была сооружена в Петербурге в. 1834 (П.Г. Соболевский,
1782—1841). В XIX в. В.о. устраивалось гравитационным — с естеств. циркуляцией воды. В 50—60-х гг. XIX в. распространилось как более дешевое В.о. высокого давления по системе англ. инж. Перкинса (патент 1831). Система состояла из замкнутых со всех сторон и заполн. водой вер- тик. толстостенных трубок (внутр, диаметр 15, наружный 25 мм). Вода нагревалась в змеевике, помещ, в центр, печь. Такого же рода змеевики ("нагреват. спирали"), соедин. одной трубой (сейчас подобная связь отопительных приборов наз. однотрубной системой водяного отопления), размещались в обогреваемых помещениях. В системе циркулировала вода под значит, давлением (до 7 МПа), нагреваемая до 260—300°С. Кроме змеевиков в помещениях использовались трубы отопительные — гладкие трубы большого диаметра, а затем и ребристые трубы — первые спец, отопит, приборы. Применялось также В.о. повыш. давления (до 0,8 МПа) по системе франц, инж. Л. Дю- вуара — горизонт, типа с отопит, приборами в виде чугунных цилиндрич. печей со сквозным внутр, каналом (система подобного вида действует в одном из зданий в г.Нижнем Новгороде). С 70-х гг. прошлого столетия с В.о. высокого давления стало успешно конкурировать В.о. низкого давления, выполняемое заводом Сан-Талли в Петербурге по горизонт, схеме с отопит, приборами из ребристых труб (фасонные соединит, части и арматура ввозились из Германии). В последней трети XIX в. В.о. низкого давления сооружалось в разл. городах России Петербургским металлич. заводом (О.Е. Крель, 1838—1913) в виде вертик. и горизонт, однотрубных систем водяного отопления. В 1875 К. Лешевич впервые устроил квартирное В.о. низкого давления с вертик. плоскими стальными отопит, приборами, действующими самостоятельно или во время топки кухонного очага. В 80-х it. стало распространяться центр. В.о. с вертик. прокладкой труб по однотрубной схеме с отопит, приборами в виде вертик. оребр. тумб разл. высоты и обходными ветками вдоль них (их наз. замыкающими участками). На каждом отопит, приборе стали устанавливать регулирующие краны. В 90-х гг. появилась двухтрубная система отопления (под влиянием законодателя германской отопит, техники Г. Ритшеля), где по одной из параллельно прокладываемых двух вертик. труб в отопит, приборы подавалась нагретая вода, по др. — отводилась охлажденная. Единственным, кто продолжал применять однотрубное В.о., был Петербургский металлич. завод (теперь ЛМЗ). На нем по сабств. проектам производились предварит, заготовка и сборка отд. элементов, поэтому монтаж (также силами завода) отопит, установок в зданиях проводил
ся в сокращ. сроки. Вертик. трубы отопления прокладывались скрыто в стенах, ребристые трубы закрывались щитами и декоративными решетками.
Для нач. 20 в. .характерно стремление к уменьшению первонач. стоимости отопит, установок. В.о. устраивается с открытой прокладкой вертик. труб и открытой установкой отопит, приборов (около 1900 появились чугунные отопительные радиаторы). Применяются разл. решения по повышению скорости движения воды для уменьшения диаметра труб. Побуждение циркуляции воды предлагалось осуществлять путем подмешивания к ней в подъемных трубах воздуха, пара, перегретой воды (А.К. Павловский, 1861—1923). В.М. Чаплин (1859—1931) разработал ив 1903 впервые применил в Москве паро-водо-водяное отопление с побуждением циркуляции воды пароструйным инжектором. Для отопления здания устанавливались 2 котла: паровой для получения пара под давлением 0,05—0,3 МПа (в зависимости от высоты здания) и водогрейный для нагревания воды до 100—150 °C, края, смешиваясь с охлажд. водой, поступала при пониж. темп-ре (не выше 90 °C) для отопления помещений. Предлож. В.М. Чаплиным эжектирование охлажд. воды при подаче снаружи высокотемп-рной повсеместно используется для центр. В.о. зданий. В 1905 В .А. Яхимович (1875— 1942) предложил и внедрил "трубчатые приборы с рубашкой из бетона" — паробетонные приборы панельно-лучистого отопления, основ, на заделке нагреват. элементов в толщу ограждающих конструкций помещений. В последующие 10 лет было выполнено свыше 100 таких отопит, установок. В те же годы появилось районное отопление — неск. зданий стали снабжаться теплотой из одного центра, при этом в качестве теплоносителя "дальнего действия" использовался пар, в зданиях устанавливались пароводяные теплообменные аппараты (бойлеры) и оборудовалось В.о. естеств. Циркуляцией. Таким пароводяным отоплением, в частности в 1903 было оборудовано 13 корпусов Петербургской детской больницы.
■ Нач. применения насосов в России для побуждения циркуляции воды с целью не только уменьшения диаметра труб, но и увеличения радиуса действия В.о. относится к 1909. Осторожное отношение к использованию насосов в В.о. последовало после отрицат. выступления Г. Ритшеля на третьем Германском съезде по отоплению и вентиляции в 1901. Насосное В.о. впервые было осуществлено в Михайловском театре в Петербурге. В двухтрубной системе водяного отопления каждый радиатор снабжался обходной веткой с переключат. трехходовым краном для пропуска воды при выключении радиатора. К
1912 насосное В.о. было запроектировано Н.П. Мельниковым в неск. крупных зданиях, в т.ч. в корпусах Ин-та инженеров путей сообщения, где устраивалось впервые. водо-водя ное отопление с радиусом действия около 400 м при создаваемом насосом давлении 100 кПа. В здании Эрмитажа воздушное отопление системы Н.А. Аммосова было заменено водяным, рас- счит. на поддержание темп-ры в помещениях с колебанием в пределах 0,5°С. В общем же в России установок центр. В.о. было мало, и большинство их монтировалось в расчете на гранитац. (естеств,) циркуляцию воды. Осн. масса зданий, даже в столице, имела печное отопление. Область применения В.о. расширилась в 20-х гг.: согласно выпущенному Народным комиссариатом труда ОСТ предлагалось оборудовать центр. В.о. все вновь возводимые жилые здания высотой более 3 этажей (в последующем более 2 этажей). Сначала В.о. выполнялось на базе местных отопит. котельных (в подвалах зданий), затем с развитием теплофикации — при теплоснабжении от ТЭЦ. Период до середины XX в. характерен широким, кроме Ленинграда, применением двухтрубного распределения теплоносителя воды по отопит, приборам зданий. С развитием крупнопанельного стр-ва, в т.ч. бесчердачного, предпочтение при отоплении многоэтажных зданий стало отдаваться вертикальнооднотрубному соединению отопит, приборов. .
Вода как теплоноситель в системе отопления практически несжимаема, отличается значит, плотностью, теплоемкостью и вязкостью. Она изменяет свои плотность, объем и вязкость при изменении темп-ры, а темп-ру кипения в зависимости от давления; способна сорбировать и выделять газы при изменении темп-ры и давления. Применение в системе отопления нагретой воды позволяет поддерживать равномерную темп-ру помещений путем регулирования темп-ры подаваемой в отопит, приборы воды. Средняя темп-ра поверхности приборов большинства систем В.о. в течение осн. периода отопительного сезона не превышает 60—65°С и не вызывает разложения и сухой возгонки органич. пыли, сопровождающихся выделением вредных для людей в-в, в частности оксида углерода. Недостатки применения воды в качестве теплоносителя — значит, давление гидростатич. в системе отопления; значит, тепловая инерция воды, задерживающая изменение темп-ры помещения при регулировании теплопередачи отопит, приборов; ограниченная скорость движения воды в теплопроводах в связи с шумовым пределом и большими потерями давления при ее циркуляции.
Системы В.о. по способу создания циркуляции воды разделяются: с естеств,
Прхнципиальная схема систем
а — с естественной циркуляцией (гравитационная); б — с механическим побуждением циркуляции воды (насосная); 1 — теплообменник; 2 — подающий теплопровод (Т1);3 — расширительный бак; ■/—отопительный прибор;5— обратный теплопровод (Т2); 6 — циркуляционный насос; 7 — устройство для выпуска воздуха из системы
циркуляцией (гравитац.) и с механич. побуждением циркуляции воды при помощи насосов (насосные). В гравитац. системе используется свойство воды изменять плотность при разл. темп-ре. В замкнутой вертик. системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитац. поля Земли возникает естеств. движение воды. В насосной системе используется насос для повышения разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужд. движение воды. По темп-ре теплоносителя различаются системы низкотемп-рные с предельной темп-рой горячей воды tr< 70°С, средне- темп-рные при tr 70—100°С и высоко- темп-рные при tr> 100°С. Макс, значение темп-ры воды ограничено 150°С. По положению труб, объединяющих отопит, приборы по вертикали или горизонтали, системы В.о. делятся на вертик. и горизонт., в зависимости от схемы соединения труб с отопит, приборами — на однотрубные и двухтрубные. В каждом стояке или ветви однотрубной системы водяного отопления приборы соединяются одной трубой, и вода протекает через них последовательно. Если каждый отопит, прибор., установл. в помещении, разделен на 2 равные части ("а" и "б"), в к-рых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель' последовательно проходит сначала через все части "а", а затем через все части "б", то такая однотрубная система носит назв. бифилярной (двухпоточной) системы отопления. В двухтрубной системе В.о. приборы отд. присоединяются к 2 трубам — подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от др. приборов.
Длительное применение В.о. подтвердило гигиенич. и технич. его преимущества по сравнению с паровым отоплением. При В.о. обеспечиваются относительно невысокая темп-pa поверхности теплопроводов и отопит, приборов, равномерная темп-pa помещений, большой срок службы, экономия теплоты, бесшумность действия, простота обслуживания, и ремонта. Получило широкое распространение насосное В.о., гравитац. применяется сравнительно редко.
В зависимости от источника теплоснабжения изменяются устройство, оборудование местного теплового пункта и принцип, схема системы насосного В.о. Такая система при местном теплоснабжении от собст. водогрейной котельной в отапливаемом здании показана на схеме а. Воду, нагреваемую в котлах, перемещает
циркуляционный насос, включ. в общую обратную магистраль, к к-рой присоединен также бак расширительный. Система заполняется водой из водопровода. При централиз. водяном теплоснабжении применяются 3 способа присоединения системы насосного В.о. к наружным теплопроводам. Независимая схема близка по своим элементам к схеме при местном теплоснабжении, лишь котлы заменяют теплообменниками и систему заполняют деаэрированной водой (лишенной растворенного воздуха) из наружной тепловой сети, используя высокое давление в ней или спец, подпиточный насос, если это давление недостаточно высоко. Воду для заполнения системы, как правило, заби-
рают из обратного наружного теплопровода. Возможна, однако, подача воды и из подающего теплопровода, если давление высокотемп-рной воды (темп-pa ti), передающееся при этом в систему, допустимо для всех ее элементов. При независимой схеме в системе отопления создается местный теплогидравлич. режим при пониж. темп-ре tr греющей воды (tr< ti). Первичная вода после теплообменников должна иметь темп-ру выше темп-ры обратной воды в системе отопления (t2 >to). Если, напр., расчетная темп-pa to равна 70°С, то
Принципиальные схемы насосного водяного отопления при местном теплоснабжении (а) и присоединении к наружным теплопроводам централизованного теплоснабжения (б, в, г)
— циркуляционный насос; 2 — котел; 3 — подача топлива; 4 — расширительный бак; 5 — отопительные приборы; 6 — водопровод; 7 ■— теплообменник; 8—подпиточный насос; 9,10 — наружные обратный и подающий теплопроводы; 11 — смесительная установка '
для сокращения площади нагреват. поверхности теплообменников темп-ра 12 должна быть не ниже 75°С. Независимую схему присоединения применяют, когда в системе не допускается повышение гидроста- тич. давления (по условию прочности отопит. приборов) до давления, под к-рым находится вода в наружном обратном теплопроводе. Преимуществом независимой схемы присоединения системы В.о. кроме обеспечения тенлогидравлич. режима, индивид, для каждого здания, является возможность сохранения циркуляции с использованием теплосодержания воды в течение нек-рого времени, обычно достаточного для устранения аварийного повреждения наружных теплопроводов. Система В.о. при независимой схеме служит дольше, чем с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды и зарастания труб и приборов.
Зависимая схема присоединения системы отопления к наружным теплопроводам со смешением воды проще по конструкции и в обслуживании. Стоимость ее ниже стоимости независимой схемы благодаря исключению таких элементов, как теплообменник, расширит, бак и подпиточный насос, функции к-рых выполняются централизованно на тепловой станции. Эту схему выбирают, когда в системе требуется темп-ра воды tr ti и допускается повышение гидростатич. давления до давления, под к-рым находится вода в наружном обратном теплопроводе. Смешение обратной воды из системы отопления с вы- сокотемп-рной водой из наружного теплопровода осуществляют при помощи смесит. аппарата — смесит, насоса или водоструйного элеватора. Насосная смесительная установка системы отопления имеет преимущество перед элеваторной — ее кпд выше; в случае аварийного повреждения наружных теплопроводов возможно, как и при независимой схеме присоединения, сохранение циркуляции воды в системе отопления. Смесит, насос можно применять в системах со значит, гидравлич. сопротивлением, тогда как при использовании элеваторной смесит, установки потери давления в системе должны быть сравнительно небольшими. Недостаток зависимой схемы присоединения со смешением — незащищенность системы от повышения в ней гидростатич. давления, непосредственно передающегося через обратный теплопровод, до значения, опасного для целости отопит, приборов и арматуры.
Прямоточная схема применяется, когда в систему допускается подача высо- котемп-рной воды (tr " 11) при значит, гидростатич. давлении или при прямой подаче низкотемп-рной воды. Недостаток зависимой прямоточной схемы присоединения — невозможность местного
Расход труб и п л о щ а д и р а д и а т о р о в, %, в раз л и ч и ы хнасосных системах вод ян о г-о отопления 5-этажпогожилого здания при верхнем р а с п о л о же в и и.подающих магистралей -Расход труб и п л о щ а д и р а д и а т о р о в, %, в раз л и ч и ы хнасосных системах вод ян о г-о отопления 5-этажпогожилого здания при верхнем р а с п о л о же в и и.подающих магистралей -Стояки с двухсторонним присоединением Расход труб, % Площадь радиаторов радиаторов,%-по длине по массеСтояки с двухсторонним присоединением Расход труб, % Площадь радиаторов радиаторов,%-по длине по массеДвухтрубные100100100Однотрубные:с замыкающими участками7493108(со ’’сжимом”)проточные •729198Двухтрубные100100100Однотрубные:с замыкающими участками7493108(со ’’сжимом”)проточные •729198регулирования темп-ры горячей воды (1Г) и зависимость теплового режима здания от "обезличенной" темп-ры воды в наружном подающем теплопроводе. Высота зданий, в к-рых используют высокотемп-рную воду, ограничена вследствие необходимости сохранить в системе'гидростатич. давление, достаточно высокое для предотвращения вскипания воды.
Расход труб и п л о щ а д и р а д и а т о р о в, %, в раз л и ч и ы хнасосных системах вод ян о г-о отопления 5-этажпогожилого здания при верхнем р а с п о л о же в и и.подающих магистралей -
Расход труб и п л о щ а д и р а д и а т о р о в, %, в раз л и ч и ы хнасосных системах вод ян о г-о отопления 5-этажпогожилого здания при верхнем р а с п о л о же в и и.подающих магистралей -
Стояки с двухсторонним присоединением Расход труб, % Площадь радиаторов радиаторов,%
-по длине по массе
Стояки с двухсторонним присоединением Расход труб, % Площадь радиаторов радиаторов,%
-по длине по массе
Двухтрубные100100100
Однотрубные:
с замыкающими участками7493108
(со ’’сжимом”)
проточные •729198
Двухтрубные100100100
Однотрубные:
с замыкающими участками7493108
(со ’’сжимом”)
проточные •729198
При централизов. теплоснабжении с применением независимой и зависимых схем присоединения в системе отопления циркулирует деаэрированная вода. Это не только упрощает удаление воздуха из системы (фактически воздушные скопления удаляют только в пусковой период после монтажа или ремонта), но и увеличивает срок ее службы.
Система В.о. при местном и централизов. теплоснабжении применяется с верхним и нижним расположением магистралей, с тупиковым и попутным движением воды в них, с последоват. и паралл. (по направлению движения воды) соединением отопит, приборов. При проектировании систем отопления конкретных зданий составляют схемы систем, разл. образом сочетая в каждой из них магистрали, стояки и ветви с отопит, приборами. Устанавливается взаимное расположение теплообменников (котлов), циркуляр, насосов, теплопроводов, отопит, приборов и др. элементов в зависимости от размещения их в здании, т.е. закрепляется топология системы. Схемы системы отопления в 5070-х гт. XX в. существенно видоизменялись, причем общим явлением в стране было вытеснение ранее широко распрост- ран. двухтрубных систем вертик. однотрубными. При использовании последних вместо двухтрубных появилась возможность уменьшить длину и массу труб (табл.), унифицировать отд. узлы и детали, устранить замеры в натуре, механизировать процессы заготовки деталей, осуществлять предварит, сборку и комплектацию узлов, а в результате — сократить затраты труда и сроки монтажа систем. Потери давления в однотрубных стояках и ветвях значительно превышают потери в двухтрубных стояках, при этом устанавливается устойчивый гидравлич. режим
однотрубных систем: заданное распреде- ■ ление теплоносителя по отопит, приборам сохраняется в течение всего отопит, сезона, т.е. однотрубные системы менее подвержены разрегулированию, чем двухтрубные. Поэтому у приборов можно устанавливать регулирующие краны, пред- назнач. только для эксплуатац. регулирования. При сдаче смонтиров. однотрубных систем в эксплуатацию не проводят пусконаладочного регулирования теплоотдачи отопит, приборов, как это делают при двухтрубных системах.
В системах В.о. используются неоцинков. (черные) стальные шовные (сварные) трубы: водогазопроводные диаметром до 50 мм (легкие и обыкнов.), электросварные диаметром как до 50 мм, так и большего диаметра. Водогазопроводные легкие трубы заменяются обыкнов. (с большей толщиной стенок) при скрытой их прокладке и в местах, где предусматриваются резьбовые соединения вместо сварных (в осн. при применении муфтовой арматуры и соедиггит. частей). Оцинков. водогазопроводные трубы устанавливаются только в воздушных и дренажных линиях. Трубы в системах В.о. прокладываются в осн. открыто, что проще, дешевле и позволяет использовать их поверхность как нагревательную с соответствующим сокращением площади отопит, приборов. Применяются разл. приборные узлы как с трубной регулирующей арматурой, так и без нее. При установке конвекторов с воздушным клапаном регулирующая арматура используется только в двухтрубных системах В.о. (для пусконаладочного регулирования).
Размещение стояков в вертик. системе В.о. зависит от положения магистралей и подводок к отопительным приборам и неотделимо от выбора вида этой системы. Горизонт, ветви устанавливаются на уровне греющих труб в конвекторах или под отопит, ггриборами без уклона теплопровода системы отопления, если обеспечивается скорость движения воды в них более 0,25 м/с. Размещение магистралей связано с назначением и шириной здания, видом принятой системы отопления, применением в ней компенсаторов теплопро-
водов. Магистрали в технич. помещениях, на чердаках и в подвалах прокладываются с уклоном, вызывающим перемещение воздуха к воздухосборникам (верхние магистрали) и самотечный спуск воды из труб для ремонта системы (нижние маги страли). Для выпуска воздуха в атмосферу в повыш. местах системы В.о. устанавливаются воздушные краны. Теплопроводы систем В.о. покрывают тепловой изоляцией в местах, где возможны замерзание теплоносителя (близ наружных дверей, ворот и др. открываемых зимой проемов), воспламенение и взрыв газов и пыли, ожоги, а также в неотапливаемых и искусственно охлаждаемых помещениях. Толщина слоя тепловой изоляции должна обеспечивать кпд, близкий к 0,8. Для устранения в рабочих помещениях шума и вибраций, вызываемых работающими насосами, их фундаменты не связываются наглухо со строит, конструкциями машинных помещений. Каждый насос отделяется от теплопроводов двумя гибкими виброизолирующими вставками, под его основание помещаются виброизолирующие амортизаторы. Теплопроводы в местах пересечения стен и перекрытий помещений снабжаются амортизирующими прокладками; зазоры между трубами, прокладками и строит, конструкциями заделываются негорючей упругой мастикой.
Тепловой и гидравлический расчеты системы отопления основываются на известной ее тепловой мощности, складывающейся из тепловых нагрузок отд. отопит. приборов, получ. в результате расчета теплопотерь помещений. Исходя из нормативно установл. значения темп-ры теплоносителя, отнесенного к расчетной темп-ре отопит, сезона, определяют его расход и проводят тепловой и гидравлич. расчеты системы, включая подбор оборудования (теплообменников, расширительного бака, циркуляр, насосов, рейдирующих клапанов и т.п.).
Трубы систем В.о. соединяются сваркой, на фланцах и резьбе (при наружном диаметре до 60 мм). В качестве уплотнителя фланцевых соединений применяются термостойкая резина и паронит, для уплотнения резьбовых соединений -- лента из фторопластового уплотнителя или асбе - стовая прядь вместе с льняной прядью, пропит, графитом, замеш. на олифе. Смонтиров. системы В.о. подвергаются гидростатич. испытанию путем заполнения водой под избыточным давлением, превышающим на 25% рабочее, но не менее 0,2 МПа в самой нижней точке системы. Система В.о. признается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин при отсутствии утечки воды падение созданного в ней давления не превысит 0,02 МПа, а при последующем ее пуске под рабочим давлением утечек воды также не наблюда
ется. Для систем панельного В.о., как и для теплообменников, устанавливаются более жесткие требования. Перед сдачей смонтиров. системы В.о. в эксплуатацию проводится пусконаладочное (монтажное) ее регулирование. Перспективным направлением применения В.о. можно считать расширение области его использования при комбиниров. отоплении как с разл. режимом работы, так и в сочетании с др. видами отопления, для низко темп-рного отопления — с утилизацией природной и сбросной теплоты.
ВОДЯНОЙ ЭКОНОМАЙЗЕР - элемент котлоагрегата, теплообменный аппарат, в к-ром питательная вода перед подачей в котел подогревается уходящими газами. В.э. выполняют в виде чугунных, стальных гладкотрубных и стальных из оребр. труб. Для работы при давлении до 2,3 МПа и темп-ре питат. воды ниже темп- ры точки росы дымовых газов или недеа- эриров. воды В.э. изготовляют из гладких или ребристых чугунных труб. Поверхность нагрева в этом случае образована из оребр. труб, соедин. в змеевики гладкотрубными V-образными калачами для перепуска воды, обычно вынесенными из зоны непосредств, обогрева продуктами сгорания за обмуровку котлов, что обеспечивает удобство ремонта и повышает надежность работы В.э. Однако ребристая поверхность более чувствительна к внешн.
Водяной экономайзер с параллельным включением змеевиков
1,2 — входная и выходная камеры; 3 — змеевики
загрязнению. В стальных гладкотрубных В.э. поверхность нагрева выполняют из паралл. включ. змеевиков, с небольшим внутр, диаметром, располож. в шахматном порядке. Входные и выходные концы змеевиков объединяют в коллекторы, находящиеся на стенках конвективного газохода. По ходу газов В.э. разбит на пакеты высотой 1 — 1,5 м. Плоскость змеевиков может располагаться паралл. или перпендикулярно задней стенке газохода. Схема расположения змеевиков должна обеспечить требуемую скорость движения воды.
Для повышения эффективности поверхностей нагрева применяют В.э. из стальных оребр. труб. По уровню нагрева воды В.э. бывают кипящего и некипящего типов. В последних закипание воды недопустимо, т.к. может привести к образованию паровых пробок. В В.э. кипящего типа до 20—25% всей воды испаряется. По высоте В.э. делят на отд. пакеты с проемами между ними, вследствие чего облегчается его очистка от золы. В проемах, кроме того, выравнивается газовый поток, что способствует более полному омыванию В.э. дымовыми газами. С целью равномерного распределения воды по змеевикам и предотвращения образования паровых пробок скорость входа воды в змеевики должна быть не менее 0,5 м/с при полной нагрузке. Темп-pa нагрева воды в В.э. определяется рабочим давлением и типом экономайзера (кипящий или некипящий). В теплофикационных В.э. нагреваемая вода затем используется для целей теплофикации. В старых котельных с низким кпд вследствие высокой темп-ры уходящий газов иногда устанавливают групповые теп- лофик. В.э., повышающие кпд котельной.
ВОЗДУХ — естеств. смесь газов, составляющая атмосферу (газообразную оболочку Земли). Состав атм. В. вблизи земной поверхности зависит от сезона, погоды и места расположения нас. пункта. Состав и концентрация примесей изменяются в широком диапазоне. Соотношение между осн. компонентами воздуха — азотом и кислородом — практически пост, для всего Земного шара. Стандартный сухой атм. В. состоит, % (по объему) из: азота — 78,1; кислорода — 20,9; инертных и пр. газов — 0,97; диоксида углерода (COz) — 0,03. В атм. В. всегда имеется нек-рое кол-во водяного пара. Степень насыщения им В. зависит от темп-ры и кол- ва влаги в нем. Хар-ки, определяющие влажностное состояние В.: парциальное давление водяного пара; относительная влажность воздуха; влагосодержание воздуха. Для каждого значения темп-ры (при заданном давлении) имеется свой предел полного насыщения воздуха парами воды (парциальное давление водяных паров при полном насыщении). При низкой темп-ре зимой полное насыщение В. наступает при содержании 1~-2 г влаги на 1 кг сухой части В.; в теплое время года в р-нах с влажным и жарким климатом в В. может находиться до 20—30 г/кг сухой части В. Тепловые хар-ки влажного В. — темп-pa по сухому термометру, температура мокрого термометра, точка росы, уд. энтальпия (теплосодержание). Темира мокрого термометра и точка росы связаны с влажностным состоянием воздуха. Для оценки тепловлажностных хар-к влажного В., проведения инж. расчетов,
связ. с изменением состояния В., построения процессов изменения состояния В. служит спец, диаграмма — т.н. диаграмма I—d влажного воздуха. Показателями, наиболее важными для жизнеобеспечения человека и животных, являются темп-ра, содержание кислорода и насыщенность В. водяным паром. Темп-ра В. и окружающих человека поверхностей определяет интенсивность сброса теплоты, вырабатываемой теплокровным организмом. Влажность В. определяет интенсивность испарения влаги при дыхании организма и с поверхности тела. Это один из важнейших элементов системы терморегуляции живого организма. Очень важный фактор, определяющий гигиенич. свойства В., —■ его ионный состав (см. Ионизация воздуха).
В В. городов, жилых поселков и в отдалении от них содержится множество всяких примесей (газов, паров, аэрозолей), являющихся прежде всего продуктом жизнедеятельности людей. Естсств. природные процессы (выветривания, вул- канич. и т.п.) также загрязняют В. атмосферы. Наружный В. содержит пыли 0,2— 20 мг на 1 м3 и более, поэтому, как правило, нуждается в очистке в фильтрах воздушных приточных вентиляционных систем. Уровень загрязнения вытяжного В. может оказаться очень высоким, поэтому перед выбросом в атмосферу его очи- ,щают от вредных примесей. Загрязненность ими воздуха в жилых массивах и на пром, площадках ограничивают предельно допустимой концентрацией (ИДК). Валовой выброс вредных в-в в удаляемом вентиляц. В. также ограничивают предельно допустимым выбросом. В наружном и тем более внутр. В. помещений всегда содержатся бактерии (в т.ч. болезнетворные) — бактериофаги (от неск. десятков до сотен тыс. в 1 м3). В больничных зданиях перетекание воздуха между смежными помещениями часто приводит к распространению инфекц. заболеваний. Для снижения загрязнения воздуха бактериями и их зародышами применяют бактериология. фильтры.
Физ. свойства В. при атм. давлении 101 325 Па (760 мм рт. ст.) и темп-ре 0°С: плотность (с у х о го В.) — 1,293 кг/м3; уд. массовая теплоемкость при пост, давлении — 1004,5 Дж/(кг-К); теплопроводность — 0,0243 Вт/(м-К) (при 100°С— 0,03014); коэфф, теплового объемного расширения — 0,00367 1/град; кинема- тич. вязкость — 15,6 -10'6м2/с; скорость звука — 330 м/с. Норм, содержание (парциальное давление) кислорода в В. для дыхания оценивают в пределах 21 000— ■ 18 600 Па, нижний предел — появление признаков кислородной недостаточности. При снижении парциального давления кислорода ниже 15 000 Па появляются
признаки гипоксии, а снижение до 8000— 6700 Па считается опасным для жизни. Недостаток кислорода в В. может наблюдаться в помещениях с процессами открытого горения, плохо проветриваемых помещениях с большим числом людей и др. Повышение содержания кислорода выше норм, переносится безболезненно.
Др. компонент атм. В. — азот при норм, условиях инертен, но при повышении давления (более 8 атм) оказывает наркотич. действие, растворяясь в крови человека (кессонная болезнь). Диоксид углерода — физиология, возбудитель ды- хат. центра нервной системы человека. Обычное .незначит. и норм, содержание СОг (до 0,03—0,04% по объему) не ощущается организмом. Повышение его концентрации ведет к увеличению частоты дыхания; высокое содержание СО2 во вдыхаемом В. — к появлению асфиксии, т.е. его избытку в крови, и гибели нервных клеток центра дыхания. Паралич дыхат. путей может наступить у человека, вдыхающего В. при содержании СОг выше 14— 15%. Повышение содержания СОг в В. помещений происходит в осн. за счет выделения при дыхании человека (около 20 л/ч) и поступления продуктов горения. В обычном помещении СОг, как правило, остается в пределах безвредных концентраций. Но этот газ, концентрация и потоки к-рого легко зафиксировать, является индикатором появления в В. др. весьма вредных для здоровья аэрозолей и газообразных органич. соединений, выделяемых людьми. Средством обеспечения требуемой чистоты В. в помещении служит вентиляция. В. используют для транспортировки вредных примесей, выделяемых технология, оборудованием, материалами, изделиями и отходами (см. Аспирация; Пневматический транспорт). Во многих технология, процессах, связанных с окислением, а также в печах и котлах энергетич. объектов В. применяют как окислитель. Обогащенный кислородом В. способствует интенсификации мн. хим. и металлургич. процессов. В технике широко используют сжатый и жидкий В. Первый применяют как рабочее тело в системах автоматики и для разбрызгивания воды в системах доувлажнения воздуха.
ВОЗДУХОВОД, воздухопровод — трубопровод для перемещения воздуха, применяемый в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования воздуха, а также в технология, целях, напр. для транспортировки сыпучих материалов в системах пневматического транспорта и т.п. В. могут иметь круглое или прямоугольное сечение, выполняться из листовой стали, пластмасс, бетона и др. материалов. См. также Аэродинамика систем вентиляции.
ВОЗДУХОВОД ПЕРФОРИРОВАННЫЙ — один из видов воздухораспределителя, представляющий собой воздуховод круглого или прямоугольного сечения с небольшими располож. в неск. рядов отверстиями (перфорация) в стенках. Их прорезают зигмашиной или прорубают (обычно в нижней части круглого или на трех сторонах прямоугольного воздуховода). Образующийся язычок отгибается внутрь В.п. и служитНаправляющей для выходящего воздушного потока. Для равномерного распределения воздуха по длине В.п. их делают конусными или ступенчатыми. С помощью В.п., выполи, в виде перфориров. потолочной отопительной панели, можно создать прямоточный 'без возвратных течений малотурбулентный поток воздуха сверху вниз во всем объеме помещения. Воздух при этом удаляется из нижней его зоны. Такой способ подачи воздуха позволяет вентилировать особо чистые помещения и создавать в них наибольшую кратность воздухообмена (200 и более в 1 ч). С помощью В.п. можно создавать в помещении отд. зоны с повыш. чистотой воздуха. Для этого В.п. размещают непосредственно над рабочим местом т.о., что рабочий участок оказывается "затоплен" значит, объемами приточного воздуха без активного перемешивания с окружающим воздухом. В.п. обычно размещают в потолке в виде полос, квадратов,круглых участков, к-рые хорошо вписываются в интерьер. Большое применение В.п. нашли в обществ, помещениях малой высоты, т.к. позволяют добиться небольших скоростей воздуха в обслуживаемой зоне при большой кратности воздухообмена. Осн. хар-кой В.п. является коэфф, живого сечения, т.е. отношение площади отверстий ко всей площади поверхности, на к-рой они размещены.
ВОЗДУХОВОД РАВНОМЕРНОГО ВСАСЫВАНИЯ ВОЗДУХА — вытяжной воздуховод, позволяющий создавать
Схема устройства равномерного всасывания воздуха через отдельные блоки воздуховодов Lo — расход воздуха ’
Схема воздуховода со щелью в боковой стенке и эпюра распределения давления в нем ао, во, I—геометрии. размеры воздуховода; Lo и vo — соответственно расход и скорость воздуха в конце воздуховода; А Рп.вх— потеря давления на вход, численно равная полному и статич. давлению в сечениях = 0; Ри, Рст — полное и статич. давление При 0<х < I; Рдх—динамич. давление в сечениих; АРп — потеря давления в воздуховоде в воздуховоде
равномерный по длине сток воздуха. Вытяжные В.р.в.в. применяют в местных отсосах и отсосах воздуха бортовых, в рассредоточ. вытяжных воздуховодах общеобменной вентиляции и разл. технологич. устройствах. Простейший конструктивный прием организации равномерного всасывания воздуха — компоновка. Отсос осуществляется через прямоугольное отверстие в торце всасывающего воздуховода, к-рый затем плавно (с помощью конфузора) переходит в круглый транспортирующий воздуховод. Неск. таких всасывающих отверстий, установл. рядом, образуют единое вытянутое равномерно по длине всасывающее щелевое отверстие. Др. прием —- равномерный отсос воздуха через щель в стенке всасывающего прямоугольного воздуховода.
ВОЗДУХОВОД РАВНОМЕРНОЙ РАЗДАЧИ ВОЗДУХА — приточный воздуховод-воздухораспределитель ,главной особенностью к-рого является линейная зависимость от длины расхода воздуха в поперечном сечении воздуховода. В.р.р.в. применяют для создания плоских струй в воздушных завесах и в активиров. местных отсосах, для подачи воздуха (притока) в протяж. помещения и др. Аэродинамика В.р.р.в. отличается от аэродинамики участков воздуховодов с пост, расходом воздуха. Изменение расхода подлине воздуховода приводит к пост, перераспределению энергии между двумя ее видами — кинетич. и потенц. Полная энергия потока воздуха в этом случае убывает по длине воздуховода не только из-за потери на преодоление сопротивления, но и за счет потери массы, обладающей кинетич. энергией. В В.р.р.в. продольное движение газа
Схемы воздуховодов при постоянном поперечном сечении и распределение давления воздуха а — с продольной щелью в боковой стенке; б — с отверстиями; 1-0 — расход воздуха, м‘7с; vo — скорость воздуха в начальном сечении, м/с; 1 — длина воздуховода, м; а, в — поперечные размеры, м; <5к и
— ширина щели и конечном и промежут. сечениях воздуховода, м; Рст и Рст.к — статическое давление воздуха в произв. и конечном сечениях, Па; Рп — полное давление воздуха, Па; АРп — потеря давления в воздуховоде, Па
или жидкости сопровождается расходом через боковые стенки канала. Стенки могут быть пористыми или с отверстиями с заданными хар-ками. Скорость воздуха в боковых отверстиях или щели в стенке воздуховода зависит от статич. давления в каждом сечении. Статич. давление в сече-
Схема воздуховода при постоянном статическом давлении воздуха
ах — изменяющийся размер воздуховода, м; во — пост, размер воздуховода, м; Lo — расход воздуха; vo — скорость воздуха в начальном сечении; А Рп — потеря давления в воздуховоде, Па
нии формируется в зависимости от потери полного и изменения динамич. давления. Последнее зависит от расхода воздуха и площади поперечного сечения.
Существуют два принципа проектирования В.р.р.в.: 1) при перем, по длине воздуховода статич. давлении — воздуховоды пост, сечения или заданного изменяющегося по длине поперечного сечения (клинообразный, конич., ступенчатый и др.); 2) при пост, по длине воздуховода статич. давлении, при этом площадь поперечного сечения воздуховода определяют спец, расчетом. В первом случае размеры отверстий или щели в стенке воздуховода переменны по длине, во втором — постоянны. Расчет В.р.р.в. обычно ведут, принимая след, допущения: коэфф, местного сопротивления выхода воздуха из всех отверстий и по длине щели постоянен, сопротивление движению воздуха по воздуховоду создается только трением, а местные сопротивления при делении потока не учитываются, коэфф, сопротивления трения пост, и равен среднему по длине воздуховода значению. Статич. давление в конце воздуховода (против последнего отверстия), т.е. при Х” 0, определяют по ф-ле Рст.к ” ^ пых (у2пых/2)р, где t вых , увых — соответственно коэфф, местного сопротивления и скорость воздуха на выходе, м/с;) р — плотность воздуха, кг/м3.
ВОЗДУХОДУВКА — аэродинамич. машина, предназнач. для создания высокого давления (или разрежения) в составе
Схема ротационной воздуходувки '
1 — входной патрубок; 2 — шестерни; 3 — корпус;
4 — нагнетаемый воздух; 5 — патрубок на выходе
пневматического транспорта. Используются В. разл. типов, соответствующие виду установки пневматического транспорта, его эксплуатационной хар-ке (расход воздуха, гидравлич.сопротивление и т.п.). От правильности выбора В. зависят
надежность и экономичность работы всей системы. ,
При высоких расходах воздуха применяют одноступенчатые турбовоздуходувки типа ТВ. Их корпус имеет форму улитки и отлит из серого чугуна. Воздух поступает на рабочее колесо в осевом направлении и выбрасывается в патрубок, направленный вверх. Произ-сть турбовоздуходувок ТВ — 3—21 тыс. м3/ч, создаваемое разрежение — 12—60 кПа, мощность привода — 55—125 кВт, частота вращения рабочего колеса — 49 с-1, кпд колеблется в пределах 0,6—0,75. Пример обозначения типа воздуходувки: ТВ-2501,12 — турбовоздуходувка произ-стью 250м3/мин и давлением .1,12 атм (или 112 кПа). Турбовоздуходувки монтируют на бетонных фундаментах в отапливаемых помещениях. Их электродвигатели имеют закрытое исполнение, чтобы исключить попадание в них пыли.
При небольших расходах воздуха (до 1400 м3/ч) и значит, разрежении или давлении целесообразно применять ротационные В. типа 1 А. Нагнетат. элементами в них являются пары шестерен, имеющих в сечении форму восьмерки. Такие В. отличаются постоянством расхода воздуха. В. совместно с электродвигателем смонтирована на общей чугунной фундаментной плите. Произ-сть В. 1А составляет 24— 1440 м3/ч, создаваемое давление — 2,94.10—7,82.104 Па, мощность привода — 2,2—55 кВт.
При работе В. на вакууме необходимо воздух тщательно очищать от пыли, т.к. попадание ее в больших кол-вах на шестерни может вывести В. из строя.
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ — см. Калорифер.
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛИ ЗОНАЛЬНЫЕ — поверхностные теплообменники в системах кондиционирования воздуха, применяемые в многозональных центрально-местных системах кондиционирования воздуха для догрева его до требуемой темп-ры. В.з. устанавливают на ответвлении воздуха на входе в каждую зону; используют в качестве воздухонагревателей. первого и второго подогрева центрального кондиционера. Могут применяться и как зональные воздухоохладители.
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛИ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОДОГРЕВА — воздухонагреватели, устанавливаемые по ходу воздуха до камеры орошения и после нее,. Первый предназначен для подогрева наружного или смеси наружного и внутр, рециркуляц. воздуха до темп-ры, определ. заданными параметрами ее на выходе из оросит, камеры, и работает в холодное и
переходное время года. Теплоснабжение воздухонагревателя, как правило, осуществляется непосредственно из тепловой сети. Тепловая мощность воздухонагревателя первого подогрева регулируется изменением темп-ры теплоносителя, байпасированием воздуха и изменением расхода теплоносителя. Для предотвращения замерзания воды в трубках теплообменного аппарата при низкой темп-ре наружного воздуха предусматривают автоматич. защиту.
Воздухонагреватель второго подогрева предназначен для подогрева воздуха, выходящего из камеры орошения, или смеси последнего с внутренним воздухом (второй рециркуляции) до темп-ры, близкой темп-ре приточного воздуха. Нижний предел темп-ры приточного воздуха для обеспечения заданной относит, влажности внутр, воздуха ограничивают. Этот воздухонагреватель работает круглый год. Его теплоснабжение осуществляется подключением к трубопроводу обратной воды тепловой сети, а тепловая мощность регулируется изменением расхода теплоносителя.
ВОЗДУХООБМЕН — расход воздуха, подаваемого и удаляемого из помещения системами общеобменной вентиляции, системой кондиционирования воздуха или через открытые аэрац. проемы, фонари аэрационные и вытяжные шахты с целью удаления из помещений вредных выделений и создания в них допустимых параметров воздуха. Различают требуемый и расчетный В. Требуемый В. — ми- ним. определяемый по одному виду вредных выделений (теплоизбытки явной и полной теплоты, влаговыделения, выделения газов и паров) для одного из расчетных периодов года (теплый, холодный и переходные условия). Если В. осуществляется вентиляционными системами с меха- нич. побуждением, то расчетный В., как правило, принимают по большему из требуемых для холодного периода и переходных условий. При этом для организации В. в теплый период года необходимо провести расчет аэрации здания. Существуют 3 метода: расчета требуемого В. общеобменной вентиляции: 1) балансов при однозонной модели вентилируемого помещения, 2) балансов при многозонной модели вентилируемого помещения и 3) физ. моделирования процесса вентиляции с последующей обработкой результатов методами математич. статистики. Первый, вошедший в соврем, нормы, сводится к совместному решению 2 ур-ний: баланса по воздуху и по выбранному вредному выделению. Напр., для помещения, в к-ром избытки явной теплоты составляют 0избя, кДж/ч, система балансовых ур-ний имеет вид: 0избя + GnCatn - GyC ety = 0; Gn - Gy = 0, где
Gn и Gy — искомые расходы приточного и вытяжного воздуха, кг/ч; tn и ty —- темп-ра притока и вытяжки из помещения, °C; Св — уд. массовая, теплоемкость воздуха, кДж/ (кг '°C).
Решение этой системы: Gy - Gn” 0избЯ/Gb (ty - tn).
Для получения результата необходимо знать темп-ру уходящего из помещения воздуха (вытяжки), т.е. по нормируемой темп-ре воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне ta вычислить ty. Зависимость между ними определяется множеством факторов: габаритами помещения, распределением источников теплоты в плане и по высоте, способом организации В., видом и местом расположения воздухораспределителей, местом расположения вытяжных отверстий и т.д. Поэтому при использовании метода однозонной модели применяют разл. полуэмпирич. зависимости и коэфф. Наиболее логичным считается темп-рный коэфф. В. кПт, определяющий эффективность выбранной схемы вентиляции: кпТ“ (ty - tn) / (tn - tn) ■ При однозонной модели помещения, но при заданных расходах и параметрах воздуха местных приточных систем Смп, tMn и вытяжных систем GMo, tMn с учетом коэфф, квт ф-ла для решения системы примет вид:
Gy " [Qh36H + GmhCbGmti - tn) - - GmoCbOmo - tn) ] /Сц((у ~ tn).
При этом требуемый приток равен: Gn - Gy + Gmo - Gmo. Айалогичный вид имеют ф-лы для расчета требуемого В. по др. видам вредных выделений. В расчете В. по избыткам полной теплоты вместо параметра сг рв используют энтальпию влажного воздуха I, кДж/кг, по влаговы- делениям —■ влагосодержание воздуха diO'3, кг/кг, по вредным газам и парам — массовую концентрацию примеси сг р в, мг/кг. Каждому виду вредного выделения соответствует свой коэфф. В. (кВу, ква, Квс) .
Метод балансов при многозонной модели помещения сводится к решению системы ур-ний тепловых и воздушных балансов всех зон, на к-рые разбито помещение, зоны к-рого — условные объемы, совпадающие по контурам с приточными струями и конвективными воздушными струями, нижней или верхней зонами. При составлении ур-ний балансов учитывают аналитич. зависимости, описывающие потоки воздуха и распределение источников и стоков теплоты по объему помещения. Решение системы относительно требуемого притока и вытяжки находят с помощью ЭВМ. Так же, как и при однозонной моде, пи, здесь требуется соблюдение всех гигиенич. требований к параметрам воздуха в рабочей зоне и на входе в нее приточных струй. Разработ. двухзонная
модель вентилируемого помещения позволяет в отличие от многозонной получить аналитич. зависимости для определения требуемого В. Для двухзонной модели: Gy-Gn" [Qh3+Qb3^ - 1 )^ J/[cB(tB - -tn) ], здесь QH3 и Qb3 — избытки явной теплоты в нижней (рабочей) и верхней зонах помещения, кДж/ч; Д — относит, расход воздуха в приточной струе на входе ее в нижнюю зону помещения. Сопоставляя приведен, выше ф-лы, получаем аналитич. выражениедля темп-рного коэфф. В.: Кит “ 1 / (Qhs + Qbs (Д -1 /Д ], где Qm - *“ Qhs +/ (Qua + Qua) I Qb3 “ Qua/ (Qua + Qua) ■ Последние 2 ф-лы применяют при тепло- напряженности помещений до 23 Вт/м . Если теплонапряженность помещения высокая, то необходимо учитывать лучистый теплообмен между зонами, возвращающий часть теплоты из верхней зоны в нижнюю.
Метод физ. моделирования процесса вентиляции с последующей вероятностной оценкой результата гарантирует получение заданных параметров в рабочей (обслуживаемой) зоне с заданной обеспеченностью по площади помещения. Матема- тич. модель, на базе к-рой разработана инж. методика расчета В., учитывает закономерности распределения параметров наружного воздуха, схему воздухораспре- деления и габариты помещения. Широкому применению этого метода препятствуют его трудоемкость и необходимость использования физ. модели с повыш. точностью измерения.
При расчете В. в помещении учитывают осн. принципы его организации: удалять воздух прежде всего следует из мест образования вредных выделений (т.е. предпочтение отдается местной вытяжке); общеобменная вытяжка должна удалять воздух из мест, наиболее загрязненных вредными ■выделениями; приточный воздух необходимо подавать так, чтобы он поступал в зону дыхания чистым, т.е. приточная струя не должна проходить через загрязн. зоны помещения; соотношение между расходами приточного и вытяжного воздуха для каждого из помещений надлежит выбирать с расчетом обеспечения перетекания воздуха из чистого в загрязн. смежное помещение; по каждой группе помещений, объедин. общим шлюзом (коридором) , по отд. этажам и зданию в целом должно соблюдаться условие — сумма всех притоков равна сумме всех вытяжек.
Средства реализации В. в помещениях: периодически действующая вентиляция (проветривание) с естеств. побуждением движения воздуха через открываемые окна и проемы; то же, с искусств, побуждением движения воздуха за счет вентиляторов, встроенных в окна или проемы; пост. действующая канальная вытяжная вентиляция с естеств. побуждени
ем движения воздуха при периодич. притоке через открываемые окна; то же, но с подачей воздуха от приточной вентиляц. установки; приточно-вытяжная вентиляция с искусств, побуждением движения воздуха и с его обработкой; подача конди- циониррв. воздуха с удалением его через системы с естеств. или искусств, побуждением движения. Выбирают наиболее простые средства, обеспечивающие расчетный В. См. также Воздухообмен неорганизованный.
ВОЗДУХООБМЕН НЕОРГАНИЗОВАННЫЙ — проникновение наружного воздуха через неплотности ограждений в помещение, перемещение воздуха между смежными помещениями и выдавливание внутр, воздуха через неплотности ограждений, а также проникновение воздуха через открываемые двери и ворота под действием гравитац. и динамич. (ветровых) сил. В.н. через наружные ограждения наз. ин- или эксфильтрацией при движении воздуха соответственно снаружи
Установки воздухоотводчиков
а — с горизонтальным проточным воздухосборником; 6 — с вертикальным непроточным воздухосборником; в — автоматический воздухоотводчик; г —• непроточный воздухосборник; 1 — магистраль; 2 — воздухосборник; 3 —- воздухоотводчики; 4 — запорные краны; 5 —• ручные воздуховыпускные краны; б — воздушная линия; 7 — поплавок; 8 — упор; 9 — пружинный клапан; 10 — защитный колпак
вовнутрь или изнутри наружу. В.н. между смежными помещениями наз. неоргани- зов. перетеканием воздуха. В.н. увеличивает теплопотери помещений, способствует переносу по зданию вредных примесей, болезнетворных микроорганизмов, неприятных запахов и пр. Инфильтрация наружного воздуха наблюдается в нижних этажах здания и в помещениях наветр. фасада. В течение отопит, периода в связи с изменяющимися климатич. условиями теплопотери на нагрев инфильтрирующегося воздуха изменяются. Зона инфильтрации на фасадах пост, изменяет высоту.
Снижение инфильтрации достигается лишь повышением качества стр-ва, тщательным уплотнением стен, стыковых соединений и щелей. Эксфильтрация воздуха в холодный период года способствует увлажнению строит, конструкций и, следовательно, снижает их долговечность. Врывание наружного воздуха через открываемые проемы ворот и дверей приводит к выхолаживанию примыкающей к ним части помещения. От холодного воздуха в этом случае защищают воздушные завесы. Расчет потоков воздуха при В.н. сводится к определению избыточных давлений воздуха во всех помещениях здания с учетом воздействия на него гравитац. и ветровых сил. Для этого необходимо решить систему ур- ний воздушных балансов помещений здания. Для расчетов В.н. хорошо зарекомендовал себя инж. графоапалитич. способ, разработ. Н.Н. Разумовым.
ВОЗДУХООТВОДЧИК, в а нт у з — прибор, устанавливаемый в местах сбора или возможного скопления воздуха в
системе водяного отопления. Предназначается для автоматич, (периодич. или непрерывного) выпуска воздуха в атмосферу. Применяется как в сочетании с воздухосборником, так и отд. от него. Автоматич. В. бывают поплавкового типа с пружинным, а также иным воздуховыпускным клапаном.
ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ —' поверхностный теплообменный аппарат, используемый в системах кондиционирования воздуха для охлаждения воздуха. Устройство В. аналогично устройству воз-
духо нагревателей. Холодоносителем служит холодная вода или рассол. В автономных кондиционерах воздух охлаждается в испарителях холодильной машины. В центральном кондиционере воздух охлаждается непосредственно в испарителе, являющемся секцией В. В зависимости от нач. темп-ры холодоносителя возможны разл. режимы работы В.: сухого охлаждения в зональных охладителях и кондиционерах-доводчиках; одноврем. охлаждения и осушки воздуха (возможно в центр., местных и автономных кондиционерах); охлаждения и осушки при выпадении инея (при непосредств. охлаждении в испарителе или хладоносителе-рассоле с низкой нач. темп-рой); охлаждения и осушки при орошении воздуха и поверхности охладителей циркулирующей водой. В секц. центральных кондиционерах охлаждение воздуха происходит в блоке тепломассообмена. Требуемую площадь поверхности теплообмена В. обеспечивают последоват. по ходу движения воздуха установкой батареи теплообменников. Для сбора конденсата под В. устанавливают поддон. Схему обвязки теплообменников трубопроводами принимают исходя из условия обеспечения рекомендуемой скорости холодоносителя (для воды с темп-рой б—8 С скорость 0,6—0,8 м/с).
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, воздухонагреватель — теплообменный аппарат для нагревания проходящего че-
Рекуперативный во здухоподогреватсль
рез него воздуха. В. широко применяют в котельных установках ТЭС и пром, предприятий, в печных агрегатах пром-сти, в системах воздушного отопления, вентиляции приточной и кондиционирования воздуха. В качестве теплоносителя ис
пользуют горячие газообразные продукты сгорания (в котельных и печных установках) , водяной пар, горячую воду или электроэнергию (в системах отопления и вентиляции) . По принципу действия В. разделяют на рекуперативные и регенеративные. В первых теплообмен между теплоносителем и нагреваемым воздухом происходит непрерывно через разделяющие их стенки поверхностей нагрева; во вторых — попеременно нагреванием и охлаждением насадок (металдич. или кера- мич.) неподвижных или вращающихся. По виду применяемого материала рекуперативные В. подразделяют на чугунные, стальные и неметаллич., а по конструктивному оформлению — на пластинчатые и трубчатые. У чугунных толщина теплопередающей поверхности обычно равна 6 мм, у стальных — 0,5—2 мм. Поверхность нагрева чугунных В. обычно состоит из горизонт, или овальных с внутр, и наружной сторон оребренных (для увеличения площади поверхности) чугунных труб. Продукты сгорания проходят между трубами, воздух — внутри труб. В последние годы чугунные В. в котлостроении практически не применяют из-за громоздкости, большой массы, хрупкости. Их преимущество — стойкость против коррозии и жаростойкость. Стальные В. подразделяют на пластинчатые и трубчатые. Пластинчатые состоят из системы вертик. (протекают продукты сгорания) и горизонт. (протекает воздух) каналов. Из-за недостатков (неравномерность темп-рного поля по всей поверхности листов и, как следствие, коробление, разрыв сварных швов и др.) пластинчатые В. не используют. Наиболее распространены трубчатые В. Они состоят из пучка паралл. труб, расположенных в шахматном порядке, присоединенных к трубным доскам (верхней и нижней) и вместе образующих секцию или куб. В вертик. В. газ движется внутри труб, воздух — в межтрубном пространстве; в горизонт. В. — наоборот. Снаружи В. имеет плотные стенки и воздухоперепускные короба. По уровню нагрева воздуха все В. делят на низкотемп-рные (150— 200°С), среднетемп-рные (200—350°С), высокотемп-рные (350—450°С) и радиационные (450—700°С). В зависимости от кол-ва нагреваемого воздуха, требуемой темп-ры и площади'поверхности трубчатые В. имеют различную компоновку. Нагрев воздуха до 200—250°С достигают в одноходовом В., до 350—400°С — в двухходовом или двухъярусном многоходовом В., выполняемом обычно в рассечку с водяным экономайзером. При увеличении числа ходов растет скорость воздуха. Применение труб малого диаметра (менее 25 мм) привело к созданию малогабаритного В. При этом для сохранения прежнего значения скорости увеличивают кол-во труб. . ' .
Вращающийся регенеративный воздухоподогреватель
1 — набивка; 2 — вал ротора; 3 и 5 ~ радиальное и пе- . рифер. уплотнение; 4 — наружный кожух; б — удаление воздуха; 2 — подшипники
В 80-х гг. нашли применение обращенные В., в к-рых продукты сгорания проходят в межтрубном пространстве, а нагреваемый воздух — внутри труб. Их преимущество — вынос трубных досок из зоны обогрева; недостаток — высокая по сравнению с традиц. В. загрязненность золой. Существуют В. нетрадиц. конструкций (при необходимости нагрева воздуха до темп-ры 400°С и выше).: змеевиковые из плоских и спиральных змеевиков, преимущества к-рых в компактности при относит. большой длине труб и удачном решении проблемы компенсации темп-рных удлинений; радиац. панельные, располагаемые в топке илидр. зоне высоких темп- p. Для защиты от низкотемп-рной сернокислой коррозии, а также для низкотемп- рных поверхностей нагрева котла используют В. состекляннымитрубами (СВП), в к-рых воздух проходит внутри труб длиной 1 —3 м, а продукты сгорания — в межтрубном пространстве. Расположение труб в пучке — шахматное и коридорное вертик. и горизонт. Концы стеклянных труб закреплены в металлич. трубных досках.
В котлах большой произ-сти широко применяют регенеративные В. Регенеративный вращающийся В. (РВВ) состоит из цилиндрич. ротора, медленно вращающегося вокругвертик. оси, и патрубков, через к-рые к ротору подводятся и отводятся дымовые газы и воздух. Преимущества РВВ по сравнению с трубчатыми В. — меньшие затраты металла, возможность использования неметаллич. антикорроз. поверхности нагрева (керамич. блоки, эмалиров. листы стали, стеклянные и керамич. шарики и т.п.) без ухудшения теплообмена, меньшая высота, простота обдувки и промывки поверхности нагрева от золовых от-
ложений; недостатки — наличие вращающихся элементов и системы водяного охлаждения ротора и подшипников, а также повышение притока воздуха в газовый поток (10-20%).
ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ ОГРАЖДЕНИЙ — свойство строит, ограждений пропускать через себя воздух. В.о. оценивают коэффициентом воздухопроница- ния ограждений. Сопротивление В.о. — величина, обратная названному коэфф., применяется для нормирования воздухопроницаемости и для расчетов расходов воздуха через ограждения (см. Инфильтрация воздухачерезограждения). Ф-лы для расчета расхода учитывают нелинейный характер зависимости расхода воздуха от перепада давления с двух сторон ограждения.
ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ — устройство для раздачи приточного воздуха, представляющее собой определ. формы отверстие, через к-рое воздух из приточного вентиляц. воздуховода поступает в помещение. В. характеризуются формой и направлением истекающей струи, степенью интенсивности перемешивания по-
Схемы воздухораспределителей
а — плафон, создающий закрученную струю; б — воздухораспределитель с вращающимся закручива- телем в виде ротора
даваемого воздуха воздухом помещения. В. должен быть прост по конструкции и технологичности изготовления, иметь ми- ним. аэродинамич. сопротивление и возможность регулирования параметров приточной струи (направления, скорости, темп-ры, интенсивности смешения и др.). Простейший В. — отрезок воздуховода с отверстиями в боковых стенках. Отверстия могут быть оборудованы шиберами, жалюзийными решетками, направляющими лопатками. Тип В. зависит от назначения и строит, особенностей помещения, а также требований, предъявляемых к микроклимату обслуживаемой или рабочей зоны. Условно все В. можно разделить на создающие компактные, плоские и веерные струи. Нек-рые из применяемых В. позво-' ляют получать веерные (в т.ч. конич. или неполные веерные) и осесимметричные струи. В. в виде многочисл. дырчатых от
верстий в стене воздуховода носит назв. воздуховод перфорированный. В., распределяющий воздух через отверстие на конце ответвления, наз. патрубком для раздачи воздуха. В. в виде насадка на конце ответвления позволяет управлять воздушной струей, меняя ее расход и направление. Примером могут служить душирующие насадки (см. Воздушный душ). В. в верхней части помещения, называемые плафонами, создают веерные или закруч. струи. В помещениях с большой теплонап- ряженностью и небольшой высотой применяют В. с вращающимся закручивате- лем потока в виде ротора, установл. вблизи приточного отверстия и приводимого в движение истекающей струей (см. схему б). Такое устройство, образующее свободно закруч. струи, обладает незначит. аэродинамич. сопротивлением и способствует быстрому падению скорости воздушного потока. В пром, и в обществ, зданиях широко применяют В.-светильники. Распределение воздуха через люминесцентные светильники повышает освещенность помещения благодаря охлаждению ламп, а иногда и уменьшает поступление теплоты в помещение (при одновремен, удалении воздуха через светильники). Для создания в помещении отд. зон с повыш. чистотой воздуха и для вентиляции особо чи-. стых помещений применяют безвихревые (сотовые) В., состоящие из перфориров. панели и примыкающей к ней вплотную приставки с высокоэффективным фильтром. Безвихревые В. создают прямоточный, без возвратных течений малотурбулентный поток воздуха сверху вниз во всем объеме помещения; при этом воздух удаляется из нижней зоны. Применение таких В. позволяет обеспечить высокую кратность воздухообмена помещения.
ВОЗДУХОСБОРНИК — цилин- дрич. сосуд, устанавливаемый горизонт, или вертик. в верхней точке системы водя-
Проточный воздухосборник
а— вертикальный на главном стояке; б — горизонтальный на магистрали; 1 — главный стояк; 2 — магистрали; 3—труба Dy 15 (с краном) для выпуска воздуха; 4 — муфта Dyl5 для воздуховыпускной трубы; 5 — муфта DylS с пробкой для выпуска грязи
кого отопления или ее части. Предназначается для сбора и периодич. или непрерывного автоматического или ручного выпуска воздуха из системы в атмосферу. В. бывает проточного и непроточного типов. Диаметр проточного В. выбирается по расчету с тем, чтобы скорость протекающей через него воды была меньше 0,1 м/с, дли-
на — равной 2—2,5 диаметра, а пузырьки воздуха успели подняться в его верхнюю часть.
ВОЗДУШНАЯ ЗАВЕСА — вентиляц. устройство, предназнач. для предотвращения выхолаживания помещения потоками наружного воздуха, проникающего в здание при открывании наружных дверей. Различают В.з., препятствующие проникновению воздуха, — т.н. шибери- рующие и вдувающие в холодный поток теплый воздух — подмешивающие. Осн. элемент шиберирующих В.з. — плоская струя подогретого или неподогретого воздуха, перекрывающая (шиберирующая) открытый проем. Такие В.з. классифицируют в соответствии с режимом эксплуатации ворот, у к-рых они установлены: периодически или пост, открытые. В.з. пери- одич. действия рассчитывают так, чтобы ее работа не влияла на тепловой и воздушный режимы помещения, т.е. чтобы воздух, забираемый В.з. из помещения, возвращался со струей обратно, а темп-ра смеси воздуха, поступающей со струей, соответствовала темп-ре воздуха в защищаемом помещении. Воздух, подаваемый в шиберирующую В.з., может быть внутр. (В.з. с внутр, воздухозабором) или наружным (В.з. с наружным воздухозабором), а также нагретым (В.З. с нагревом воздуха) или ненагретым (В.з. без подогрева воздуха). Воздухораспределитель В.з. выполняют в виде воздуховода равномерной раздачи воздуха при пост, статич. давлении. По расположению воздухораспределителя различают В.з.: с нижней, боковой, боковой двухстор. и верхней подачей воздуха. Технологически наиболее целесообразна В.з. с нижней подачей (наибольшему перепаду давления в нижней части проема соответствует зона струи с большей скоростью воздуха). Однако из-за частого засорения щели воздухораспределителя такие В.з. нецелесообразны. В осн. приме-
няют В.з. с боковым одно- или двухстор! выпуском воздуха. Воздухораспределитель устанавливают вертикально. Воздухораздающая щель направляет воздух не параллельно плоскости ворот, а под углом 30° навстречу врывающемуся наружному воздуху. , : , '.
Расчет шиберирующих'В.з. перио-
НАРУЖНЫЙ ВОЗДУХ ■’игигга.
1
'2
ПОМЕЩЕНИЕ
Основные элементы шиберирующсй завесы 1 — воздухораспределитель; 2 — щель для выпуска воздуха; 3 — проем в наружном ограждении; 4 — воздуховоды; 5 — вентилятор с приводом; б — калорифер; 7 — воздухозабор; 8 — подставка (площадка)
дич. действия сводят к определению скорости и темп-ры воздуха на выходе из щели воздухораспределителя. Скорость подбирают т.о., чтобы ось плоской струи завесы прошла через точку О, положение к- рой выбрано' так, чтобы вернуть в помещение воздух, подаваемый и подсасываемый из него в струю. Нач. темп-ру воздуха определяют из условия равенства темп-ры воздуха в помещении и средней темп-ры части струи, поступающей в помещение: to " [tad - Р в - tHр н)] / /Зо, где to — искомая темп-pa; tB, tn — темп-pa внутр, и наружного воздуха; /Зв, /Зн и /Зо — интегр. коэфф., определяющие долевое участие внутр., наружного и подаваемого в завесу воздуха в формировании темп-ры струи, поступающей в помещение; коэфф, долевого участия зависят от ширины щели и ворот, перекрываемых В.з.
В.з. периодич. действия, в к-рых предусмотрен подогрев воздуха, в период между открыванием ворот можно использовать как отопит, агрегаты. Пост. дейст- вующие В.з. предусматривают у пост, открытых технология. проемов. Постоянство действия В.з. и свойства струи позволяют использовать агрегат В.з. как приточную или вытяжную вентиляционную установку. При проектировании шиберирующих В.з. принимают ограничения: vo < 25 м/с, to< 70°С. Шиберирующие В.з. можно устанавливать у проемов между смежными помещениями для предотвращения перетекания воздуха между ними. При проектировании В.з. между чистым и загрязн. помещениями воздушную шиберирую- щую струю направляют так, чтобы она полностью вошла в загрязн. помещение. Это требование обусловлено тем, что за счет подсоса воздуха из загрязн. помещения и диффузии примесей в потоке воздуха струя оказывается загрязн. Подмешивающие В.з. предусматривают обычно на
Схема струи шиберирующсй завесы с нижней подачей воздуха
а, б — с внутр, и наруж. воздухозаборами; 1 — эпюра избыт, давления воздуха снаружи; 2 — границы воздушной струи; 3 — ось воздушной струи; 4 — эпюра скорости воздуха в конечном сечении воздушной струи; 5 — эпюра избыт, давления воздуха внутри; б — воздухораспределитель; vo, /о, во — скорость, температура воздуха и ширина щели на выходе из воздухораспределителя; д у — оси координат в нач. сечении; х\ у' — оси координат в конечном сечении струи; «о — нач. угол наклона струи к плоскости проема (ворот); точка Д — край проема
входе в многоэтажные общественные здания. Нагретый до 50°С внутр, воздух, взятый из вестибюля здания, подают в тамбур входных дверей. При открывании их поток наружного воздуха перемешивается с нагретым воздухом и поступает в вестибюль с заданной темп-рой, равной расчетной внутр, темп-ре для данного помещения. Подмешивающая В.з. работает лишь в период интенсивного открывания дверей (нач. и конец рабочего времени). Расход подаваемого для подмешивания воздуха зависит от интенсивности поступления на-
Схема струи шиберирующсй завесы у проема между смежными помещениями
а—при избыт, давлении воздуха в загрязн. помещении Рэ; б — при давлении воздуха в чистом (защищаемом) помещении выше избыточного Рч; 1 — воздухораспределитель; 2—граница струи со стороны загрязн. помещения; 3 — ось струи; 4 — граница струи со стороны чистого помещения; vo, bo — скорость воздуха и ширина щели в нач. сечении струи; х, у — координатные оси; точка Д — край проема; ас — угол наклона струи к плоскости проема
ружного воздуха через дверной проем, т.е. от конструкции дверей и тамбура, этажности здания, разности темп-ры внутри и снаружи, скорости и направления ветра, аэродинамич. хар-к здания.
ВОЗДУШНАЯ ПРОСЛОЙКА — пространство между конструктивными или теплоизолирующими слоями ограждения, служащее для увеличения теплозащитных свойств либо для проветривания с целью осушки внутр, слоев наружного ограждения.
ВОЗДУШНАЯ ТРУБА — труба в системе парового или водяного отопления, предназнач. для выпуска воздуха из теплопроводов и отопительных приборов в атмосферу. В системе парового отопления плотность воздуха приданной темп- ре больше плотности водяного пара, поэтому В.т. помещается в нижней части теплопроводов несколько выше уровня стояния в них конденсата. Запорная арматура на В.т. устанавливается только в закрытых системах парового отопления, находящихся во всех частях под избыточным давлением. Из этих систем воздух удаляется через воздуховыпускные краны, устанавливаемые в крайних точках конденсатоп- роводов и перед конденсатоотводчиками.
В.т. в системе водяного отопления выполняется из стальной оцинков. трубы (обычно Dy 15 мм), прокладываемой под потолком верхнего обогреваемого этажа здания. Снабжается вертик. воздушной петлей для исключения циркуляции в ней воды. Воздух из В.т. выпускается в атмосферу через вертик. воздухосборник, бак расширительный, воздушный кран или иное приспособление.
ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещений нагретым воздухом при темп-ре выше внутр, и при давлении, близком к атм. Различают В.о. с подачей нагретого воздуха непосредственно в помещение (струйно-конвективное отопление) и с его пропуском по каналам
внутри ограждений (панельно-лучистое отопление').' Использование нагретого воздуха в качестве теплоносителя в системе отопления известно с глубокой древности. Малые теплоемкость и плотность воздуха, высокая подвижность, простота регулирования по темп-ре и кол-ву обеспечивают быстрое изменение и стабилизацию теплового режима помещений. Еще в конце I в. до н.э. римский архитектор и инженер Витрувий описал систему отопления периодич. действия "хюпока- устум" ("снизу согретый") с самотечным перемещением нагреваемого воздуха в подпольных каналах, предварит, прогретых дымовыми газами. В середине века во мн. странах Европы получила распространение "русская система", прообразом крой послужила система В.о. Грановитой палаты Московского Кремля (конец XVв.). Воздух прогревался, соприкасаясь с внешн. поверхностью огневоздушной печи, что исключало возможность проникания продуктов сгорания топлива в помещения. Более совершенные системы огневоздушного отопления, появившиеся в конце XVIII — нач. XIX в. — связаны с именами ученых: Н.А. Львова (1751 — 1804), Н.А. Аммосова (1787—1868), Г.С. Войницкого, И.И. Свизяева (1797— 1875), С.Б. Лукашевича (1850—1912) и др. "Аммосовское отопление" с нагреванием воздуха в "пневматической печи" — огневом калорифере с трубами для прохода воздуха исйользовалось для отопления крупных зданий на протяжении мн. десятилетий. С начала XX в. В.о. претерпевает качеств, изменения. Появление эффективных теплоносителей, высокопрочных материалов и более соверш. оборудования способствовало созданию принципиально новых систем, отличающихся по функци- он. назначению и схемно-конструктивным признакам.
В соврем, системах В.о. воздух нагревается в спец, калориферах, выполняемых, как правило, из металла. Изнутри калориферы могут обогреваться горячей водой (водовоздушное комбинированное отопление), паром (паровоздушное), электрической энергией (электровоздуш- ное), нагретыми газами (газовоздушное). Перемещение воздуха в системах В.о. возможно естеств. путем за счет изменения его плотности при нагревании (гравитац. системы) и с помощью вентилятора, создающего вынужд. движение в дополнение к гравитац. (вентиляторные системы).
По радиусу действия В.о. подразделяется на местное и центральное отопление. В местной системе воздух нагревается в калорифере, находящемся в отапливаемом помещении. Примером вентиляторной местной системы может служить отопительный агрегат, а гравитац. — рециркуляционный воздухонагреватель. В центр, системе В.о. тепловой пункт раз
мещается в отд. камере и дополняется воздуховодами, подводящими нагреваемый воздух к помещениям или каналам внутри ограждений и распределяющими нагретый воздух по ним. Обычно центр, система оборудуется вентилятором, при незначит. протяженности может быть гравитац. (см. Центральное воздушное отопление). В отличие от водяного и парового отопления центр, система В.о. может обслуживать одно помещение. По качеству подаваемого в помещения воздуха В.о. может выполняться по схеме с полной рециркуляцией воздуха, частичной рециркуляцией и прямоточной. В схеме с полной рециркуляцией воздух из помещения возвращается в тепловой пункт, нагревается и вновь подается в помещение. Такая чисто отопит. схема отличается низкими капит. вложениями и наименьшим расходом теплоты на нагревание воздуха, однако не удовлетворяет требованиям сан. гигиены. Воздух в помещениях не обновляется и с течением времени загрязняется продуктами дыхания и производств, отходами, вредными для здоровья людей. Полная рециркуляция допускается в обществ, зданиях и производств, помещениях в нерабочее время (дежурное отопление), в помещениях с кратковрем. пребыванием людей при отсутствии вредных выделений. Эта схема используется также в рециркуляц. воздухонагревателях и воздушно-тепловых завесах у наружных входов в здания. В схеме с частичной рециркуляцией к забираемому изнутри рециркуляц. воздуху подмешивается нек-рое кол-во свежего воздуха, необходимое для вентиляции помещений. Смеш. воздух догревается в калорифере и подается вентилятором в помещения (отопительно-вентиляц. система). По сравнению с чисто отопит, ее тепловая мощность возрастает на величину, необходимую для нагревания вентиляц. части приточного воздуха от темп-ры наружного до темп-ры воздуха в помещении. Для реализации этой схемы в местной системе используется отопительно-вентиляц. агрегат. В прямоточной схеме воздух забирается только снаружи в кол-ве, определяемом потребностями вентиляции обслуживаемых помещений. Схема является вентиляц. и отличается самыми высокими затратами теплоты. Эта схема обязательна, когда требуемый объем свежего вентиляц. воздуха превышает необходимый для создания должного отопит, эффекта (в гражданских и промышл. зданиях, при большом кол-ве вредных для здоровья паре- и газовыделений, а также пожаро- и взрывоопасных и дурнопахнущих в-в). Во всех остальных случаях используется схема с частичной рециркуляцией как наиболее гибкая и позволяющая'по необходимости переходить к полной рециркуляции и прямоточному варианту путем изменения расходных соотношений и темп-ры при
точного воздуха. Выбор схемы В.о. в каждом конкретном случае зависит от назначения отапливаемых помещений, режима их функционирования, вида и кол-ва выделяющихся вредных веществ.
Кол-во вводимого в помещение воздуха Got, кг/с, с заданной темп-рой t4, °C, или необходимая его темп-pa при известном расходе определяется из ур-ния теплового баланса воздуха помещения GoT“c(t4 - tB) - Qn, где с — уд. массовая теплоемкость, Дж/(кг-К); 1» — темп-ра внутр, воздуха, °C; Qn — теплонедостатки помещения, Вт, равные его теплопотерям за вычетом имеющихся пост, тепловыделений. Макс, темп-ра нагретого воздуха (на выходе из воздухораспределителя) ог- . раничивается условием допустимого отклонения избыточной темп-ры приточных струй на входе в обслуживаемую или рабочую зону не более чем на 3—5 °C и не должна превышать 60 — в помещениях, 50 — в воздушно-тепловых завесах у наружных дверей и 70 °C — у ворот и техно- логич. проемов.
В центр, системах В.о., обслуживающих неск. помещений, темп-ра приточного воздуха обычно принимается равной требуемой для отопления помещения с наименьшим значением Qn. В остальные помещения предусматривается подача увелич. кол-ва воздуха в соответствии с их тепловыми балансами. Расход теплоты на нагревание воздуха (тепловая мощность системы отопления) определяется по аналогичному ур- нию, в к-ром Got принимается равным суммарному расходу нагреваемого воздуха для всех обслуживаемых помещений от нач. темп-ры (перед калорифером) дотребуемой темп-ры проточного воздуха. При этом для систем с полной рециркуляцией воздуха в качестве нач. принимается темп-ра внутр., для прямоточных — темп-ра наружного, с частичной рециркуляцией—темп-ра смеси наружного и рециркуляц. воздуха.
Конструктивные особенности систем В.о., область их применения, достоинства и недостатки зависят от вида используемых систем и специфики обслуживаемых помещений (см. Центральное воздушное отопление и Местное воздушное отопление). Повсеместное распространение В.о. сдерживается невысокой эксплуатац. надежностью разветвл. систем и повыше теп- лоэнергетич. затратами на нагревание воздуха, особенно в прямоточных системах. Необходимым условием эксплуатац. надежности систем В.о. является их высокая аэродинамич. устойчивость. Наибольшей устойчивостью (автомодельностью) обладают гравитац. системы стабильной структуры с обособл. ответвлениями для каждого этажа при качеств, регулировании системы В.о. Изменяющееся естеств. цирку- ляц. давление вызывает пропорциональн. изменение потоков воздуха по всем ответвлениям. В разветвл. системах с механич.
побуждением при качеств, регулировании пропорциональность располагаемых давлений нарушается. Возникающее эксплу- атац. разрегулирование приводит к перераспределению воздуха в пользу нижних и дальних ответвлений в отличие от нач. разрегулировки обратного действия, устраняемой при расчете и монтаже системы. Повышение аэродинамич. устойчивости разветвл. системы В.о. достигается за счет снижения доли естеств. давления. Автомодельность таких систем обеспечивается при перем, режиме их работы, когда темп- ра приточного воздуха изменяется по графику качеств, регулирования, а его расход — как для гравитац. систем (качеств.-количеств. регулирование).
Снижение тепловой мощности систем В.о. целесообразно за счет минимизации расчетного расхода наружного и приточного воздуха и согласования режимов работы системы и обслуживаемых помещений (прерывистое отопление). Ощутимым резервом является использование теплового потенциала удаляемого воздуха для частичного нагревания наружного воздуха в разл. рода воздухо-воздушных теплообменниках-утилизаторах (см. Утилизация теплоты вытяжного воздуха). Все большее распространение получают системы В.о. с применением нетрадиционных энерго- и теплоносителей: солнечной радиации (солнечное отопление), теплоты геотерм, воды (геотермальное отопление), поверхностных слоев грунта и др. низкопотенц. источников теплоты.
ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВАЯ ЗАВЕСА — установка воздушного отопления, предназнач. для локализации и нагревания холодного воздуха, проникающего через наружные проемы здания (двери, ворота, технология, проемы) при их открывании. Различаются В.-т.з. блокирующего (шиберирующего) типа, создающие в плоскости проема высокоскоростной поток нагретого воздуха, к-рый ограничивает проникание холодного воздуха, и низкоскоростные В.-т.з. смесит, типа, рассчит. в осн.' на нагревание проникающего воздуха. Высокоскоростные В.-т.з. предусматриваются у ворот и технология, проемов в наружных стенах при отсутствии тамбуров, и открывающихся не менее яем на 40 мин в смену в р-нах с расчетной наружной темп-рой -15°С и ниже; низкоскоростные — у наружных дверей вестибюлей обществ, и административно-бытовых зданий при пропускной способности свыше 400 чел/ч в р-нах с темп-рой наружного воздуха -15...-25°С, 250— 400 чел/ч — при -26...-40°С, 100— 250 чел/ч — при более низкой темпе-ре. Скорость выпуска нагретого воздуха из щелей или отверстий высокоскоростных В.-т.з. составляет до 25 м/с при предельной темп-ре 70°С, низкоскоростных — до
Схема воздушно-тепловой завесы у входа в здание
1 — тамбур; 2 — отверстие в верхней зоне первого этажа; 3 — канал; 4 — приемная камера с внутренней звукопоглощающей облицовкой; 5 — калорифер; б — вентилятор; 7— воздуховод; 8 — воздухораспределительная звукопоглощающая камера; 9—воздуховыпускные решетки
8 м/с и 50 °C. В.-т.з. смесит, типа создается обычно рециркуляц. установкой местного или центрального воздушного отопления. Иногда воздух для В.-т.з. забирается снаружи и предназначается также для вентиляции помещений, прилегающих к входу. На схеме В.-т.з. смесит, типа внутр, показано, что внутр, воздух через отверстие в верхней зоне помещения первого этажа и канал попадает в приемную камеру, откуда после нагревания в калорифере направляется вентилятором по воздуховоду в воздухораспределит. звукопоглощающую камеру и из нее через воздуховыпускные решетки выпускается в нижнюю зону (до 1,5 м от пола) тамбура сбоку от входных дверей параллельно полу.
Расход нагретого воздуха с заданной темп-рой определяется из равенства тепловой мощности В.-т.з. необходимым теп- лозатратам на нагревание проникающего наружного воздуха до 12°С для вестибюлей гражданских зданий и производств, помещений с работой средней тяжести, 14°С — для производств, помещений при легкой работе и 8°С — при тяжелой работе. Кол-во проникающего холодного воздуха рассчитывается с учетом ветрового давления на поверхности здания в зависимости от темп-ры наружного воздуха, скорости ветра, высоты здания, аэродинамич. особенностей входа и режима его использования. Ограничение кол-ва врывающегося воздуха, а следоват., снижение тепловой мощности В.-т.з. достигается путем конструктивного изменения наружного входа (на 30 %) при двойных дверях с тамбуром между ними, в 2 раза — при замене обычного входа тройными дверьми, в 7 раз и более — при установке вращающейся (турникетной) двери.
ВОЗДУШНЫЙ БАЛАНС — равенство применительно к отд. помещению или выделенному в нем контрольному объему массовых расходов поступающего и уходящего воздуха. .
ВОЗДУШНЫЙ ДУШ —■ воздушный поток, направляемый на работающего для обеспечения комфортного самочувствия или улучшения условий труда. В.д. применяют для избавления от лучистого перегрева работников, подвергающихся воздействию теплового облучения (кузнецов, горновых). С этой целью воздух направляют на облучаемые участки тела Горизонт. либо наклонными (сверху вниз) струями. В стесненных условиях воздух иногда подают на строго фиксиров. рабочие места и вертик. струями сверху вниз. В.д. используют также для улучшения условий труда на фиксиров. рабочих местах в р-нах с жарким климатом и снижения загазованности на рабочих местах, если невозможно сооружение укрытий техно- логич. оборудования или местной локализующей вентиляции. Выбор сочетания темп-ры и подвижности воздуха на рабочем месте определяется требованием обеспечения комфортного самочувствия человека (см. Комфортные условия в помещении) . Нежелательное воздействие на организм повыш. интенсивности теплового облучения или подвижности воздуха может быть устранено соответствующим подбором параметров воздуха "темп-ра — скорость". При интенсивном тепловом облучении целесообразен обдув струей с более низкой темп-рой, чем у окружающего воздуха. С целью уменьшения загазованности рабочего места требуется повыш. по сравнению с помещением темп-ра воздушного потока. Базовые темп-ры воздуха рабочей зоны для работы легкой I и средней П категорий тяжести приняты равными +28, тяжелой Ш — +26°С. Повыш. скорости воздуха на рабочем месте позволяет применять более высокие темп-ры, что позволяет в теплый период года использовать сравнит, недорогой способ адиабатного охлаждения воздуха.
Схема патрубка для душирования наружным воздухом
1 — воздуховод круглого сечения; 2 — переходной патрубок с круглого сечения на квадратное со скошенным относительно оси воздуховода выходным сечением; 3 — направляющие лопатки; 4 — оси вращения направляющих лопаток; 5—тяга для изменения угла наклона лопаток и воздушн. потока относительно горизонта; 6 —- границы воздушн. потока
Схема передвижного агрегата для душирова- ния воздухом помещения
1 — электродвигатель; 2 — обечайка; 3 — крыльчатка; 4 — конфузор; 5 —• обтекатель; б — пневматич. форсунка; 7— станина
. В.д. предпочтительнее осуществлять наружным воздухом, обрабатыевамым в стационарных системах воздушного ду- ширования. Воздух подается патрубками спец, конструкции, создающими воздушный поток с равномерной скоростью и темп-рой. Патрубок позволяет изменять направление потока в горизонт, и верт. плоскостях, создавая оптим. условия охлаждения облучаемых частей тела человека. Существующие конструкции душиру- ющих патрубков являются разновидностью весьма удачной конструкции этого устройства, предлож. проф. В.В. Батуриным. Патрубок Батурина состоит из скошенного диффузора с переходом от круглого сечения на квадратное. Плоскость выходного отверстия составляет 45° с осью диффузора. Параллельно выходному отверстию расположена регулируемая решетка из направляющих лопаток, позволяющая изменять угол наклона воздушного потока относительно горизонта. В передвижных установках душирующий агрегат обычно выполняют в виде вентилятора осевого, установл. на станине. Дальнобойность струи увеличивается конфузором, поджимающим поток, а охлаждающий эффект — распылением воды в воздушный поток. Испаряясь, капельки воды создают дополнительное адиабатное охлаждение.
ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН КОНВЕКТОРА — поворотный клапан внутри кожуха отопительного прибора — конвектора КН-20 (типов "Комфорт" и "Универсал") , предназнач. для изменения кол- ва проходящего через него нагреваемого воздуха при необходимости регулирования теплоподачи в помещение. В.к.к. может поворачиваться вручную и автоматически.
ВОЗДУШНЫЙ КРАН — спец, кран или вентиль ручного или автоматич, действия в системе водяного или парового отопления, предназнач. для выпуска (впуска) воздуха в атмосферу. В системе водяного отопления используется ручной бессальниковый В.к. с поворотным игольчатым штоком. Действие автоматич. В.к. основано на свойстве сухого материала пропускать воздух и задерживать его при увлажнении.
ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ЗДАНИЯ — понятие, объединяющее группу процессов, протекающих в помещениях здания, обслуживающих его системах, вблизи здания и связ. с перемещением воздушных масс в замкнутом объеме, движением их через неплотности и отверстия в наружных и внутр, ограждениях, по каналам и воздуховодам и обтеканием здания потоком ветра. Гл. особенность В.р.з. — объединение всех помещений и систем здания в единую технология, систему, позволяющую учитывать при проектировании и эксплуатации вентиляции здания сложные взаимосвяз. процессы, определяющие самочувствие человека. Заметный вклад в развитие теории В.р.з. внесли такие ученые, какГ.Н.Абрамович, М.Е.Бер- лянд, В.Н.Богословский, М.И.Гримитлин, И.Ф. Ливчак, Ю.А.Табунщиков, В.П.Титов. В результате систематизации исследований выделены следующие аспекты проблемы В.р.з.: 1) теоретич. основы — закономерности тепломассообмена в огра- нич. объеме, аэродинамика стесненных неизотермич. потоков воздуха (внутр, задача В.р.з.), теория разветвл. сетей, тепломассообмен в ограждениях и аппаратах для обработки воздуха, гидроаэродинамика каналов, узлов и оборудования (краевая задача В.р.з.); аэродинамика здания и застройки, основы диффузии примесей в приземном слое атмосферы (внешн. задача В.р.з.); 2) технологич. основы — выбор схемы организации воздухообмена в вентилируемом помещении, методы определения требуемых и расчетного воздухооб- менов, обеспечение заданных параметров воздушной среды в обслуживаемой зоне помещения (внутр, задачаВ.р.з.);обеспечение устойчивой работы вентиляционных систем и устройств, защита помещений от переохлаждения врывающимся через двери и ворота наружным воздухом, организации перетекания воздуха между помещениями здания, учет неорганизов. воздухообмена помещений, воздушные завесы (краевая задача В.р.з.); выбор расчетных наружных условий, распределение избыточного давления воздуха на поверхностях ограждений и в здании, прогнозирование загрязнения воздуха вредными выбросами вентиляц. и технологич. систем (внешн. задача В.р.з.); 3) основы управления и оптимизации — оптимиза
ция воздухораспределения в помещении, управление подачей и удалением воздуха (внутр, задача В.р.з.); оптимизация и управление потокораспределением воздуха в здании, оптимизация технич. решений и режимов работы вентиляц. установок и устройств (краевая задача В.р.з.); оптим. расположение воздухозаборных устройств и рацион, размещение выбросов загрязн. воздуха из здания, управление выбросом (внешн. задача В.р.з.).
Теоретич. разработки В.р.з. широко применяются при проектировании, наладке и эксплуатации вентиляционных систем, систем кондиционирования воздуха и воздушного отопления. Разработаны методы определения требуемого воздухообмена в помещении с учетом характера и интенсивности потоков вредных выделений и принятой схемы организации воздухообмена. Определены методы расчета и рекомендации по конструктивному решению вентиляц. систем здания (с естеств. и механич. побуждением движения воздуха) . Расчет позволяет определить сопротивление на концевых участках вентиляц. систем с учетом заданной сезонной разрегулировки системы. Методы расчета аэрации и инфильтрации воздуха включают комплексный учет факторов, влияющих на В.р.з., использование условного нуля давления и стилизацию эпюр давления воздуха снаружи здания. Решение задачи сведено к решению системы нелинейных ур-ний воздушных балансов всех помещений здания.
Экологии, аспекты В.р.з. сводятся к прогнозированию загрязнения приземного слоя атм. воздуха газовыми и аэрозольными вредными выбросами из вентиляц. и технологич. систем.
ВРЕДНЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ — потоки теплоты, влаги, вредных паров, газов и пыли, поступающие в помещение, ухудшающие сан.-гигиенич. условия в нем. Теплота (избытки теплоты) и влага (вла- говыделения) способствуют повышению темп-ры и влажности воздуха в помещении выше допустимого уровня. Предельно допустимая концентрация (ПДК) таких В.в., как пары, газы и пыль, нормируется не только для помещений, но и в воздухе населенных пунктов и территорий, прилегающих к производственным зданиям. В рабочей зоне ПДК В.в. (паров, газов, пыли) не должна вызывать при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдал, сроки. Среднесуточная ПДК В .в. в воздухе нас. пунктов не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вды-
Аксонометрия линейного стокаАксонометрия линейного стокаRl, R2 — радиусы цилиндров; 1 — усл. воздуховод, отводящий воздух; 2 — линии тока; 3 — цилиндрич. поверхности с пост, скоростью воздуха; 4 — векторы скорости воздуха; ЛС — линейный стокRl, R2 — радиусы цилиндров; 1 — усл. воздуховод, отводящий воздух; 2 — линии тока; 3 — цилиндрич. поверхности с пост, скоростью воздуха; 4 — векторы скорости воздуха; ЛС — линейный сток
Аксонометрия линейного стока
Аксонометрия линейного стока
Rl, R2 — радиусы цилиндров; 1 — усл. воздуховод, отводящий воздух; 2 — линии тока; 3 — цилиндрич. поверхности с пост, скоростью воздуха; 4 — векторы скорости воздуха; ЛС — линейный сток
Rl, R2 — радиусы цилиндров; 1 — усл. воздуховод, отводящий воздух; 2 — линии тока; 3 — цилиндрич. поверхности с пост, скоростью воздуха; 4 — векторы скорости воздуха; ЛС — линейный сток
хания. Макс, разовая концентрация В.в. в воздухе нас. пунктов не должна вызывать рефлекторных (вт.ч. субсенсорных) реакций в организме человека.
ВРЕМЯ КАПИЛЛЯРНОГО ВСАСЫВАНИЯ — показатель водоотдающих свойств осадков сточных вод, применяемый при определении экспресс-методом рабочих доз флокулянтов для кондиционирования осадка перед механич. обезвоживанием на центрифугах, ленточных фильтр-прессах и т.п. Пробу испытываемого образца осадка помещают в метал- лич. цилиндр диаметром 30 и высотой 30 мм, расположенный на хроматографической фильтров, бумаге. При этом часть влаги образца осадка под действием гидро- статич. давления и капиллярных сил дренирует в фильтров, бумагу. По скорости распространения влажного пространства на бумаге оценивают водоотдающую способность осадка. Время, за к-рое граница распространения влажности на фильтров, бумаге переместится из одной фиксированной точки в другую, является В.к.в.
ВСАСЫВАЮЩИЙ ФАКЕЛ — течение воздуха, возникающее вблизи вса-
сывающих отверстий вытяжной вентиляции и характеризующееся потенц. характером. Размеры зоны активного движения во В.ф. сопоставимы с размерами всасывающего отверстия. В аэродинамике потенц. поля описываются ур-ниями Лапласа с соответствующими граничными условиями. В математич. физике эту задачу наз. второй краевой, или задачей Неймана. Аналитич. решение ее при сложных граничных условиях представ-' ляет значит, трудности. Для решения инж. задач, цель которых определение скорости воздуха в заданной точке, пользуются зависимостями, получ. изаналитич. решений простейших случаев. Для учета разл. рода усложняющих обстоятельств широко используют принцип суперпозиции. На практике задачи, связ. с Ф.в., решают, используя его модели: точечный и линейный стоки. Точечный сток — точка, к к-рой из окружающего
пространства устремляется воздух.
Эту модель стока используют для расчета скорости движения воздуха вблизи компактных вытяжных отверстий. Для расчета движения воздуха у отверстий вытянутой формы используют линейную модель стока — линейный сток. Это условная линия, к к-рой из окружающего пространства устремляется воздух.
Точечный сток
а — в свободном пространстве; б—в полу ограниченном пространстве — полусфере; Lo — расход всасываемого воздуха; Rl, R2 — радиусы сфер; 1 — условный воздуховод; 2—линии тока; 3 — сферы с пост, скоростью воздуха; 4 — векторы скорости воздуха; ТС — точечный сток
ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ, ВЭР — источники энергии, получаемые из побочных продуктов или отходов осн. произ-ва, включающие горючие газы технологии, процессов (нефтезаводские, доменные, попутные нефтедобычи и др.), отработ. пар, а также часть электрич. потерь, получающихся в технологии, процессе, к-рые могут быть повторно использованы для получения энергии (в т.ч. тепловой) за пределами данного процесса. ВЭР по видам энергии подразделяют на горючие, тепловые и избыточного давления. Горючие (топливные) ВЭР — отходы, содержащие хим. связ. энергию отходов технологии, процессов, не используемую или не пригодную для дальнейшего использования в технологии. процессах. Тепловые ВЭР — тепловые отходы, представляющие собой энтальпию отходящих газов технологии, агрегатов и теплоту рабочих тел систем ох
лаждения технологии, агрегатов и установок, энтальпию горячей воды и пара, отработ. в технологии, установках. К тепловым ВЭР относится также теплоэнергия (пар и горячая вода), попутно получ. в технологии. и энерготехнологии, установках. ВЭР избы тойногодавления — потенц. энергия газов, выходящих из технологии, агрегатов с избыточным давлением, к-рое необходимо снижать перед следующей ступенью использования иди при выбросе в атмосферу. В зависимости от видов и параметров ВЭР используют по четырем осн. направлениям: топливное — непосредственно в качестве котельно-печного топлива; тепловое — для обеспечения потребности в теплоэнергии за счет энергоносителей; электроэнергетич. — для получения электроэнергии в газовых или паровых конденсац. турбоагрегатах; комбини- ров. — для выработки в утилизац. установках (утилизац. ТЭЦ) по теплофикац. циклу электро- и теплоэнергии. Направление использования ВЭР зависит от величины, структуры и режима энергопотребления предприятия, от вида, параметров и числа образующихся ВЭР и в каждом конкретном случае должно выбираться на основе разработки оптим. топливио-энерге- тич. баланса предприятия или пром, узла с учетом обеспечения наибольшей экономии. эффективности. Применительно к теплогенерирующим установкам потенц. источниками ВЭР являются: уходящие продукты сгорания из газового тракта теплогенераторов; горячие шлак и зола при сухой выгрузке их из топки котла; вода системы непрерывной продувки котла; конденсат паровых теплообменников, расположенных в зданиях тепловых станций, и др.
ВЫТЯЖНАЯ ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА — комплекс оборудования, предиазнач. Для удаления из помещения, обработки и выброса в атмосферу за- грязн. и нагретого вытяжного воздуха. В.в.у. обычно состоит из вентилятора с электродвигателем (иногдакнимдобавляютустрой- ство для очистки или утилизации теплоты удаляемого воздуха) и шумоглушителя. Очистка удаляемого воздуха применяется, если он настолько загрязнен, что выпускать его в атмосферу без предварит, очистки недопустимо. В.в.у. обычно размещают в верхней части здания (на спец, технич. этажах или чердаках) в целях использования ес- теств. движения нагретого воздуха снизу- вверх. При этом уменьшается протяженность воздуховодов и исключается вероятность перетекания удаляемого загрязн. воздуха в приточную систему.
ВЫТЯЖНАЯ ВОРОНКА — устройство для улавливания потоков воздуха, загрязн. частицами пыли механич. происхождения, имеющих большую кинетич. энер-
Вытяжная воронка1 — воронка; 2 — пылевоздушный потокВытяжная воронка1 — воронка; 2 — пылевоздушный потокШторная завеса1 — завеса; 2 — вытяжной воздуховод; 3 — источник вредных выделений *Шторная завеса1 — завеса; 2 — вытяжной воздуховод; 3 — источник вредных выделений *
Вытяжная воронка
1 — воронка; 2 — пылевоздушный поток
Вытяжная воронка
1 — воронка; 2 — пылевоздушный поток
Шторная завеса
1 — завеса; 2 — вытяжной воздуховод; 3 — источник вредных выделений *
Шторная завеса
1 — завеса; 2 — вытяжной воздуховод; 3 — источник вредных выделений *
гию. В.в. применяют, если по условиям технология. процесса невозможно устройство укрытия кожухового. В.в., как и вытяжные зонты, устанавливают соосно пылевоздушному потоку. Они представляют собой усеч. конус или усеч. пирамиду с углом раскрытия а < 60°. Размеры всасывающего отверстия обычно не превышают 150—200 мм. Полное улавливание пылевоздушного потока обеспечивается благодаря равенству скорости этого потока и скорости во всасывающем отверстии В.в. Размеры всасывающего отверстия выбираютнеск. больших размеров поперечного сечения пылевоздушного потока. Расход воздуха определяется по средней скорости воздуха во всасывающем отверстии и площади всасывающего отверстия.
ВЫТЯЖНОЙ ЗОНТ — разновидность местного отсоса воздуха открытого типа.Применяетсядляулавливаниявредных выделений, вносимых в помещение устойчивыми конвективными воздушными струя
ми. В.т. располагают над источником вредных выделений на высоте 1800—1900 мм от пола. Между источником этих выделений и В.з. имеется незащищ. от воздействия воздушных потоков пространство. Для защиты от них на кромки В.з. навешивают фартуки. ФормаВ.з.—усеч.конусилипирамида.Рав- номерное скоростное поле во всасывающем отверстии обеспечивается углом раскрытия зонта а < 60° (схема а). У кромки всасывающего отверстия формируется вихрь, способствующий выносу вредных в-в из него в помещение. Дляпредотвращениявыносавредных в-в по кромке конич. частиВ.з. предусматривают обечайку высотой 200—300 мм. Наиболее эффективная форма обечайки представлена на схеме б, более технологичная в изготовлении обечайкапоказананасхемев. Иногда вместо обечайки применяют, т.н. активиров. зонт, состоящий из двух конич. частей. Конвективная струя воспринимается внутр, конусом, щель по периметру всасывающего отверстия улавливает вредные в-ва, выносимые вихрем. Для устройства активи
ров. зонтатребуетсябольшойрасход металла. Если высота помещения не позволяет разме- ститьодин В.з. с необходимымуглом раскрытия, тосооружаютнеск. сомкнутыхВ.з. меньшего размера. Наибольшая эффективность В.з. при наименьшем расходе удаляемого
Активированный зонт
воздуха достигается, если конфигурация, размеры всасывающего отверстия и скоростное поле в нем равны конфигурации, размерам поперечного сечения и скоростному полю в конвективной струе. Поэтому наименьший объем удаляемого воздуха определяется расходом конвективной струи в плоскости всасывающего отверстия. Обычно приемное отверстие В.з. располагают непосредственно над источником теплоты, конфигурация к-рого соответствует конфигура-
Конструктивная схема вытяжного зонта (а) и конструкции ‘юбки с карманом", обеспечивающей размещение в ней вихревой зоны (б), и "юбки обыкновенной* (В)
ции приемного отверстия, а размеры к-рого принимают неск. большими размеров теплового источника в плане.
Вытяжной шкафа, б — с верхним и нижним отсосом воздуха; в — с комбини- ров. системой воэдухоудале- ния; 1 — стенка; 2 — рабочий проемВытяжной шкафа, б — с верхним и нижним отсосом воздуха; в — с комбини- ров. системой воэдухоудале- ния; 1 — стенка; 2 — рабочий проемаа
Вытяжной шкаф
а, б — с верхним и нижним отсосом воздуха; в — с комбини- ров. системой воэдухоудале- ния; 1 — стенка; 2 — рабочий проем
Вытяжной шкаф
а, б — с верхним и нижним отсосом воздуха; в — с комбини- ров. системой воэдухоудале- ния; 1 — стенка; 2 — рабочий проем
а
а
Расход воздуха, удаляемого В.з., определяют по ф-ле L - 3600vF, где v — средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии В.з., м/с (при удалении нетоксичных вредных выделений принимается равной 0,15—0,25 м/с); F — площадь приемного отверстия, м2, В.з. обеспечивают надежное улавливание вредных выде-
лений, если тепловой источник работает в стационарном режиме. В случае залпового выброса (напр., режим работы автоклавов для пропарки бетонных изделий) требуемый расход удаляемого воздуха может быть сведен к миним. благодаря устройству грунтового зонта (шторной завесы). Объемный расход отсасываемого от укрытия воздуха должен обеспечивать полное удаление воспринятых вредных в-в за время между двумя залповыми выбросами.
ВЫТЯЖНОЙ ШКАФ — распрост- ран. тип полуоткрытого отсоса, локализация вредных выделений в к-ром осуществляется преимущественно непроницаемыми стенками. Конкретные конструкции В.ш. выбирают т.о., чтобы направление движения отсасываемого воздуха в нем совпадало с естеств. направлением движения вредных в-в. Применяют В.ш. с верхним, нижним и комбинированным отсосом. Распространению вредных выделений через рабочий проем препятствует встречный поток воздуха, к-рый должен иметь возможно меньшую скорость, но достаточную для надежной локализации вредных выделений. Если темп-pa воздуха в В.ш. и в помещении одинакова, то скорость воздуха v в рабочем проеме, конструкция стенок к-рого обеспечивает плавный вход в него воздуха, выбирают в зависимости от степени токсичности выделяющихся вредных в-в (в пределах 0,3—2 м/с), а удаля
емый объем L, м3/ч, воздуха от В.ш. с рабочим проемом площади F, м2, определяют по ф-ле L - 3600vF. Если темп-ры воздуха в В.ш. и снаружи различны, отсасываемый объем должен быть таким, чтобы плоскость нулевого избыточного давления располагалась выше верхней кромки открытого рабочего проема.
ГАЗОБАЛЛОННАЯ УСТАНОВКА — установка, состоящая из 1 или нескольких наполи, сжиж. газом баллонов для снабжения газом отд. потребителей. Г.у. имеют ршуляторы, снижающие давление паров сжиж. газа до 3—4 КПа, пре- дохран. клапаны, запорные вентили и соединит, трубопроводы. Баллоны вместимостью 0,9—50 л, рассчитанные на рабочее давление 1,6 МПа, изготовляют из стали. Г.у. размещают внутри зданий. По правилам безопасности Г.у. могут находиться в помещениях, в к-рых допускается установка газовых плит. Однобал- лопные Г.у. должны отстоять от плиты, радиаторов отопления или печи не менее чем на 1 м. Достоинствами Г.у., располож. в помещениях, являются их простота и высокая произ-сть. В любое время года темп- ра баллона около 20°С, благодаря чему происходит интенсивное испарение сжиж. газа. Баллон вместимостью 50 л обеспечивает одноврем. работу 4-кон4ю- рочной газовой плиты и емкостного газового аппарата или разповрем. работу той же плиты и газового проточного водонагревателя. Недостатки этих Г.у. — наличие в здании сосудов с горючим в- вом, необходимость переноса и присоединения баллонов.
Располагаемые, вне зданий Г.у. состоят из двух-баллонов, помещ, в ме- таллич. шкафу, к-рый устанавливают у стены здания, желательно с сев. стороны. Г.у. применяют также для снабжения одноквартирных домов. При эксплуатации газ отбирают из одного баллона, а второй находится в резерве. В шкафу устанавливают регулятор давления газа на 2 баллона с вмонтиров. предохранит, клапаном. Регулятор присоединяют к вентилю баллона медными или латунными трубками и накидными гайками. Газ к приборам поступает из регулятора по стальным трубам, вводимым в помещение через наружную стену. Наружные газопроводы прокладывают на высоте 2,5 м и более от поверхности земли, при этом они не должны пересекать оконных и дверных проемов и должны быть надежно закреплены. Достоинство установки баллонов вне
здания — большая безопасность, недостатки — малая интенсивность испарения сжиж. газа в зимнее время и высокая стоимость. В целях экономии металла шкаф можно заменить спец, защитным кожухом, закрывающим вентили баллонов и регулятор давления. Баллон с технич. пропаном вместимостью 50 л при установке вне здания в средней полосе обеспечивает в зимнее время работу одной 4-конфорочной плиты или водонагревателя с тепловой нагрузкой 11,63 кВт.
Групповые Г.у. из неск. баллонов размещают в металлич. шкафу и используют для газоснабжения жилых зданий. Суммарная вместимость баллонов не должна превышать 600 л при расположении их у глухих несгораемых стен и 1000 л — на расстоянии 8—25 м от здания в зависимости от степени его огнестойкости. Каждую групповую Г.у. оборудуют регулятором давления, предохранит, клапаном, манометром и запорной арматурой.
ГАЗОВАЯ ПЛИТА — аппарат, предназнач. для приготовления пищи и горячей воды. В жилых зданиях Г.п. устанавливают в помещениях кухонь высотой не менее 2,2 м, имеющих окно с форточкой, вытяжной вентиляц. канал и естеств. освещение, и не ближе 1 м от противоположной стены. Г.п. устанавливают т.о.,
Унифицированная бытовая газовая плита
1 — крышка плиты; 2 — крышка горелки; 3 — насадка горелки стола; 4 — горелка стола; 5 —- газопровод;
6 — ручка кранов горелки; 7 — решетка духового шкафа; 8— противень для выпечки; 9 — жаровня;
10 — горелка духового шкафа; 11 — сушильный шкаф с дверцей; 12 — дверца духового шкафа с термоуказателем; 13 — лицевой щиток плиты; 14 — стол плиты; 15 — решетка стола
чтобы обеспечить удобство пользования, в т.ч. возможность подхода к ним не менее чем с двух сторон, а также обслуживания 1 и ремонта. Баллон со сжатым газом дол- 'жен отстоять от Г.п. на 0,5 м. Объем помещения, где стоит Г.п., должен быть не менее: для Г.п. с двумя горелками — 8, с тремя — 12, с четырьмя — 15 м3‘ объем естеств. вытяжки — не менее 60 м3/ч. Работают Г.п. на природном газе с номин. давлением 1300 и 2000 Па и на сжиж. газе с номин. давлением 3000 Па. Г.п. классифицируют: по числу горелок —- двух-, трех- и четырехгорелочные; по способу установки — напольные, настольные (Н); по способу компоновки с кухонной мебелью — отдельно стоящие, встраиваемые (В), блочно встраиваемые (БВ); по исполнению — основное, повыш. комфортности (К). Г.п. состоит из след. осп. частей: корпуса, рабочего стола с конфорочными горелками, духового шкафа с горелками, газораспред. устройства с кранами. Г.п. повыш. комфортности должна иметь: освещение духового шкафа; горелку повыш. тепловой мощности; одно или неск. сервисных устройств — полуавтоматич. розжиг конфорочных горелок и горелки духового шкафа, жарочная (дополнит. верхняя) горелка духового шкафа, вертел духового шкафа с электрич. или ручным приводом, автоматика контроля горения горелок стола или духовки, терморегулятор духовки; программное устройство; фиксированное положение "малое пламя". Г.п. изготовляют из материалов, устойчивых к тепловым, хим. и механич. воздействиям, а детали, соприкасающиеся с пищевыми продуктами, — из материалов, разрешенных сан.-эпидемиологии.управлением
Минздрава. Наружные поверхности и крышку рабочего стола покрывают силикатными эмалями. Высота рабочего стола — 850, глубина — 450 и 600, ширина 500; 520; 600 и 800 мм.
Четырехгорелочные плиты оборудуют одной горелкой повыш. мощности (2,8±0,12 кВт), одной попиж. (0,7±0,06 кВт) и двумя норм. (1,9±0,12 кВт). Межосевое расстояние между конфорочными горелками принимают не менее 230 мм для горелок норм, и повыш. мощности, 210 — норм.; 190 — повыш. и попиж.; 180 мм — норм, и пониж. мощности. Конфорочные горелки устойчиво работают при изменении тепловой мощности 0,2—1,4 ном. значения и при давлениях перед плитой 0,5— 1,2 этого значения. Пламя горелок нс должно гаснуть при воздействии потока воздуха, движущегося со скоростью до 2 м/с и при давлении газа перед плитой, равном 0,5 мин. значения. Кпд горелок рабочего стола при номин. давлении — не менее 56%. Содержание оксида углерода в продуктах сгорания при работе горелки при
номин., макс, и миним. (50% номин.) давлениях — не более 0,05% (по объему) в пересчете на сухие дымовые газы при а -1. Бытовые Г.п. оборудуют эжекц. горелками частичного предварит, смешения газа с воздухом, низкого давления, атм. типа и отводом продуктов сгорания непосредственно в помещение. Первичный воздух эжектируется газом, вытекающим из сопла горелки, вторичный поступает к пламени из окружающей среды. Эжекц. горелки духового шкафа обеспечивают горение газа без проскока и отрыва пламени при изменении тепловой мощности от 0,3 до 1,4 номин. значения. Тепловая мощность осн. (нижней) горелки духовки на единицу ее объема составляет не более 0,09 кВт/дм3, а жарочной (верхней) — не более 3,5 кВт. Осн. горелка должна обеспечивать нагрев в середине пустой духовки от 165 (при малом пламени горелки) до 290°С (при продолжит. работе). Если теплота сгорания газообразного топлива отличается от расчетной, следует изменять диаметр сопел горелок.
ГАЗОВАЯ СЕТЬ — система трубопроводов, состоящая из участков, соединен, между собой последовательно и параллельно. Г.с. бывает тупиковой, если использовано только последоват. соединение, и тупиковой разветвленной, если из конца одного участка выходят два или’ более участков. Г.с., состоящая из параллельно включ. участков, представляет собой кольцевую систему. Г.с. может быть представлена как геометрич. фигура — граф, в к-рой участки сети — ребра фигуры, а места соединения участков и присоединения потребителей (узлы сети) —• ее вершины. Поскольку число участков и узлов конечно, а узлы соединены участками, Г.с. представляет собой конечный связ. ориентиров, граф. Последовательно соедин. участки (ребра), через к- рые в определ. направлении движется поток газа, наз. путем движения газа. Если нач. и конечные вершины путей совпадают, то они образуют контур (цикл). Кольцевая Г.с. состоит из контуров. Тупиковые разветвл. Г.с. представляют собой "дерево", т.е. от осн. газопровода отходят ответвления ("ветви") в стороны, и концы ответвлений между собой не соединяются. Кольцевую Г.с. можно трансформировать в разветвл. тупиковую путем исключения из каждого контура определ. (замыка- )ощих) участков. Их число равно числу элементарных контуров, т.е. контуров, у к-рых нет внутр, ребер, пересекающих его площадь. Число элементарных колец п (цикломатич, число) связано с числом ребер р и числом вершин m соотношением п-р — m +1. У разветвл. Г.с. газ поступает к узлу потребления по одному направ
лению. Если у такой сети будет выключен из работы участок, все потребители, присоедин. за ним, не получат газа. Надежность разветвл. Г.с. повышается дублированием участков или кольцеванием. Широко применяется более экономичный последний способ. В распределит. сетях дублируют только отд. участки (напр., по к-рым газ поступает в систему в целом).
Осн. отличие кольцевых Г.с. от разветвл. в том, что они обеспечивают двух- или многостороннее питание потребителей, присоедин. к узлам. Кольцевые Г.с. по сравнению с разветвл. более надежны, т.к. имеют резервирующие элементы — замыкающие участки. Надежность подачи газа потребителям в данном случае выше надежности элементов Г.с., по к- рым газ движется последовательно к узлам потребления. При отказе элемента в расчетном пути возникает путь через резервные элементы. Др. отличие состоит в том, что у разветвл. Г.с. транзитные расходы распределяются по участкам однозначно, а у кольцевой — бесчисл. кол-во распределения потоков. Следовательно, задача расчета кольцевых Г.с. не определена. Учитывая, что их проектируют исключительно для повышения надежности, при распределении транзитных расходов руководствуются принципом взаимозаменяемости соседних участков. В этом случае нагрузку отказавшего участка берет соседний. Третье отличие состоит в
Универсальный воздухоподогреватель типа УТ- 130
— конфузор; 2,3 — камеры смешения и сгорания;
— форсунки; 5, б — осевой и центробежный вентиляторы; 7 — шестеренчатый насос; 8 — дроссельная заслонка; 9 — электромагнитный вентиль; 10— газовое сопло; II — смеситель; 12 — игольчатый вентиль; 13 —испаритель
том, что изменение диаметра к.-л. участка разветвл. Г.с. не влияет на распределение расходов, а приводит лишь к изменению давления в конечной точке сети. Изменение диаметра участка кольцевой Г.с.
влечет перераспределение расходов по участкам и изменение давления в точке схода потоков.
Г.с. — осн. составляющая гор. системы газоснабжения и в значит, степени определяет надежность, качество и экономичность подачи газа потребителям. Г.с. представляет собой иерархически построенную систему трубопроводов, включающую газопроводы разл. давлений с сооружениями и оборудованием, газорегуляторные станции, АСУ. Автоматич, регуляторы давления и АСУ обеспечивают поддержание требуемых технология, режимов и качеств, газоснабжение потребителей. Г.с. секционируют с помощью задвижек, позволяющих выключать отказавшие элементы для их замены или ремонта. Гор. распределит, сети сооружают кольцевыми, их структурный и транспортный резервы рассчитывают из условий надежности газоснабжения. Сети низкого давлениямикрор-нови кварталов проектируют смеш. типа, закольцовывая лишь осн. контуры. На них устанавливают миним. кол-во секционных задвижек, т.к. ремонтные работы производят без выпуска всего газа из трубопроводов, только при снижении его давления с помощью регуляторов давления, установленных на ГРП.
ГАЗОВЫЕ КОНТАКТНЫЕ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ — автомати- зир. аппараты, сжигающие газ с последующим снижением темп-ры продуктов сго-
рания до требуемого значения путем разбавления их воздухом. Получ. смесь используют для отопления помещений. Иногда в газоснабженииГ.к.в. наз. теплогенераторами. Осн. задача Г.к.в. — обеспечение полного сгорания топлива без образования токсичных и канцерогенных в-в. Достигается это при кинетич. способе сжигания газа в туннелях с оптим. геометрия. размерами при коэфф, избытка воздуха, равном 1,4—1,6. Г.к.в. имеют высокий кпд (т.к. отсутствуют потери теплоты с уходящими газами), ма-
лоинерционны, не требуют больших капит. затрат, позволяют получить смесь продуктов сгорания с воздухом заданного состава.
Универе. Г.к.в. (УТ-130) работает на природном газе и жидком топливе, оборудован автоматикой безопасности. В агрегате используется смесит, горелка. Воздух нагнетается центробежным вентилятором. В смесителе горелки газ полностью смешивается с воздухом, и подготовл. смесь сгорает в туннеле. Продукты сгорания поступают в камеру смешения, где они смешиваются с воздухом, подаваемым вентилятором осевым для обеспечения темп-рытеплоносителя (смеси), равной 80—100°С. Из конфузора Г.к.в. теплоноситель поступает в отапливаемое помещение.
ГАЗОВЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ — аппараты, приспособл. для использования выделяемой при сжигании газа теплоты для различных бытовых нужд — приготовления пищи и горячей воды, поступающей в системы отопления или горячего водоснабжения. Осн. приборами, применяемыми при газоснабжении зданий, являются газовые плиты, газовые проточные водонагреватели, отопительные газовые печи и газовые камины. Осн. показатели Г.п.ж.з.: тепловая мощность, т.е. кол-во хим. теплоты в газе, расходуемой прибором, кВт; мощность, показывающая кол- во полезно используемой теплоты, переданное прибором при сжигании газа нагреваемому телу; кпд прибора, представляющий собой отношение произ-сти прибора к его тепловой мощности. Различают номин. и предельные значения показателей. Номин. наз. мощность, при к-рой прибор работает наиболее эффективно, т.е. обеспечивает наибольшую полноту сгорания газа при наивысшем кпд. В этом режиме работы в конструктивных элементах прибора не должно возникать тепловых перенапряжений, сокращающих срок его службы. Кроме того, приборы характеризуются предельной макс, тепловой мощностью, с к-рой они могут работать без потери устойчивости горения. Обычно макс, режим превышает номин. примерно на 20%. При этой нагрузке горелки работают без отрыва пламени. Пламя должно быть ровным по всей огневой поверхности и не иметь коптящих языков. Г.п.ж.з. оборудуют эжекц. горелками низкого давления атм. типа. Продукты сгорания от водонагревателей и газовых отопит, аппаратов отводят по обособл. дымоходу в окружающую здание среду.
ГАЗОВЫЙ КАМИН — отопительный прибор радиационно-конвективного типа, работающий на природном илиежиж.
Газовый камин "Амра*
1 — горелка инфракрасного излучения; 2 — теплообменник; 3—блок автоматики безопасности; 4 — корпус; 5 — регулятор тяга; б — дымоотводящий патрубок
газе и предназнач. для отопления отд. помещений и квартир. Выпускают следующие Г.к.: "Луч" с отводом продуктов сгорания непосредственно через наружную стену, "Амра", камин-радиатор и камин с отводом продуктов сгорания в дымоход. Г.к. устанавливают у внутр, стен помещения. Они обеспечивают поддержание заданной темп- ры в помещениях площадью 20—40 м2 и имеют соответственно тепловую мощность 2,3—6,4 кВт. Кпд Г.к. — в диапазоне 80— 87,5%. Осн. элементами Г.к. являются каркас, защитный кожух, коллектор-теплообменник (калорифер), газовая горелка, автоматика безопасности (электромагнитный клапан), отключающая подачу газа при погасании пламени, и терморегулятор (камин "Луч"), обеспечивающий поддержание заданной темп-ры в помещении. В Г.к. применяют эжекц. горелки инфракрасного излучения (ГИИ-3, ГИИВ-1) или экраны из фасонных рамок, на поверхности к- рых сгорает газ.
ГАЗОВЫЙ КОНТАКТНО-ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ — водогрейный котел, обеспечивающий сжигание газа в спец, топке, а нагрев воды — в контактной камере. Состоит из 3. осн. узлов: топки с газогорелочным устройством, контактной камеры и системы удаления продуктов сгорания газа из аппарата. Предназначен для получения горячей воды с темп- рой до 100°С. Осн. назначение топок, к- рые в Г.к.-п.в. разных типов имеют конструктивные отличия, — обеспечить полное сжигание газа при возможно малом коэфф, избытка воздуха. Расчетное тепловое напряжение топочного пространства Qt равно 1,1—1,7 МВт/м3. В топках устанавливаются эжекционные горелки (типа ИГК, БИГ) или спец, (погру
женные) горелки, над топками — надтопочный диск для предохранения их от попадания воды. Темп-pa продуктов сгорания на выходе из топки 1200—1500°€. Для более глубокого охлаждения продуктов сгорания над диском размещают контактную камеру, в к-рой обеспечивается противоточное течение нагреваемой воды (вниз) и продуктов сгорания (вверх). Контактные камеры могут иметь разное конструктивное исполнение (см. Газовый контактный теплообменник). В верхней зоне контактной камеры установлен капле- отделитель (каплеуловитель), к-рый исключает вынос капель воды с продуктами сгорания в дымоход. Темп-pa уходящих газов на выходе из контактной камеры колеблется от 30 до 70°С , а нагреваемой воды — от 75 до 80°С. Для удаления продуктов сгорания водонагреватель оборудуют дымовой трубой с вытяжным вентилятором низкого давления. В Г.к.- п.в. используется скрытая теплота конденсации содержащихся в продуктах сгорания водяных паров, к-рые охлаждаются ниже темп-ры точки росы при данном парциальном давлении водяных паров. В результате этого эксплуатац. кпд Г.к.-п.в. достигает 95—96%, считая по высшей теплоте сгорания газа. Безпакипный режим работы может осуществляться при нагреве воды с карбонатной жесткостью до 2,5 мг-экв/л до темп-ры 97—99°С. С увеличением карбонатной жесткости без- накипный режим может быть достигнут только при снижении темп-ры нагрева воды (так, при жесткости 5,8—6 мг-экв/л она не должна превышать 60—65°С). Кпд Г.к.-п.в. не зависит от колебаний тепловой
Газовый контактно-поверхностный водонагреватель ФПКВ-1 с модернизированной камерой
1 — горелка; 2 — засыпка; 3 — взрывной клапан; 4 — сливная труба; 5—форсунка; б — газоход; 7—каплеуловитель; 8 — коллектор; 9 — контактная камера; 10 — Насадка из колец Рашига; 11 — насадка из стружки; 12 — надтопочный диск; 13 — горловина; 14— водяная рубашка; 15 — топка
Газовый контактно-поверхностный водонагреватель КПГВ-1 '
1 — взрывной клапан; 2 — туннель; 3 — горелка; 4 — вставка;5 — насос;6 — водосборник; 7 — переливная труба; 8 — клапан; 9 -- опорная решетка; 10, 12 — секции контактной камеры; 11 — патрубок отходящих газов; 13 — водораспределитель; 14—каплеуловитель; 15 — короб; 16 — съемная крышка; 17— люк; 18 — теплообменник; 19 — топка; 20 -— водяная рубашка; 21 — горка из кирпича .
нагрузки, а зависит только от темп-ры питат. воды (при изменении темп-ры воды,подаваемой в Г.к.-п.в., от 32 до 70°С кпд соответственно изменяется от 94 до 75%, считая по высшей теплоте сгорания). Внутри Г.к.-п.в. происходит разрыв гидравлич. контура системы, в к-рой он работает, поэтому в них не создается давление выше атм. и требуется установка сборного бака для воды. Уд. металлоемкость Г.к.-п.в. — 0,3—0,4 кг/1000 кДж, что в 3—4 раза меньше, чем отопит, котлов (типа ДКВР,"Энергия-6", "Универсал-6" и др.). В топке и в контактной камере обязательно предусматривают взрывопредОх- ранит. клапаны, поэтому Г.к.-п.в. можно отнести к взрывоопасным в эксплуатации. Эти аппараты имеют малую инерционность в работе: после розжига горелки выходят на расчетный режим через 10—15 мин. Наиболее распространен, аппарат ФНКВ-I тепловой мощностью 1,14 МВт состоит из 3 узлов: топки с водяной рубашкой и надтопочным диском и контактной камеры. Для сжигания газа в Г.к.-п.в. предусмотрены 3 горелки ИГК, а сам процесс горения происходит на поверхности битого шамотного (огнеупорного) кирпича, находящегося на дне топки. Особенности эксплуатации Гж.-п.в.: необходимость удаления пост, выделяющегося из продуктов сгорания конденсата из циркуляц. контура контактной воды; необходимость пост, отвода из нижних точек газового тракта и дымовой трубы конденсата водяных паров; необходимость
использования теплоты, выделяющейся с открытой поверхности воды с темп-рой 98°С, к-рая собирается в спец, баках; выполнение дополнит, мер, предупреждающих вскипание горячей воды на всасывающих трубопроводах насосов, сопровождаемое кавитацией. Г.к.-п.в. типа В! теплопроиз-стью 1,15 МВт работает по принципу аппарата ФНКВ-IM, но отличается от него тем, что в топке для сжигания газа используются блочные беспламенные горелки типа ГБП. '
ГАЗОВЫЙ КОНТАКТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК — утилизатор теплоты, предназнач. для работы с теплоносителями газ-жидкость, в к-ром теплообмен осуществляется при соприкосновении греющей и нагреваемой сред. В качестве греющей среды используют уходящие дымовые газы (продукты сгорания) от котлов, печей и др. оборудования, в к-ром сжигается газообразное топливо и жидкое котельное топливо. Г.к.т. применяют для приготовления подпиточной воды тепловых сетей и питат. воды котлов, для производств, и горячего водоснабжения, для нагрева воздуха в системах воздушного отопления и системе кондиционирования воздуха, а также для отопления теплиц. Поверхностью теплообмена в
Конструкции газового контактного теплообменника
а — форсуночные; б — насадочные; в — насадочноконвективные; г — пенные; д — циклонные; е — вихревые; ж — пленочно-конвективные; з ■— насадочно-дисковые; и — насадочно-эрлифтные; 1-^-. вход продуктов сгорания; 2 — подача воды; 3 — оросительные трубы; 4 — насадка; 5 — каплеуловитель; б — выход охлажденных продуктов сгорания; 7 — трубный пучок; 8 — стабилизатор пены; 9—тарелка; 10—панели; 11 —■ диски; 12 — выход нагретой воды
Г.к.т. служит поверхность пленки, капель и струй воды. Между средами происходит массообмеи: конденсация водяного пара, содержащегося в продуктах сгорания, или испарение части подаваемой воды, растворение газов воде. Гл. преимущество контактного теплообмена — возможность конденсации водяных паров из продуктов сгорания и использования выделяющейся при этом теплоты для нагрева воды. В процессе адиабатич. испарения вода в Г.к.т. может быть нагрета до определ. темп-ры, к-рая паз. температурой мокрого термометра tM и зависит от нач. темп-ры продуктов сгорания (г, разности влагосодержаний насыщ. водяного пара над пленкой воды dM и продуктов сгорания, входящих в контактную камеру. Тсмп-ра (м “ 80—75°С для Г.к.т., устанавливаемых после пром, агрегатов, при /г г 500°С и давлении продуктов сгорания близком к атм.; /м-65—70°С для Г.к.т., устанавливаемых после пром, агрегатов, при (г-350—300° С и /м~50—60°С при (г-140—120°С.
Устройство Г.к.т. зависит от конструкций афсгата, за к-рым он установлен, и дымовой трубы, а также схемы дымоходов. Осн. часть Г.к.т. — контактная камера, к-рая имеет большую поверхность контакта уходящих продуктов сгорания и воды и как следствие высокую интенсивность теплообмена в единице объема при определ. аэродинамич. сопротивлении. По конструктивному исполнению Г.к.т. могут быть: форсуночные, насадочно-конвективные, пенные, циклонные, вихревые, пленочно-конвективные, насадочно-дисковые, насадочно-эрлифтные. Возможна и комбинация этих схем. В системах утилизации широко распространены самые простые по конструкции форсуночные Г.к.т. В зависимости от направления движения продуктов сгорания в них различают горизонт, и вертик. форсуночные утилизаторы. Вода, подаваемая из форсунок под давлением (1,5—3,0) 105 Па, образует факелы, имеющие разл. угол распыления в зависимости от давления разбрызгиваемой воды, диаметра выходного отверстия и конструкции форсунок, к-рыс бывают тонкого, среднего и грубого распыления. Форсуночные камеры обладают миним. гидравлич. сопротивлением по тракту продуктов сгорания (оно нс превышает 160—220 Па). Простые в конструктивном отношении и дешевые в изготовлении контактные камеры насадочного типа'представляют собой цилиндр, в основании к- рого укреплена решетка; на последнюю засыпают полые цилиндры (керамич. или стальные). Сверху насадки монтируют во- дораспределит. устройство и влаго- уловитель. Насадочные Г.к.т. типа ЭК-Б обеспечивают эффективную работу после поверхностных экономайзеров, установл.
за котлоагрегатами типа ДКВР, работающих на газовом топливе.
Наиболее эффективными Г.к.т. являются пленочно-конвективные и вихревые. Для получения больших кол-в с темп-рой 40—60°С, к-рая затем используется в тех- нологич. целях, применяют камеры эрлифтного типа. Контактные теплообменники с активной насадкой (КТАН) представляют собой Г.к.т. пленочно-конвективного типа с прямоточным движением продуктов сгорания газа и распыливаемой ("контактной") воды. Через верхний патрубок в КТАН поступают продукты сгорания газа, к-рые передают теплоту распыливаемой ("контактной") воде. Продукты сгорания и "контактная" вода движутся вниз прямоточно, омывают змеевиковый трубчатый теплообменник. Вода собирается в поддоне, а охлажд. продукты сгорания удаляются через патрубок, располож. в нижней части КТАН. Холодная водопроводная вода поступает в змеевиковый теплообменник снизу, а нагретая отводится через верхний патрубок, обеспечивая противоточное движение смеси продуктов сгорания с "контактной" водой и водопроводной воды. Из поддона "контактная" вода направляется в ороситель. В модернизированном варианте КТАН между оросителем и змеевиковым теплообменником установлен контактный нагреватель предварит, подогрева распыливаемой воды. КТАН имеет преимущества перед насадочными теплообменниками: благодаря прямоточной схеме движения газов и "контактной" воды исключена возможность "захлебывания", сняты ограничения на скорость газов; интенсифицированы теплообменные процессы и уменьшены габариты; отсутствует контакт водопроводной воды с продуктами сгорания и "контактной" водой.
В Г.к.т. при контакте продуктов сгорания с водой происходит растворение в ней части газов, входящих в состав продуктов горения. Кроме того, имеется опасность растворения в воде канцерогенных в-в, в частности бенз (а) пирена. Поэтому горячую воду, получ. в Г.к.т., целесообразно использовать в системах, где она непосредственно не контактирует с человеком. К ним относятся: низкотемп-рные системы теплоснабжения и воздушного отопления, системы подготовки питат. воды в котельных и электростанциях, а также промыш. системы для утилизации теплоты отходящих от газоиспользующих агрегатов газов.
ГАЗОВЫЙ ПРОТОЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ — аппарат, предназнач. для получения горячей воды для местной системы горячего водоснабжения сразу после пуска в него холодной воды. Г.п.в. унифиц. серии ВПГ работают на природном и сжиж. газах, имеют номин. тепло-
Электромагнитный клапан
1 — сердечник электромагнита; 2 — якорь; 3 — пружины; 4—клапан; 5 — шток; 6— кнопка; 7-- корпус
вую мощность осн. горелки 21—29 кВт, кпд не менее 82% и обязат. отвод в дымоход продуктов сгорания, в к-рых содержится оксид углерода (не более 0,05% при коэфф, избытка воздуха равном 1). Номин. давление газа 2—3, воды — 150 кПа. Г.п.в. состоит из подводящего газопровода, трубопроводов холодной и горячей воды, газового блокировочного крана, осн. и запальной горелок, теплообменного аппарата, автоматики безопасности газовых приборов с датчиками, тягопрерывателя и корпуса. Г.п.в. навешивают на крюки в помещениях кухонь с многоточечным водоразбором. Поквартирные Г.п.в. (в т.ч. малометражные отопит, котлы) устанавливают в жилых зданиях высотой до пяти этажей. Объем помещения должен быть не менее 7,5 м3 для водонагревателя проточного типа и 6 м3 — для водонагревателя емкостного типа. Газовые малометражные котлы или емкостные Г.п.в. устанавливают в нежилых помещениях объемом не менее 7,5 м3, при установке их на кухне объем ее помещения должен быть на б м3 больше объема, необходимого для установки газовых плит. В одном помещении допускается установка не более двух емкостных водонагревателей или малометражных отопительных котлов. Помещения, где устанавливают Г.п.в., должны иметь вентиляц. канал. Для притока воздуха в нижней части двери или стены, выходящей в смежное помещение, предусматривают решетку или зазор между дверью и полом с живым сечением не менее 0,02 м2 Устанавливать Г.п.в. на несгораемых стенах следует с зазором 20, на трудносгораемых (деревянных оштукатуренных) — 30 мм. Стену, к к-рой крепят Г.п.в., обшивают кровельной сталью по асбесту толщиной 3 мм, выступающей за габариты корпуса прибора на 100 мм. Навешивание Г.п.в. на дерев, неоштукатур, стенах не допускается. Темп-pa помещения, в к-ром устанавливают Аппарат, должна быть не ниже 5°С.
Установка малогабаритных котлов, емкостных Г.п.в. типа АГВ и аппаратов с водяным контуром типа АОГВ возможна только у несгораемых стен на расстоянии
от них не менее 150, а от противоположной стены — не менее 1000 мм. Перед их топками необходим проход шириной не менее 1 м. Дерев, пол при установке на нем аппаратов должен быть покрыт изоляцией — листом кровельной стали по листу асбеста толщиной 3 мм, выступающим за габариты корпуса на 100 мм.
Принцип работы Г.п.в. следующий. Газ по подводящему газопроводу поступает в электроматитиый клапан (ЭМК), к- рый открывается вручную нажатием кнопки. Питание ЭМК обеспечивает хро- мель-копелевая термопара, находящаяся в зоне пламени запальной горелки. При нагреве термопары возникаеттермоэдс (до 25 мВ), к-рая поступает на обмотку сердечника электромагнита, удерживающего связ. с якорем клапан в открытом положении. При погасании пламени ЭМК под действием пружины возвращается в исходное положение и прерывает доступ газа к горелкам. Для блокировки тяги используется тот же ЭМК. При норм, тяге в дымоходе и работе запальной горелки электромагнит удерживает клапан в открытом положении. В качестве датчика тяги используют биметаллич. датчик. В случае прекращения тяги он нагревается, от крывает клапан сброса газа из трубопровода запальной горелки. Горелка гаснет, термопара охлаждается, и ЭМК перекрывает доступ газа к аппарату. При открывании ЭМК вручную газ движется на блокировочный газовый кран водогазогорелочного блока. При повороте ручки крана слева направо до первого фиксиров. положения газ подается в запальную горелку. При норм, тяге в дымоходе и работе запальной горелки ЭМК автоматически открывает доступ газа к осп. горелке, к-рая включается во втором фиксиров, положении ручки крапа при наличии протока воды через водогазогорелочный блок.
Теплообменник с огневой камерой водонагревателя содержит медный кожух, к поверхности к-рого припаян один виток медного змеевика, переходящего в калорифер, состоящий из одного ряда оребренного змеевика с тремя горизонт, участками. Осн. часть теплоты (около 80%) передается калориферу. 11иже огневой камеры установлены осн. и запальная горелки. Пламя эжекц. запальной горелки имеет горизонт, направление, что значительно повышает эффективность одноврем. розжига осн. горелки по всей ее площади. Эта горелка атм. типа с повыш. эжекц. способностью предназначена для сжигания природных и сжиж. углеводородных газов с коэфф, первичного воздуха ~ 0,6, имеет две эжекц. трубки (смесители), к-рые подсоединены к общей смесит, камере (распределит, коллектору). Газ в каждую эжекц. трубку подается через три сопла. Такая копст-
Печь нагревательная камерная со сводовым отоплением1 — каркас; 2 — под печи; 3 — плоскопламенная горелка ГПП; 4 — отвод продуктов сгорания; 5—загрузочное окноПечь нагревательная камерная со сводовым отоплением1 — каркас; 2 — под печи; 3 — плоскопламенная горелка ГПП; 4 — отвод продуктов сгорания; 5—загрузочное окноПечи безокислитсльного скоростного нагрева камерная (а) к с тарельчатым подом (б)Печи безокислитсльного скоростного нагрева камерная (а) к с тарельчатым подом (б)
Печь нагревательная камерная со сводовым отоплением
1 — каркас; 2 — под печи; 3 — плоскопламенная горелка ГПП; 4 — отвод продуктов сгорания; 5—загрузочное окно
Печь нагревательная камерная со сводовым отоплением
1 — каркас; 2 — под печи; 3 — плоскопламенная горелка ГПП; 4 — отвод продуктов сгорания; 5—загрузочное окно
Печи безокислитсльного скоростного нагрева камерная (а) к с тарельчатым подом (б)
Печи безокислитсльного скоростного нагрева камерная (а) к с тарельчатым подом (б)
рукция позволяет сократить линейные размеры эжекц. смесителя. Из распределит. коллектора газовоздушная смесь поступает в головку горелки, состоящую из 13 трубок со щелевыми отверстиями, располож. в два ряда в шахматном порядке вдоль оси каждой трубки. Щели для выхода газовоздушной смеси образованы путем вырезов в стальных штампов, пластинах. Устойчивость горения в отношении отрыва пламени достигается за счет малых скоростей выхода смеси и взаимного поджигающего действия факелов, а в отношении его проскока — сечением щелей, ширина к-рых 1,2 мм, обеспечивающих докритический режим истечения газовоздушной смеси.
ГАЗОГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО —- см. Горелка газовая.
ГАЗОГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ — горелка, обеспечивающая оптим. тепловой, темп-рный и аэродинамич. режимы, при проведении технологич. процесса и уменьшение выбросов вредных в-в в атмосферу. При выборе газогорелочных устройств для разл. печей и нагреват. установок следует учитывать специфич. особенности этих агрегатов. Тип и конструкция печи определяют систему ее отопления. Так, садочные печи (камерные со стационарным или вы- катным поддоном),применяемые вбольшом кол-ве, предпочтительно отапливать одной мощной газовой горелкой с широкими пределами регулирования. В печах проходного и протяжного типа целесообразна установка многочисл. горелок небольшой мощности с узкими пределами регулирования. При выборе Г.у.п.п., в к-рых проводятся разные операции при разл. темп-pax, применяют группы горелок, отключающихся автоматически, илигорелоксшироким диапазоном регулирования расхода воздуха.
Горелки эжекционные не применяют при давлении (разрежении) в топке более 10 Па или при нестабильных значениях этого параметра; при диапазоне регулирования нагрузок нагрева более 1:3; при установке рекуператора и при колебаниях состава топливного газа. Дутьевые горелки стабильно работают в широком диапазоне изменения нагрузок, имеют малые габариты при большой мощности. Их применяют во всех случаях, когда не рекомендуется или запрещено использование эжекционных.
В камерных печах, применяемых для нагрева черных металлов от 850 до 1500 и цветных от500до950°С, атакжедлятермич. обработки металла и изделий, где газообразное топливо сжигается в спец, топке, располож. под подом или непосредственно в рабочем пространстве печи, широко применяют горелки плоскопламенные. Обыч1 ю их уста-
навливают в своде печи, к-рый превращается в высокотемп-рный излучатель. При сводовом нагреве сокращаются расход топлива на 25—30% и время термообработки заготовок примерно в 2 раза. При скоростном конвективном нагреве снижаются обезуглероживание и окисление металла, увеличивается скорость нагрева, значительно повышается произ-сть печей. При этом методе печи оборудуют горелками газовыми рекуперативными со скоростью выхода продуктов сгорания 150 м/с. На камерной печи установлены четыре горелки, на печи с тарельчатым подом — три. Печи могут работать в окислит, (ос - 1), мало- окислит. ( а ~ 0,75) и бсзокислит. (а “0,5) режимах.
В наиболее соверш. нагреват. устройствах — туннельных печах, предназнач. для обжига формов. керамич. изделий (огнеупорного и строит, кирпича, облицовочных плиток и пр.), газовые горелки, как правило, располагают в зоне обжига, на боковых стенах или на своде. Газооб-
разное топливо и туннельных печах сжигается непосредственно в обжигат. канале, поэтому горелки должны иметь сравнительно короткий факел (из-за отсутствия пространства для его развития), широкий диапазон регулирования соотношения газ—воздух (для создания в зоне обжига участков с восстановит, и окислит, атмосферой), большую скорость выхода продуктов сгорания (для улучшения циркуляции в объеме канала с целью выравнивания темп-ры по сечению печи). Темп-pa в печи для большинства легкоплавких глин не превышает 1000, а темп-pa факела — 1350—1400°С. При боковом отоплении применяют дутьевые горелки типа ГНП с наконечником А (см. Горелка газовая турбулентного смешения). В туннельных печах используют горелки с широким диапазоном регулирования соотношения газ—воздух (типа ПИВС и СВП), в ряде случаев — горелки газомазутные, обеспечивающие при необходимости быстрый переход с газового топлива на мазут и обратно. Достоинство таких горелок и в том, что восстановит, среда в рабочем пространстве печи достаточно просто создает-
ся подачей пара в мазутный капал — при работе на газе и, наоборот, в газовый канал — при работе на мазуте. Рекомендуется применять горелки ГМГм, ГГВ, ГМП. Для обжига огнеупорных (шамотных, динасовых) изделий и абразивов используют крупногабаритные туннельные печи, в к- рых процесс протекает при темп-ре в печном канале до 1650°С. В таких печах применяют горелки с регулируемой хар- кой факела. В печах с кипящим слоем, используемых для обжига кусковых и сыпучих материалов при темп-ре до 850°С, газ сжигается в выносных топках дутьевыми горелками типа ГНП, ГДУВ, ГГВ и др. При темп-ре более 850°С предварительно подготовл. газовоздушная смесь подается через газораспрсделит. устройство в разогретый до 800°С и выше кипящий слой, где происходит ее сгорание. Для разогрева кипящего слоя используют дутьевые газовые и газомазутные горелки таких же типов, как и й выносных топках. Их устанавливают в'печи
выше уровня кипящего слоя.
В барабанных сушилках, сушилках с кипящим слоем применяют дутьевые газовые (ГНП, ГДУВ и др.), газомазутные (ГГВ, ГМГм и др.) или эжекц. (БИГ) горелки. Их устанавливают в выносных топках, где образовавшиеся продукты сгорания разбавляются воздухом до темп-ры смеси, к-рая подается в сушило. В агрегатах радиац. инфракрасной сушки покрытий и изделий (керамич. плитки, фарфорофаянсовые изделия, бумага, картон, древесина и др.) используются горелки инфракрасного излучения разной конструкции (см. Горелка инфракрасного излучения).
Во вращающихся печах, используемых для обжига сырьевой муки или шлама (необходимых для получения цементного клинкера), а также гипса, мела, известняка, доломита, магнезита и др. материалов, применяют газогорелочные устройства, позволяющие изменять хар-ки факела (длину, светимость, угол раскрытия и величину макс, темп-ры). Распространение получили диффуз. (однопроводные) газовые горелки со скоростью истечения газа 250—400 м/с и с регулируемым факелом.
ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ — база снабжения сжиж. углеводородными газами. На Г.с. осуществляются прием сжиж. газа с газобензиновых заводов, переливание его в резервуары-хранилища, наполнение баллонов и автоцистерн. В баллонах газ доставляется непосредственно потребителям, в автоцистернах — к резервуарным установкам зданий, пром, и с.-х. потребителей, на автозаправочные станции. На Г.с. имеются следующие отделения и цехи: сливная эстакада с ж.-д. веткой; хранилище из стальных резервуаров; насосно-компрессорный и испарит, цехи для слива сжиж. газа из ж.-д. цистерн и подачи его для наполнения баллонов и автоцистерн; цех для наполнения баллонов и слива из них неиспарившихся тяжелых остатков; колонки для наполнения автоцистерн; коммуникации жидкой и паровой фаз, связывающие все отделения Г. с. и обеспечивающие перемещение потоков жидкости и пара. Г. с. располагают вне черты нас. пункта с подветр. стороны на установл. расстояниях от зданий, сооружений, ж.-д. и автомобильных дорог. По периметру территория Г.с. должна иметь ограду из несгораемых материалов и быть разделена ею на две зоны: рабочую, включающую гл. эстакаду, хранилище, насосно-компрессорный, испарит, и наполнит, цехи, колонки для наполнения автоцистерн; вспо- могат. с административно- хозяйств, помещениями, гаражом, водонапорной башней и резервуаром для хранения противопожарного запаса воды. Мощ
ность Г. с. зависит от потребности в сжиж. газе обслуживаемой зоны.
В Г.с. предусмотрено раздельное хранение технич. пропана и смеси с повыш. содержанием бутана. Коммуникации Г.с. обеспечивают одноврем. слив сжиж. газа из ж.-д. цистерн с разл. процентным содержанием пропана и бутана. Г.с. оборудуют наземными резервуарами, к-рые устанавливают на фундаменте из несгораемого материала с уклоном 0,002—0,003 в сторону сливного патрубка. Резервуары оборудуют предохранит, и измерит, устройствами. Два предохранит, клапана с помощью трехходового крана сбрасывают газ в случае превышения давления в резервуаре на 15% выше рабочего. На резервуарах устанавливают указатели уровня жидкости, дренажные незамерзающие клапаны, манометры. Газы от предохранит. клапанов отводят через продувочные свечи. Хранилище состоит из групп надземных резервуаров, каждая из к-рых по периметру обнесена земляным валом. Высоту вала принимают такой, чтобы объем пространства, огранич. им, был не менее 85% полного объема, заключ. внутри резервуаров; в этом случае предотвращается растекание жидкости при повреждении резервуаров.
Сжиж. газ на Г.с. транспортируют с газобензиновых заводов в ж.-д. цистернах, конструкция к-рых предусматривает верхний налив и слив сжиж. газа. К фланцу цистерны прикреплены две сливноналивные трубы, доходящие до самого низа цистерны. Под концами труб в цистерне имеется приямок. В середине фланца установлена труба для отбора или подачи паров сжиж. газа. Все трубы имеют угловые вентили и скоростные клапаны. Последние при резком увеличении скорости движения среды через них закрываются и предотвращают выливание сжиж. газа из цистерны. Из цистерн жидкость переливают в хранилище. Для перелива используют насосно-компрессорный способ. При сливе цистерны паровую трубу с помощью спец, резинотканевого шланга эстакады слива соединяют с паровой линией Г.с., а жидкостные трубы цистерны — с жидкофазными линиями Г.с. На фланце цистерны установлены предохранит. клапан и два крана, контролирующих правильность заполнения цистерн. Цистерны для перевозки сжиж. газа должны обладать высокой прочностью, чтобы выдержать давление паров легкокипящих углеводородов при макс, темп-ре окружающего воздуха. Чем больше содержится в смеси легкокипящих компонентов, тем более высокое давление поддерживается в резервуаре. С увеличением содержания бутана требуемое давление становится ниже. В резервуарах сжиж. углеводороды находятся в на- сыщ. состоянии, поэтому давление в них
зависит от состава сжиж. газа и темп-ры. При транспортировании пропана ж.-д. цистерны рассчитывают на рабочее давление 2, а при перевозке бутана — 0,8 МПа.
Перемещение сжиж. газа —- сложный термодинамич. процесс. Перемещается среда, находящаяся в двухфазном состоянии. В хранилищах и цистернах имеется физ. раздел между жидкой и паровой фазами. Жидкость находится внизу, а паровая фаза — вверху. Двухфазная система пост, состава, находящаяся в термодинамич. равновесии, обладает опре- дел. давлением. Изменить его можно путем изменения параметров смеси, ее состава и темп-ры или термодинамич. равновесия на поверхности жидкости. Перемещение жидкости из резервуара в резервуар происходит не из-за напора, создаваемого компрессором, а из-за разности давлений, возникающей в двух резервуарах в их паровых объемах над поверхностью в результате нарушения термодинамич. равновесия между поверхностным слоем и всем объемом. В опорожняемом резервуаре возникает локальное избыточное давление, к-рое связано с локальным термодинамич. равновесием между парами жидкости и ее тонким верхним слоем. Компрессоры при сливе ж.-д. цистерн отсасывают пары пропанбутана из наполняемой емкости и нагнетают их в ж.-д. цистерны, создавая в них избыточное давление 0,2—0,3 МПа, что обеспечивает устойчивый . процесс переливания сжиж. газа. Для этого на Г.с. устанавливают три компрессора: два рабочих и один резервный. Рабочие компрессоры имеют трубопроводные коммуникации, рассчит. на разные продукты: технич.пропан и смесьтехнич. пропана с бутаном. На всасывающей линии компрессоров устанавливают конденсатосборники, на нагнетательной — обратный клапан и маслоотделитель. В зимних условиях для большей эффективности повышения темп-ры в поверхностном слое жидкости ж.-д, цистерны и повышения в ней давления применяют испарители сжиж. газа.
ГАЗООБРАЗНОЕ ТОПЛИВО — смесь горючих (углеводороды, оксид углерода, водород) и негорючих (азот, оксид (П) углерода и кислород) газов с нек-рым кол-вом примесей. Негорючие компоненты — балласт Г.т. К примесям относятся водяные пары, сероводород, пыль. В состав искусств, газов могут входить аммиак, цианистые соединения, смола и др. компоненты. Г.т. очищают от вредных примесей, содержание к-рых в газе, используемом для газоснабжения городов, лимитируется (см. Обработка природного газа). Отклонение теплоты сгорания от номин. значения не должно превышать
редуцирования, часть из к-рых является резервной. Каждая линия редуцирования рассчитана на одну и ту же пропускную способность и оснащена регулирующими дроссельными органами и отключающими запорными устройствами. Узелредуцирования, часть из к-рых является резервной. Каждая линия редуцирования рассчитана на одну и ту же пропускную способность и оснащена регулирующими дроссельными органами и отключающими запорными устройствами. УзелТехнологическая схема автоматизированной ГРС в блочно-комплектном исполнении1 — узел редуцирования; 2 — строительный блок;3 — очистка газа; 4 — отключающее устройство; 5 — одоризационный блокТехнологическая схема автоматизированной ГРС в блочно-комплектном исполнении1 — узел редуцирования; 2 — строительный блок;3 — очистка газа; 4 — отключающее устройство; 5 — одоризационный блокРегулятор давления РД "с рубашкой"1 — корпус; 2 — рубашка; 3 — трубы системы отопленияРегулятор давления РД "с рубашкой"1 — корпус; 2 — рубашка; 3 — трубы системы отопления
редуцирования, часть из к-рых является резервной. Каждая линия редуцирования рассчитана на одну и ту же пропускную способность и оснащена регулирующими дроссельными органами и отключающими запорными устройствами. Узел
редуцирования, часть из к-рых является резервной. Каждая линия редуцирования рассчитана на одну и ту же пропускную способность и оснащена регулирующими дроссельными органами и отключающими запорными устройствами. Узел
Технологическая схема автоматизированной ГРС в блочно-комплектном исполнении
1 — узел редуцирования; 2 — строительный блок;
3 — очистка газа; 4 — отключающее устройство; 5 — одоризационный блок
Технологическая схема автоматизированной ГРС в блочно-комплектном исполнении
1 — узел редуцирования; 2 — строительный блок;
3 — очистка газа; 4 — отключающее устройство; 5 — одоризационный блок
Регулятор давления РД "с рубашкой"
1 — корпус; 2 — рубашка; 3 — трубы системы отопления
Регулятор давления РД "с рубашкой"
1 — корпус; 2 — рубашка; 3 — трубы системы отопления
5%. Для газоснабжения городов применяют осушаемое Г.т. Наличие влаги не должно превышать кол-ва, насыщающего газ при темп-ре —20°С зимой и 35°С летом. Г.т. осушают перед подачей его в магистр, газопроводы. Искусств, газы, как правило, имеют резкий запах, что облегчает обнаружение его утечки из трубопроводов и арматуры. Природный газ, добываемый из недр, запаха не имеет. До подачи в газопроводящую сеть его одорируют, т.е. придают резкий и неприятный запах, к- рый хорошо ощущается при концентрации его в воздухе, равной 1%. Сжиж. Г.т., используемое коммунально-бытовыми потребителями, не должно иметь сероводорода более 5 г на 100 м3 газа, и его запах должен обнаруживаться при концентрации в воздухе 0,5%. Концентрация кислорода в Г.т. не может превышать 1 %. Для газоснабжения городов используют природные газы, представляющие собой смесь предельных углеводородов, в к-рых отсутствуют водород, оксид углерода и кислород. Содержание азота и диоксида углерода невысокое. Газы нек-рых месторождений не лишены сероводорода. Природные газы подразделяют на 3 группы: добываемые из чисто газовых месторождений, состоящие в осн. из метана и малосодержащие тяжелые углеводороды (от пропана и выше); выделяющиеся из скважин при добыче нефти (попутные), имеющие помимо метана значит, кол-во тяжелых углеводородов (пропан, бутан, вплоть до газового бензина); добываемые из конденсатных месторождений, представляющие собой смесь газа и конденсата, к-рый выпадает при снижении давления (обратная конденсация). Конденсат — смесь тяжелых углеводородов, содержащих Cs и выше. Низшая теплота сгорания газов первой группы (они легче воздуха) 31—38 МДж/м .
ГАЗОРЕГУЛЯТОРНАЯ СТАНЦИЯ (ГРС) — сооружение, обеспечивающее подачу газа нас. пунктам, пром, ис.-х. предприятиям от магистр, газопровода. ГРС включает след. осн. узлы: переключения, очистки газа, предотвращения гидратообразований, редуцирования высокого давления газа, измерения расхода газа, одоризации газа. ГРС к магистр, газопроводу подключают через узел переключения, состоящий из входного и выходного газопроводов, обводных линий, соединяющих входные и выходные газопроводы и оснащ. запорной арматурой, предохранит, клапанами, изолирующими фланцами, свечами для стравливания газа на газопроводе высокого давления. Каждая свободная линия имеет два последова- тельно располож. запорных устройства. Узел редуцирования давления газа в зависимости от пропускной способности ГРС состоит из двух, трех и более линий
редуцирования должен обеспечивать автоматич. регулирование давления газа регуляторами. Узел измерения расхода газа, предназнач. для учета отпускаемого газа потребителям, снабжен самопишущими расходомерами в комплекте с сужающими устройствами. Для измерения давления и темп-ры газа установлены манометры и термометры. Узел переключения оснащен средствами контроля — манометрами на входном и выходном трубопроводах. На входном трубопроводе, кроме того, устанавливают термометр. На каждом выходном трубопроводе должно быть не менее двух пружинных предохранит. клапанов. Для ревизии и ремонта их без прекращения подачи газа перед ними устанавливают трехходовые краны, обеспеч. одноврем. включение в работу обоих клапанов и отключение на случай ремонта одного из них. Узел очистки газа на ГРС предусмотрен для предотвращения
Подогреватель газа
1 — перегородка; 2 — днище; 3 — фланец; 4 — штуцеры; 5 — фланец; 6—решетка; 7 — труба; 8 — Ц-образ н^к трубы; 9 — днище
Давление газа на вводе в ГРП, МПаРасстояние (по горизонтали), м, дозданий и сооруженийжелезнодорожных и трамвайных путей (до ближайшего рельса)автомобильных дорог (до обочины)воздушной линии электропередачиДавление газа на вводе в ГРП, МПаРасстояние (по горизонтали), м, дозданий и сооруженийжелезнодорожных и трамвайных путей (до ближайшего рельса)автомобильных дорог (до обочины)воздушной линии электропередачиДо 0,61010До 0,61010Максимально допустимые расстояния от отдельно стоящих ГРН до зданий и сооруженийМаксимально допустимые расстояния от отдельно стоящих ГРН до зданий и сооружений
Давление газа на вводе в ГРП, МПа
Расстояние (по горизонтали), м, до
зданий и сооружений
железнодорожных и трамвайных путей (до ближайшего рельса)
автомобиль
ных дорог (до обочины)
воздушной линии электропередачи
Давление газа на вводе в ГРП, МПа
Расстояние (по горизонтали), м, до
зданий и сооружений
железнодорожных и трамвайных путей (до ближайшего рельса)
автомобиль
ных дорог (до обочины)
воздушной линии электропередачи
До 0,61010
До 0,61010
Максимально допустимые расстояния от отдельно стоящих ГРН до зданий и сооружений
Максимально допустимые расстояния от отдельно стоящих ГРН до зданий и сооружений
ремонта одного из них. Узел очистки газа на ГР С предусмотрен для предотвращения попадания механич. примесей и жидкостей в технологич. и газорегуляторное оборудование и средства контроля и автоматики. ■
Участки газопроводов, к-рые могут быть отключены запорными устройствами, должны иметь продувные штуцеры с вентилями. Продувочные линии объединяют коллектором с подключением к свече, располож. вне помещения.
С целью предотвращения образования гидратов при редуцировании на ГРС производят подогрев газа, для чего используют местный водяной обогрев корпусов регуляторов давления или общий подогрев газа в спец, водяных теплообменниках, устанавливаемых перед узлами редуцирования газа. Местный подогрев предусматривает обогрев регулятора давления, корпус к-рого заключают в рубашку, изготовл. из листовой стали. К рубашке подводят трубы системы отопления. Для сокращения теплопо- терь в окружающую среду трубы и рубашку покрывают теплоизоляцией. Благодаря обофеву корпуса регулятора темп-pa его стенок становится выше темп-ры точки росы водяных паров, поэтому гидраты не образуются. Наиболее простым и надежным способом борьбы с гидратообразрванием и обмерзанием является общий подогрев газа. Газ подогревают на входе в регулирующий узел в кожухотрубных подогревателях. В качестве теплоносителя применяют воду, подогреваемую в котлах. Подогреватели состоят из корпуса, трубного пучка и распределит. камеры. Подогреватель к газопроводу присоединяют с помощью штуцеров. Теплообменной поверхностью подогревателя служат пучок U-образных труб и труб- бная решетка. Распределит, камера состоит из фланца, днища и продольной перегородки, обеспечивающей двухходовое движение воды в трубном пространстве. ГРС имеет входное давление до 5,5, выходное 0,25—2,5 МПа. На ГРС газ из выходного газопровода поступает в узел переключения и далее идет в узел очистки; после очистки направляется по коллектору к линии редуцирования, откуда поступает на узел замера; после узла замера и узла переключения идет в газопровод потребителя. Наиболее широко применяют автоматизир. ГРС в блочнокомплексном исполнении пропускной способностью 10—150 тыс. м3/ч. В состав ГРС входят блоки: отключающих устройств в комплекте с узлом измерения расхода газа и сбросной свечой, очистки в комплекте с входной ниткой,
редуцирования, строительный и одоризационный.
ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ ПУНКТЫ (ГРП) И ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЕ УСТАНОВКИ (ГРУ) — сооружения, пред- назнач. для снижения входного давления газа до заданного уровня и поддержания его на выходе постоянным. В них газ очищается от механич. примесей, контролируются входное и выходное давления, темп-pa газа и учитывается его расход. Для предотвращения возможного повышения или понижения давления газа перед потребителями пункты оборудуют предохранит, устройствами. ГРП и ГРУ оснащают практически одним и тем же оборудованием. Они отличаются один от др. расположением: ГРП в зависимости от назначения размещают в отдельно стоящих обществ, зданиях и пристройках к ним, на несгораемом покрытии пром, здания, в шкафах на несгораемой стене снаружи газифицируемого жилого здания, на отдельно стоящей опоре или бетонном фундаменте; ГРУ монтируют в поме/цениях, где расположены агрегаты, использующие газовое топливо.
ГРП в зависимости от давления на вводе подразделяют на ГРП среднего (более 0,005—0,3 МПа) и высокого (более 0,3—1,2 МПа) давления. Отдельно стоящие ГРП в нас. пунктах размещают в зоне зеленых насаждений, внутри жилых кварталов, при этом расстояние от них до зданий и сооружений должно быть не менее указанных в таблице.
Болес 0,615.15
Отключающие устройства ГРП, размещаемых в пристройках к зданиям и в шкафах, допускается устанавливать на расстоянии менее 5 м от наружных подземных газопроводов. Для обеспечения норм, работы регулирующего оборудования и контролыго-измерит. приборов в зимнее время внутри помещения ГРП необходимо поддерживать положит, темп- ру (не менее 5°С). Отопление ГРП может быть водяным илй паровым как от цент- рализов. источника. теплоты, так и от индивид, отопит, установки. При устройстве в ГРП местной отопит, установки ее
следует размещать в изолиров. помещении, имеющем самостоят. выход и отделенном от технологич. помещения глухой газонепроницаемой и противопожарной стеной с пределом огнестойкости не менее 2,5 ч. Все помещения ГРП оборудуют постоянно действующей вентиляцией, обеспечивающей не менее чем 3-кратный воздухообмен в 1 ч.
На технологич. линии ГРП (ГРУ) оборудование располагают в такой последовательности по ходу газа: запорное устройство — фильтр — предохранит, запорный клапан — регулятор давления — запорное устройство. Кроме того, каждый ГРП (ГРУ) должен иметь предохранит, сбросное устройство, подключ, к выходному газопроводу. Число технологич. линий в зависимости от расхода газа и режима его потребления различно, обычно соответствует 1—5. Если в ГРП (ГРУ) только одна технологич. линия, то на время ее ревизии или ремонта оборудования для бесперебойного снабжения потребителей газом предусматривают обводной газопровод (байпас) с двумя последовательно располож. запорными устройствами.
ГРП могут быть одно- и двухступенчатыми. В одноступенчатых входное давление газа редуцируется до выходного в одном регуляторе. В двухступенчатых технологич. линию оборудуют двумя последовательно установл. регуляторами, впервой из к-рых входное давление редуцируется до заданного промежуточного, во втором — до выходного давления.
Не менее 1,5 высоты опоры
То же
При этом регулятор давления первой ступени компонуется с фильтром и предохранит. запорным клапаном, регулятор второй ступени фильтра может не иметь. Одноступенчатые схемы применяют при разности между входным и выходным давлениями до 0,6 МПа, при большем перепаде предпочтительнее двухступенчатые. Для измерения перепада давления на фильтре устанавливают показывающий и самопишущий дифманометры.
В случае необходимости подачи газа двум разл. потребителям, использующим газ одинакового или разного давления, в
Схема с регулятором РДУК- 2 к измерением расхода газа ротационным счетчиком
1 — дифманометр; 2 — запорные устройства; 3 — краны; 4 — манометры; 5 — самопишущий манометр; б—штуцеры; 7—сбросный трубопровод; 8— фильтры; 9 — термометры; 10 — задвижки; 11 — счетчики; 12 — предохранительное сбросное устройство; 13 — импульсный трубопровод; 14 — колено; 15—пилот; 16 — регулятор давления
ГРП могут быть две или более технологич. линий. В таком ГРП предусматривают один ввод, от к-рого питаются все технологич. линии, и два вывода — каждый к своему потребителю. В зависимости от расчетного расхода и давления газа для каждого потребителя, в ГРП предусматривают одну (с байпасом) или две (с регуляторами) технологич. линии.
В зависимости от назначения ГРП и ГРУ могут учитывать (в пром, системе газоснабжения) или не учитывать (в бытовом газоснабжении) расход газа. Показывающий манометр устанавливают на байпасе между двумя запорными устройствами.
Одноступенчатый ГРП (ГРУ) имеет одну технологич. линию с учетом расхода газа двумя ротац. счетчиками и оборудован регулятором давления РДУК-2.
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ — прием газа в местах добычи, его обработка, транспортирование, распределение по трубопроводам и подача потребителям: Все это выполняет система Г., к-рая в нашей стране построена на базе природного газа. Газовые промыслы, включая скважины и их обустройство, представляют самостоят. систему, тесно связанную с системой Г. Последнюю обычно разделяют на две части: газотранспортную и распределит. Газотранспортная, объединен, в единую газоснабжающую систему, включает магистр, газопроводы, компрессорные станции, переключающую арматуру, под
земные хранилища, систему управления и эксплуатации; распределит. — развитую сеть газопроводов гор. и пром, систем Г., газорегуляторные станции (ГРС), газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ), газопроводы объектов, . системы автоматич, регулирования и безопасности сжигания газа, автоматизированную систему управления технологическими процессами газоснабжения и эксплуатации. Отличит, черта Г. по сравнению с др. системами топливоснабжения — невозможность длит, хранения газа, т.е. его нельзя добывать впрок. Это связано с весьма малой плотностью газа, что вызывает необходимость сооружения для его хранения огромных емкостей. Даже подземные хранилища можно использовать лишь для покрытия сезонной неравномерности потребления газа. Отсутствие хранилищ на пути потоков газа от промыслов к потребителям обусловливает жесткую связь между режимами добычи газа и его использования. Такая же жесткая связь устанавливается между темпами освоения месторождения газа и пуском объектов, потребляющих газ. Газ потребляется объектами неравномерно, поэтому неравномерно должна осуществляться и подача газа потребителям. Проблема соответствия подачи и потребления газа — одна из осн. в Г. Для решения ее используют подземные хранилища, потребители- регуляторы с двойным топливоснабжением, аккумулирующую емкость магистр, газопроводов, совместная работа к-рых автоматически управляется в целях удовлетворения графика потребления газа. Для обеспечения надежного Г. системы имеют резервы службы эксплуатации и аварийные службы.
ГАЗОХОД — канал, образов, отд. элементами поверхностей нагрева парово
го или водогрейного котла либо огнеупорными стенками и служащий для направления газообразных продуктов сгорания вдоль поверхности нагрева или их удаления в атмосферу. Г. .для отвода газов из разл. топочных устройств и печей в дымовую трубу наз. иногда дымоходом (см. Дымообороты печи), или боровом.
ГАЗЫ (франц, gaz, греч. chaos — хаос) — одно из агрегатных состояний в- ва, при к-ром кинетич. энергия теплового движения его частиц (молекул, атомов, ионов) значит, превосходит потенц. энергию взаимодействий между ними, в связи с чем частицы движутся свободно, равномерно заполняя в отсутствии внешн. полей весь предоставл. им объем.
ГАРНИТУРА КОТЛОАГРЕГАТА (франц, garniture, от garnlr — снабжать, снаряжать) — устройства для обслуживания котлоагрегата: лазы для чистки газоходов, гляделки для наблюдений за работой котла, лючки для установки контрольно-измерит. и обдувочных приборов, шиберы, а также детали, па к- рые опираются элементы котлоагрегата.
ГЕЛИОУСТАНОВКА — устройство, улавливающее солнечную энергию и преобразующее ее в др., удобные для практич. использования виды энергии. Различают пассивное и активное использование солнечной энергии. Пассивное — возведение зданий, имеющих такие конструктивно-планировочные решения, при к-рых солнечная энергия воспринимается
Принципиальная схема теплоснабжения здания с использованием солнечной энергии
1 — гелиоприемник (гелиотеплогенератор); 2 — насос; 3 — отопительные радиаторы; 4 — смеситель; 5 — промежуточный бак системы горячего водоснабжения; б— тепловые насосы; 7— промежуточный бак системы отопления; 8—трехходовые клапаны; 9, 10, 12 — теплообменники соответственно системы отопления, первого контура и системы горячего водоснабжения; 11 — водяной бак-аккумулятор
Принципиальная схема воздушного солнечного отопления здания
1 — гелиоприемник; 2—вход холодного воздуха; 3 — блок отопления с вентилятором; 4 — подача нагретого воздуха в дом; 5 — тепловой аккумулятор; б — выход воздуха; 7 — рециркуляционный поток охлажденного воздуха
Схема солнечного опреснителя (а) и парогенератор* (5)
— замкнутый объем; 2 — циркулирующая паровоздушная смесь; 3,4— трубки для слива избыточной воды и рассола; 5 — сток дистиллята; б —- прямая солнечная радиация; 7 — трубка для заливки соленой воды; 8—светопрозрачная кровля; 9 — котел;
— парогенератор
и аккумулируется самими строит, конструкциями (стенами, полами, перекрытием здания). Активное предусматривает наличие систем, в к-рых солнечная энергия нагревает теплоноситель, направляемый далее для обогрева помещений или горячего водоснабжения. При пассивном использовании солнечной энергии наряду с комплексом конструктивно-планировочных решений используют простейшую Г., получившую название "солнечной стены" (см. Пассивная система солнечного отопления). В системах активного использования солнечной энергии применяют низкотемп-рные (без концентрации солнечной энергии) и высокотемп-рные Г. с различными гелиоконцентраторами. Низкотемп-рные Г. — застекленные наклонные поверхности значит, площади называют плоскими солнечными коллекторами. Полученная в них теплота переносится теплоносителем (жидкостью или
воздухом) в зону непосредств. использования или аккумулирования. Основная функция солнечного коллектора — пере-' дача лучистой энергии Солнца теплоносителю. Такие коллекторы используют в системах теплоснабжения, отопления и опреснения. В зависимости от вида теплоносителя применяют жидкостные или воздушные коллекторы. Наиболее распространена конструкция типа "горячий ящик", основным элементом к-рой является тепл- оприемник. Удвоение размеров коллектора не всегда приводит к двукратному увеличению кол-ва полезно поглощенной теплоты. Кол-во энергии, полученное поверхностью, будет наибольшим, если она обращена строго на юг. Практически
коллекторы устанавливают с отклонением 15—20° от оптим. ориентации, и это не- значит. уменьшает его произ-сть. Для круглогодич. макс, облученности угол, равный широте местности, является оптимальным. При использовании коллектора преимущественно летом макс, плотность радиации будет при угле наклона, равном широте местности, минус 15°, а зимой — при угле наклона на 15° больше широты местности.
В соврем, коллекторах применяют теплоприемники для жидкостных систем трех конструктивных типов: волнистый лист с открытой поверхностью, по к-рой течет жидкость; использующие принцип "труба в листе", в к-рых каналы отформованы в теле теплоприемника; устраиваемые наложением труб на пластину с лицевой или тыльной стороны по отношению к солниу. Плоские коллекторы воздушного типа, в к- рых в качестве теплоносителя используют воздух, применяют для теплоснабжения зданий и отопления помещений всех типов, особенно в случаях, когда не предусматривается или предусматривается в не- значит. степени охлаждение или подогрев воды для бытовых нужд. Воздушные системы обходятся дешевле, т.к. требуют меньше трубопроводов и деталей. Они свободны от сложностей жидкостных систем: проблемы
возможного замерзания жидкости в коллекторе; необходимости учета ее расширения при нагреве в системе, включая возможность парообразования; течи системы и коррозии металлич. поверхностей. Применение селективных покрытий коллекторов воздушного типа при прочих равных условиях повышаетэффективноегьего работы на 50—65% при низких рабочих темп-pax и на 15—35% при повыш. темп-рах.
"Солнечные элементы" — гибкие сворачиваемые в рулон полотнища толщиной 6 мм, состоят из двух профилиров. слоев спец, пластмассы черного цвета. Между слоями образуются плоские каналы, по к-рым протекает вода. Такими полотнищами покрывают крыши зданий или газоны вблизи них. Для улавливания и аккумулирования солнечной энергии получили распространение "солнечные водоемы", представляющие собой мелкие бассейны с темным дном. В них часть солнечного излучения поглощается водой, а часть, прошедшая сквозь воду, — темным дном. Энергия, отраженная от него, частично поглощается водой на обратном пути. В таких водоемах вода сильнее всего нагревается в нижнем слое, откуда она поднимается на поверхность, вызывая конвективные токи. Тепловые потери возрастают, т.к. самым теплым оказывается верхний слой воды. При использовании солевого раствора более нагретый слой жидкостй находится около дна, т.к. в нем содержится больше соли. При глубине водоема 1 м и площади 25x25 м темп-ра его дна достигает 93°С.
Плоский коллектор наиболее применим при использовании солнечной энергии для отопления, горячего водоснабжения и охлаждения зданий. Однако при необходимости получения более высоких темп-p оптимальны высокотемп- рные солнечные коллекторы. При этом в качестве концентраторов энергии солнечного излучения применяют зеркала различной формы и линзы, однако последние из-за высокой стоимости не нашли широкого применения. Модифициров. солнечный коллектор с отражающей пирамид. оптич. системой позволяет достичь концентрации, в 2—4 раза превышающей обычную плотность солнечной радиации. Удорожание стоимости такого коллектора компенсируется более высокой темп-рой теплоносителя без уменьшения кпд коллектора. Концентрирующий коллектор др. типа состоит из параболич. желобов, концентрирующих солнечный свет на сравнит, небольшой части поверхности теплоприемника. Одна из наиболее распространенных конструкций фокусирующей солнечной панели состоит из отд. стекл. трубок длиной около 1 м и диаметром 7 см. В нее вложены две трубки, в к- рых циркулирует жидкость. Солнечная
Принципиальная схема концентрации солнечного излучения в гелиоприемнике
1 — гелиоприемник; 2 — гелиостаты
энергия отражается внутр, зеркальной стороной большой трубы и концентрируется в двух черных трубах. При увеличении плотности солнечной радиации не только повышается кпд, но и уменьшается площадь поверхности тепл- оприемника, что особенно важно в случае, когда он выполнен из дорогостоящих фотоэлементов, предназнач. для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. Применение в качестве концентратора энергии солнечного излучения параболоида позволяет получить тсмп-ру 250—650°С при кпд 60—75%. Параболоцилиндр создает среднюю степень концентрации солнечного излучения с диапазоном рабочих темп-р 150—400°С и кпд 50—70%. Простейший концентратор в виде плоской пластины позволяет получить темп-ру 60— 140°С при кпд 30— 50%. Преимущества концентрирующих устройств не только в возможности получения более высокой темп-ры, но и в сборе теплоты с меньшими теплопотерями. Недостаток таких устройств в том, что в них используется только прямая солнечная радиация без диффузной составляющей. Темп-ру 200—500°С можно получить даже при слабой концентрации солнечной радиации, а фокусирующие коллекторы с высокой ее концентрацией позволяют получить темп-ру до 5000°С. Концентрирующие коллекторы должны находиться под постоянным контролем, т.к. они очень чувствительны к различным загрязнениям, что снижает их оптические качества.
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ВОДА — природная подземная вода, имеющая повыш. температуру вследствие восприятия теплоты разогретых водовме
щающих горных пород. Принято относить к Г.в. воду при темп-ре 20°С и выше (по Б.Ф. Марвицкому). Темп-pa Г.в. зависит от глубины ее залегания и геотермич. градиента теплового поля Земли в данном р-не, характеризующего среднее возрастание темп-ры горных пород на 100 м глубины. Г.в. условно подразделяют на слаботерм. (до 40°С); термальную (41— 60°С); высокотерм. (61—100°С); перегретую (100°С). Темп-pa Г.в. оценивается на устье скважины при расчетном дебите (расходе) геотерм, теплоносителя. Когда термоводозабор состоит из неск. скважин, темп-pa Г.в. вычисляется как средневзвеш. величина, т.е. как отношение суммы произведений устьевых темп-p на расчетные дебиты к сумме этих дебитов. Для целей теплоснабжения, как правило, используется высокотерм. и терм, вода, если ее можно отнести к геотермальной теплоэнергетической воде, т.е. воде, содержащей глубинную теплоту земных недр в кол-ве, позволяющем использовать ее экономически эффективно с учетом заданного режима эксплуатации, и при качестве, удовлетворяющем требованиям ее целевого использования. Месторождением такой воды считается часть гидрогеологич. водоносной системы, в пределах к-рой имеются благоприятные условия для отбора геотерм. воды в достаточном кол-ве. Для добычи Г.в. производится бурение геотермальных скважин. Г.в. используется как первичный теплоноситель для теплоснабжения зданий и сооружений разл. назначения, а также для технологич. нужд предприятий. Запасы месторождения Г.в. зависят от гидрогеологич. и геотермич. условий и определяются в процессе геологоразведочных работ.
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ СКВАЖИНА — скважина, пробуренная в грунте до водоносного пласта для получения геотермальной воды (эксплуатац. скважина) или для обратной закачки геотермальной воды (нагнет, скважина).
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ УСТАНОВКА — совокупность устройств и механизмов, использующих теплоту земных недр для произ-ва тепловой энергии в виде водяного пара, горячей воды или подогретого воздуха. При темп-рах 100—150°С и слабой минерализации возможно использование геотерм, воды в системе теплоснабжения. При более высоких темп-рах, повыш. минерализации и корроз. активности применяют двухконтурную схему Г.у. с сетевым теплообменным аппаратом — кожухотрубчатым или пластинчатым. Материал теплообменников выбирают с учетом хим. состава терм. воды. В кожухотрубчатых Г.у. терм.
Схемы геотермальных установок
а—двухконтурная; б —с промежуточной очисткой геотермальных вод; 1 — источник геотермальной энергии (воды или пара); 2 — сетевой теплообменник; 3 — потребитель теплоты; 4 — парогенератор; 5—сепаратор; б — насос; 7 — сброс поды из парогенератора ■
воду пропускают через трубки, а вторичный теплоноситель — через межтрубное пространство. Преимущество использования пластинчатых теплообменников в Г.у. — относит, простота удаления накипи с теплообменных поверхностей. При использовании высокомипе- рализов. и рассольных геотермальных вод применяют схему Г.у. с промежуточной очисткой. В этой схеме геотерм, пар или пароводяная смесь под давлением из скважины направляется в теплообменник парогенератора и конденсируется; образовавшаяся вода поступает в сепаратор, где из нее выделяются минер, в-ва; очищ. вода насосом вводится в испарит, зону парогенератора. Образовавшийся пар с темп-рой 120— 150°С направляется в сетевой теплообменник, передавая теплоту сетевой воде, поступающей к потребителю. В южн. р-нах теплоту геотерм, источников используют для выработки холода в аб- сорбц. холодильных установках (напр., бромисто-литиевых) и др. При необходимости повышения темп-ры геотерм, теплоносителя используют теплонасосные установки. Возможны также схемы, использующие терм, энергию Земли в результате нагрева воды или воздуха, закачиваемых в ее недра, до высокой темп- ры с последующим их извлечением для использования.
ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — водяное отопление с использованием геотермальной воды. При этом вследствие относительно низкой темп-ры возвращаемого теплоносителя отопительные приборы имеют размеры больше, чем приборы в традиц. системах
НА СБРОС ИЛИ ЗАКАЧКУНА СБРОС ИЛИ ЗАКАЧКУДвухкоптурная система теплоснабжения с пиковой котельной (ПК) и теплонасосной установкой (ТПУ) 1 — центральный геотермальный тепловой пункт (ЦТПГ); 2 — эксплуатационная геотермальная скважина; 3 — сетевой теплообменник; V — пиковая котельная; 5 — тепловой пункт; 6,7,8 — системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий; 9,10 — конденсатор и испаритель ТПУ; 11 — нагнетательный насос; 12 — нагнетательная скважина; 13 — теплообменник ТПУДвухкоптурная система теплоснабжения с пиковой котельной (ПК) и теплонасосной установкой (ТПУ) 1 — центральный геотермальный тепловой пункт (ЦТПГ); 2 — эксплуатационная геотермальная скважина; 3 — сетевой теплообменник; V — пиковая котельная; 5 — тепловой пункт; 6,7,8 — системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий; 9,10 — конденсатор и испаритель ТПУ; 11 — нагнетательный насос; 12 — нагнетательная скважина; 13 — теплообменник ТПУОдноконтурная однотрубная открытая система горячего водоснабжения (а) * одноконтурная двухтрубная открытая система теплоснабжения (б)1 — эксплуатационная геотермальная скважина; 2—бак-аккумулятор; 3 — насос; 4 — водоразборный кранОдноконтурная однотрубная открытая система горячего водоснабжения (а) * одноконтурная двухтрубная открытая система теплоснабжения (б)1 — эксплуатационная геотермальная скважина; 2—бак-аккумулятор; 3 — насос; 4 — водоразборный кран
НА СБРОС ИЛИ ЗАКАЧКУ
НА СБРОС ИЛИ ЗАКАЧКУ
Двухкоптурная система теплоснабжения с пиковой котельной (ПК) и теплонасосной установкой (ТПУ) 1 — центральный геотермальный тепловой пункт (ЦТПГ); 2 — эксплуатационная геотермальная скважина; 3 — сетевой теплообменник; V — пиковая котельная; 5 — тепловой пункт; 6,7,8 — системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий; 9,10 — конденсатор и испаритель ТПУ; 11 — нагнетательный насос; 12 — нагнетательная скважина; 13 — теплообменник ТПУ
Двухкоптурная система теплоснабжения с пиковой котельной (ПК) и теплонасосной установкой (ТПУ) 1 — центральный геотермальный тепловой пункт (ЦТПГ); 2 — эксплуатационная геотермальная скважина; 3 — сетевой теплообменник; V — пиковая котельная; 5 — тепловой пункт; 6,7,8 — системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий; 9,10 — конденсатор и испаритель ТПУ; 11 — нагнетательный насос; 12 — нагнетательная скважина; 13 — теплообменник ТПУ
Одноконтурная однотрубная открытая система горячего водоснабжения (а) * одноконтурная двухтрубная открытая система теплоснабжения (б)
1 — эксплуатационная геотермальная скважина; 2—бак-аккумулятор; 3 — насос; 4 — водоразборный кран
Одноконтурная однотрубная открытая система горячего водоснабжения (а) * одноконтурная двухтрубная открытая система теплоснабжения (б)
1 — эксплуатационная геотермальная скважина; 2—бак-аккумулятор; 3 — насос; 4 — водоразборный кран
водяного отопления. Для оценки глубины срабатывания теплового потенциала теплоносителя определяют коэфф, срабатывания, характеризующий использование его в отопит, приборах системы Г.о. и представляющий собой отношение расчетной разности темп-ры воды в системе отопления к теоретически возможному понижению темп-ры теплоносителя, по ф- ле А^р™ ((г- (о)/Ur- tn), где (г, (о, (в — темп-pa соответственно нагретой и охлажд. воды в системе отопления, воздуха в здании. Темп-рный напор для отопит, приборов в Г.о. при глубоком срабатывании теплового потенциала характеризуется пониж. значениями по сравнению с его величиной в традиц. системах водяного отопления; при A^p^0,5 определяется по ф-ле Д/Ср = [и(#1 ~ 02)/(9гп- ~6Г п)]^^п+ ^ где 0i = tr- tn — темп-
рный напор на входе теплоносителя в отопит, прибор; 02 = to— tn — темп-рный напор на выходе теплоносителя из отопит, прибора; п — эксперимент, числовой показатель (см. Отопительный прибор). Г.о. присоединяется к геотермальным тепловым сетям.
ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ — система теплоснабжения, к- рая использует теплоту земных недр с помощью теплоносителей — горячей воды или пара. Г.т. применяют для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и технологии. нужд предприятий, выработки электроэнергии. В Древнем Риме (П—Ш вв.) воды геотерм.
источников использовали для терм (бассейнов, бань), в средние века горячие источники с темп-рой до 80°С — для бытового теплоснабжения. Г.т. развито в Венгрии, Исландии, Мексике, Новой Зеландии, США, Японии. В России первая геотерм, электростанция мощностью 5 МВт построена в 1966 на р. Паужетка (юг Камчатки).
Возможность применения геотермальных вод в системах теплохладоснаб- жения определяется сравнением их технико-экономич. показателей с показателями традиц. теплоисточников. С учетом вида и кол-ва потребителей геотерм.
энергии, их взаимного расположения и необходимости срабатывания теплового потенциала геотерм, воды выбирают принцип, схему Г.т.: в р-нах со значит, геотерм. ресурсами — открытая система, зависимая схема снабжения геотерм, водой отопления и горячего водоснабжения; йри ограпич. геотерм, ресурсах — открытая система подачи геотерм, воды для горячего водоснабжения с отоплением от др. источника; при темп-ре геотерм, воды выше расчетной для отопления — последо- ват. подача се на отопление и горячее водоснабжение; при темп-ре геотерм, воды ниже расчетной для отопления — паралл. или последоват. подача ее на отопление и горячее водоснабжение с пиковым догре- вом воды на отопление; при ограпич. гео- термич. ресурсах, высокой стоимости добычи и транспортировки геотерм, воды — системы с пиковым догревом и тепловыми насосами и комбиниров. системы водяного и воздушного отопления; при равенстве дебита геотерм, воды и среднечасового расхода горячего водоснабжения — бессливные системы. В зависимости от хим. состава и темп-ры геотерм, поды эти системы могут быть одноконтурными (без промежуточного теплообменника системы геотермального отопления) и двухконтурными (с промежуточным теплообменником), открытыми и закрытыми, с зависимым и независимым присоединением местного отопления к тепловой сети. Системы Г.т. включают в себя: термоводозабор, расположенный па месторождении теплоэпергетич. воды; первичные тепловые сети (геотерм, воды); вторичные тепловые сети (негеотерм. воды) ; пункт сброса отработ. геотерм, воды в водоем или обратной закачки ее в грунт. В необходимых случаях в систему Г.т. включают пиковый источник теплоты, тогда она становится комбиниров. геотерм.
88Схема комплексного использования геотермальных вод для теплоснабжения1 — скважина; 2 — пиковая котельная; 3 — система отопления; 4 — теплонасосная установка; 5 — конденсаторы; 6 — насос; 7 — сезонные потребители геотермальной энергии; 8— испарители; 9 — система горячего водоснабжения; 10 — бак-аккумуляторСБРОССхема комплексного использования геотермальных вод для теплоснабжения1 — скважина; 2 — пиковая котельная; 3 — система отопления; 4 — теплонасосная установка; 5 — конденсаторы; 6 — насос; 7 — сезонные потребители геотермальной энергии; 8— испарители; 9 — система горячего водоснабжения; 10 — бак-аккумуляторСБРОС
8
8
Схема комплексного использования геотермальных вод для теплоснабжения
1 — скважина; 2 — пиковая котельная; 3 — система отопления; 4 — теплонасосная установка; 5 — конденсаторы; 6 — насос; 7 — сезонные потребители геотермальной энергии; 8— испарители; 9 — система горячего водоснабжения; 10 — бак-аккумулятор
СБРОС
Схема комплексного использования геотермальных вод для теплоснабжения
1 — скважина; 2 — пиковая котельная; 3 — система отопления; 4 — теплонасосная установка; 5 — конденсаторы; 6 — насос; 7 — сезонные потребители геотермальной энергии; 8— испарители; 9 — система горячего водоснабжения; 10 — бак-аккумулятор
СБРОС
системой теплоснабжения.
С целью защиты элементов тепловой схемы от агрессивного воздействия терм, вод применяют защитные покрытия, стойкие материалы, пластмассовые футеровки, коррозионные ингибиторы, антинакипную обработку. Для предотвращения отложений взвеш. в-в и шлама, а также .удаления газов скорость теплоносителя в системах Гл. должна быть не менее 0,2 м/с. Для срабатывания теплового потенциала предусматривают комплексное использование геотерм, вод в отопит, системах, на технологич. нужды, на обогрев культивац. сооружений, в плават. бассейнах, банно-прачечных комбинатах и т.п. Регулирование теплопотребления в системах Г.т. осуществляется на скважине, в пиковых котельных и теплонасосных установках, в тепловых пунктах, на вводах в здание. Суточную неравномерность потребления терм, воды на горячее водоснабжение выравнивают с помощью баков-аккумуляторов геотерм, воды. В геотерм, системах отопления применяют преимущественно отопит, приборы с регулировкой теплоотдачи по воздуху. Особенности Г.т., затрудняющие его широкое развитие, — относительно низкая энтальпия теплоносителя, снижающая возможность его транспортировки; рассредоточенность и отдаленность геотерм. месторождений от потребителей; снижение дебита скважины при интенсивной эксплуатации и отсутствии закачки отработ. воды в пласт; зарастание скважин и интенсивное накипеобразо- вание в системах при высокой минерализации геотерм, вод; интенсивная коррозия металл, трубопроводов и оборудования вследствие насыщенности геотерм, вод агрессивными газами; вредное воздействие на окружающую среду сбросных терм. вод.
Эффективный метод защиты окружающей среды и в то же время поддержания пластовых давлений — закачка отработ. геотерм, вод в эксплуатац. пласты. Наиболее полное годовое использование дебита и теплового потенциала скважин обеспечивается при комплексных схемах Г.т. Геотерм, воду из скважины направляют непосредственно на отопление и горячее водоснабжение (через бак-аккумулятор). Предусмотрен
пиковый догрев геотерм, воды на отопление. На обратной линии систем отопления размещена теплонасосная установка. В летний период схема может эксплуатироваться в режиме хладоснабжения. Сезонные потребители (весенние теплицы, парники, бассейны и др.) включают по мере сокращения отопит. - вентиляц. нагрузки для выравнивания графика годового теплопотребления и равномерного использования дебита скважин. Для отопления теплиц применяют, как правило, воздушные системы с сосредоточ. или равномерной раздачей воздуха, работающие на полной рециркуляции. Геотерм, воду после системы отопления направляют в систему фунтового обогрева теплиц.
Системы Г.т. оценивают коэфф, энергетич. эффективности, зависящим от степени срабатывания темп-рного перепада, степени использования макс, нагрузки и дебита скважины, наличия пикового до- грева.
ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ — теплопроводы, предназнач. для подачи геотермальной воды, подразделяющиеся на первичные и вторичные. Первичные применяются для подачи воды либо непосредственно в теплоиспользующие установки, либо до промежуточного теплообменного аппарата (подающие Г.т.с.), а также для удаления отработ. гео- тЬрм. воды к пункту сброса в водоем или обратной закачки геотермальной воды (сбросные Г.т.с.). Вторичные предназначены для циркуляции вторичного теплоносителя через промежуточный теплообменник и теплоиспользующие установки. Г.т.с. входят в геоциркуляционную систему, т.е. систему циркуляции геотермальной воды через ее месторождение и систему геотермального отопления, включающую обратную закачку в водоносный пласт отработ. геотерм, воды для поддержания пластового давления. Общая геотермальная система теплоснабжения оценивается коэффициентом энергетической эффективности, т.е. показателем, характеризующим степень использования теплового потенциала термоводозабора, представляющим собой отношение фактич. отбора геотерм, теплоты к макс, возможному ее отбору в течение года. Для
повышения коэфф, энергетич. эффективности геотерм, теплоснабжения применяется комбинированная система, в к-рой используется кроме теплоты геотермальной воды еще и теплота др. источников (котельных, теплонасосных установок и т.п.).
ГИГРОГРАФ (от греч. hugros — влажный и grapho — пишу) — прибор для записи изменения во времени относительной влажности воздуха в помещении. Запись выполняется пером на бумажной кольцевой ленте, имеющей спец, сетку линий. Лента закреплена на барабане, к-рый вращается от часового механизма с частотой один оборот в сутки (суточный Г.) или в неделю (недельный Г.). Датчиком влажности обычно служит человеческий волос.
ГИГРОМЕТР (от греч. hygros — влажный и metreo — измеряю) — прибор для определения абс. или относительной влажности воздуха в помещении. Создан по гигроскопич, принципу измерения, основан, на линейном и объемном расширении материалов при изменении влажности. Датчиком влажности служат человеческий волос, капрон, вискозная пленка, брусок канадской сосны. Точность измерения +3—5% относит, влажности. Существуют конденсац., электрич., весовые и др. Г. В системах кондиционирования воздуха широко применяют Г. электролитич., представляющие собой электрич. датчик, между электродами к-рого нанесен чувствит. элемент из гигроскопич, материала — полоска полистирола, покрытая пленкой, содержащей хлористый литий. Электрич. сопротивление чувствит. элемента изменяется с изменением влажности воздуха. Датчик позволяет измерять влажность в диапазоне темп-ры воздуха 40—50°С.
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — способность при изменении в них расхода теплоносителя уменьшить отклонение его от расчетного значения у потребителей. Разрегулировка местных систем характеризуется изменением расхода воды, т.е. отношением х - G/G?, где G и Gp — текущее и расчетное значения расхода воды через системы потребителей. В закрытых системах теплоснабжения циркуляр, и все гидравлич. потери в замкнутом контуре делятся на две части: потери напора в тепловых сетях А Ятс, включая источник теплоты, и у абонента (в системах потребителя) А Яаб. Напор, развиваемый сетевым насосом Ян, равен этим потерям, т.е. Ян " А Нтс + А Яаб.
С изменением числа присоедин. к тепловой сети потребителей будут изме-
Гидравлический затвор (выкидное приспособление) для систем парового отопления1 — конденсатный бак; 2 — петля гидрозатвора; 3 — труба для обратного слива воды; 4 — труба для заполнения гидрозатвора водойГидравлический затвор (выкидное приспособление) для систем парового отопления1 — конденсатный бак; 2 — петля гидрозатвора; 3 — труба для обратного слива воды; 4 — труба для заполнения гидрозатвора водой
Гидравлический затвор (выкидное приспособление) для систем парового отопления
1 — конденсатный бак; 2 — петля гидрозатвора; 3 — труба для обратного слива воды; 4 — труба для заполнения гидрозатвора водой
Гидравлический затвор (выкидное приспособление) для систем парового отопления
1 — конденсатный бак; 2 — петля гидрозатвора; 3 — труба для обратного слива воды; 4 — труба для заполнения гидрозатвора водой
няться расход воды в сетях и потери напора. В предельном случае, когда большинство абонентов будет отключено от тепловой сети, расход воды в ней станет ничтожно мал, а располагаемый напор перед абонентом примерно равен напору насоса, что приведет к росту расхода теплоносителя у потребителей, т.е. разрегулированию систем. Чем величина А Ятс меньше А Яаб, тем гидравлически устойчивее система. При ничтожно малых потерях в тепловой сети, что возможно при очень больших диаметрах теплопроводов, система будет обладать высокой гидравлич. устойчивостью. Следовательно, повышение последней связано с дополнит. затратами. Вместе с тем для неавтоматизиров. систем повышение гидравлич. устойчивости — осн. средство повышения стабильности их работы. Количественно гидравлич. устойчивость системы оценивают коэфф, К* К - А Я»б/( А Ятс + А Яаб) " - А Яаб/Ян. Макс.' разрегулировка характеризуется макс, значением х. Она будет соответствовать предельному режиму, когда А Ятс"* 0, а А Яаб »Нн. Расходу абонента пропорционален корню квадратному из располагаемого напора, следовательцр, х™88 - Gmax/C?P - /Ин — A йвб = 1 /X. Чем ближе коэфф. гидравлич. устойчивости к единице, тем устойчивее система. При авто- матизиров. абонентских установках с ростом располагаемого напора перед ними клапаны регуляторов будут прикрываться и гасить излишний напор, сохраняя расходы постоянными. Поэтому понятие гидравлич, устойчивости для них не имеет такого значения, как для неавтоматизиров. установок, но повышение гидравлич. устойчивостирблегчает работу автоматич, регуляторов и позволяет применять более простые конструкции автоматов.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЗАТВОР — U-образная петля из вертик. труб, соединяющая паропроводе конденсатопро- водом, наполовину заполн. водой, пред- назнач. для отвода конденсата попутного
Гидравлический затвор 1—петля гидрозатвора; 2 — кран для продувки; 3 — пробка для спуска грязи
из паропровода (осушки паропровода) системы парового отопления низкого давления (без проникания пара в конденса- топровод). Г.з. используется и как предохранит. устройство (наз. также выкидным приспособлением) от повышения давления сверх допустимого в сосудах, работающих под давлением. В этом случае имеет промежуточный бачок для выброса пара в атмосферу при превышении давления в сосуде и трубу обратного слива воды в петлю. Такой Г.з. работает без опорожнения петли затвора. Высота петли должна с нек-рым запасом соответствовать высоте столба воды в Г.з., уравновешивающего давление впаропроводе или сосуде, при к-ром установлен затвор.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЛОТОК — устройство для моделирования процессов течения воздуха вблизи зданий или сооружений, а также в замкнутых объемах. Различают плоские и объемные Г,л. Плоский — мелкий корытообразный канал, в зоне рабочего участка к-рого создается прямоточное равномерное движение воды. Двухмерную модель здания или помещения размещают в пределах рабочего участка. Картина двухмерного движения воды вокруг или внутри модели фиксируется. Для визуализации течения используют и движущиеся индикаторы — алюминиевый порошок или мелкие бумажные конфетти. Фотографируя течение вокруг или внутри модели, можно получить размеры и схемы циркуляции вихревых зон, , а также векторы скорости жидкости в отд. частях потока (по длине следа, оставляемого индикатором). Плоский Г.л. обычно дает качеств, картину движения воздуха. Объемные Г.л. позволяют исследовать процесс обтекания объемных моделей зданий при любом направлении потока. Объемный
Г.л. — канал большой протяженности, имеющий прямоугольное сечение. Для исследования процесса обтекания используют переднюю часть лотка, в к-рой влияние пристенных пограничных рлоев незначительно. Модель здания, установл. на плоской подставке, имитирующей поверхность земли, помещают в поток воды сразу за выравнивающей решеткой Г.л. В объемном Г.л. удобно моделировать диффуз. процессы, определяющие рассеивание выбрасываемых из здания вредных в-в. При моделировании в качестве индикатора применяют раствор краски, напр. туши. Индикатор к местам расположения выбросов вредных в-в на модели подают через капиллярные трубки. Для количеств, оценки применяют в-ва, плотность к-рых близка к плотности воды. По траектории отд. объемных частичек индикатора — меток, зафиксиров. на кинопленке, — можно судить о размерах зоны аэродинамич. следа, о кратности обмена в зонах и др. хар-ках. Наглядность процесса в объемном Г.л. — главное преимущество такого лотка перед аэродинамической трубой.
Гидравлический расчет ВНУТРЕННИХ ГАЗОПРОВОДОВ — математич. метод определения диаметров труб участков газопроводов в зависимости от расходов газа и перепада его давления в сети. Г.р.в.г. производят после выбора и размещения оборудования и составления расчетной схемы. Для расчета выбирают газопровод к наиболее удаленному прибору. Если два последних прибора равноудалены от ввода, то за расчетное направление принимают имеющее большую нагрузку. Г.р.в.г. выполняют методом итераций в такой последовательности: газопровод разбивают на отд. участки, характеризующиеся постоянными расходом
газа и диаметром; определяют расчетные расходы газа для всех участков, начиная от наиболее удаленного прибора; задают диаметры газопроводов на всех участках, принимая диаметр стояка постоянным; для каждого участка определяют суммы коэфф, местных сопротивлений 2 £; определяют действит. I (из расчетной схемы) и расчетную /Р длины каждого участка газопровода; в зависимости от числа Рейнольдса определяют режим течения газа на каждом участке и потери давления на них; рассчитывают дополнит, избыточное (гидростатич.) давление; определяют потери давления на участках с учетом гидростатич. давления; рассчитывают суммарные потери в газопроводах с учетом потерь в трубах и арматуре, установл. до горелок газовых приборов. (Полученные суммарные потери сравнивают с располагаемым давлением. Если они намного больше или меньше него, то производят перерасчет с изменением ранее принятых диаметров участков.) Производят гидравлич. расчет всех ответвлений от расечит. газопровода с увязкой потерь давления в них.
Для выполнения Г.р.в.г. с учетом степени шума, возникающего при движении газа, скорость его движения для газопроводов низкого давления принимают не более 7 м/с.
Для определения расчетных (макс, часовых) расходов газа используют два метода. По первому определяют с помощью коэфф, одновременность включения газовых приборов в пик потребления Ко, по второму используют макс, коэфф, неравномерности. Расчетный расход газа QP п
вычисляют по формуле Q р ”5 KoQhgmxNi , 1
где ^ном; — помин. расход газа прибором или группой приборов; Ni — число однотипных приборов; п — число типов приборов или однотипных групп приборов. Коэфф. Хо<1 учитывает вероятность одно- врем. работы определ. числа газовых приборов и зависит от числа газовых приборов и газооборудов. квартир. Главный недостаток метода расчета по коэфф, одновременности в том, что в нем не учитывают число людей, пользующихся одним газовым прибором. Т.к. мощность установл. газовых приборов обычно превосходит необходимую, вытекающую из потребностей людей, проживающих в квартире, то это несоответствие приводит к существ, увеличению расчетного расхода газа, что вызывает перерасход металла.
Расчетный расход газа Qp определяют по формуле
п
Qp «•SA^.?it(Qroft.KB/8760)M,
1
оде Х?“—макс, коэфф, часовой неравно
мерности потребления газа за год, к-рый зависит от характера использования газа в квартире (на приготовление пищи или на приготовление пищи и горячей воды), ее населенности и общего числа
п
квартир 2 Nr, Огод.кв — годовое потреб- 1
ление газа жильцами квартиры, определяемое по нормам.
Потери давления на местные сопротивления учитывают через эквивалентную длину 1ж, к-рая определяется в зависимости от режима движения газа по формулам или графикам. Расчетную длину участка газопровода вычисляют по формуле 1р~ 1+2.^ !ж, где /эк — эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м, потери давления на к-ром равны потерям давления в местном сопротивлении со значением коэфф. £ -1.
При расчете внутр, газопроводов жилых домов потери давления на местные сопротивления на газопроводах от ввода в здание до стояка можно определять в размере 25% линейных потерь давления, на стояках — 20%, на внутриквартирной разводке при ее длине 12—1 м — соответственно 50—450%. Отд. участки внутр, газопроводов имеют разные геометрии, отметки по высоте, и поэтому в газопроводах низкого давления возникает дополнит, избыточное давление, к-рое пропорционально разности плотностей воздуха и газа. Его определяют по форму- neP-gktp в-p г), где к — разность абсолютных отметок в конце и начале участка, считая по ходу газа, м; р в, р г — плотность соответственно воздуха и газа, кг/м3, при темп-ре 0°С и давлении 0,101 МПа; g— ускорение свободного падения, м/с2.
При подъеме газопровода значение к будет положит., а при опускании — отрицательным. Если газ тяжелее воздуха, то дополнит, давление будет отрицательным.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ — математич. метод определения диаметров труб участков газопроводов в зависимости от расходов газа и перепада его давления на участке сети. Вместо расчета давления во всех узлах можно рассчитывать его потери на каждом участке и при известном нач. давлении определить все узловые давления. Т.о. число неизвестных при Г.р.г.с. равно утроенному числу участков сети. Если сравнить число неизвестных с числом возможных ур-ний для расчета, то оказывается, что число неизвестных больше числа ур-ний. В таких случаях при инж. расчетах применяют дополнит, условия, с помощью к-рых можно замкнуть систему ур-ний. Обычно используют условие эко
номия. оптимизации. Для тупиковых сетей такое условие позволяет получить
'■оптим. решение. Но следует отметить, что чисто гидравлич. постановка задачи расчета является неопределенной. При расчете кольцевых сетей возникает дополнит, неопределенность, связанная с распределением транзитных расходов (см. Газовая сеть). Строгого решения этой задачи нет, но, используя принципы надежности, можно получить приближ. решение. Если все же составить систему ур-ний и оптимизировать задачу, то для замыкающих участков будут получены нулевые расходы, а это значит, что кольцевая сеть "выродилась" в тупиковую. Следовательно, оптимизировать потокораспределение в кольцевой сети нельзя, что вытекает из самого принципа кольцевания сети, к-рый связан с введением структурного резерва. Кольцевая сеть с заданным потокораспре- делением также не поддается экономич. оптимизации в прямой, строгой постановке задачи, т.к. при определении диаметров сети необходимо обеспечить транспортный резерв, к-рый позволит подавать газ наиболее удаленным потребителям при отказе головного участка сети. Оптимизац. процесс можно вести, используя спец, приемы и ставя задачу отыскания наиболее экономичного варианта при заданном уровне надежности. Итак, для всех газовых сетей чисто гидравлич. расчет не дает решения^ Он должен быть дополнен или экономич. ур-ниями, или принципом резервирования сети.
Сети низкого давления являются системами с распределит, параметрами, т.к. участки газопроводов нагружают путевыми расходами, т.е. расходами, к- рые раздают потребителям по пути движения потоков. Такая постановка задачи — следствие неполной исходной информации о потребителях, присоединяемых к газовой сети низкого давления, но даже при наличии полной информации использовать ее не удается из-за огромного кол-ва присоединяемых абонентов. Обычно сеть низкого давления разделяют на зоны с близкими хар-ками присоединяемых потребителей, и для этих зон считают нагрузку равномерно распределенной. По принятым условиям определяют расчетные расходы газа для участков сети. Для сетей высокого и среднего давлений расходы газа считают сосредоточенными и : присоединенными в узлах. Исходя из этого определяют расчетные расходы для уча- : стков сети. Газовые сети всех давлений : рассчитывают на заданные потери их. Эти потери для сети низкого давления определяют исходя из их необходимой гидравлич. устойчивости, а для сетей высокого и среднего давлений — из требуе- , мого резерва пропускной способности. Такой принцип расчета связан со след. обстоятельствами. Во-первых, гор. сети не име-
ют нагнетателей (компрессоров). Газ к городу подходит под высоким давлением, крое создают компрессорные станции магистр, газопроводов, а в пределах гор. системы это давление на клапанах регуляторов, в сетях и соплах газовых горелок падает до барометрия, давления. Во-вторых, макс, давления строго регламентированы в газопроводах правилами безопасности, к-рые устанавливают пределы для возможных значений расчетных перепадов давлений. При такой постановке задачи расчета гор. газовых сетей определяют расходы газа и потери давления для всех участков. Диаметры газопроводов низкого давления рассчитывают по ф-ле Дарси, рассматривая газ как несжимаемую жидкость: Д Р “ Рн — Рк” -0,81Л ^/d^pol, где Д Р, Р», Рк - потеря давления, нач. и конечное давления для участка; А - коэфф, трения; Qo, ро — расход и плотность газа, привед. к норм, условиям; I, d — длина и внутр, диаметр газопровода.
Для сетей высокого и среднего давлений учитывают изменение плотности газа с изменением давления, движение газа считают изотермич., а его темп-ру равной 0°С (что близко к зимним условиям). Ур-ние Дарси записывают в дифференц. форме и интегрируют совместно с ур-нием состояния газа и ур-нием сплошности течения, получая расчетную зависимость Р^ - Pi = 1,62 А ( (^/d5 ) ро Ро I, где Ро " W1 300 Па. Коэфф, трения для газопроводов низкого давления определяют как для гидравлич. гладких труб, а для газопроводов высокого и среднего давлений — как для шероховатых труб, принимая коэфф, абс. эквивалентной шероховатости равным 0,01 см. Ввиду малой плотности газа гидростатич. давление для гор. газовых сетей не учитывают, и пьезо- метрич. графики строят, пренебрегая геодезии. высотой. При расчете внутренних газопроводов учитывают изменение плотности газа и воздуха с высотой, т.е. увеличение избыточного давления природного газа.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — процесс определения разности давления и расхода теплоносителя, площади поперечного сечения (диаметра) теплопроводов системы отопления, достаточных для подачи необходимого кол-ва теплоты в отапливаемые помещения. Разность давления в отд. точках теплопроводов системы отопления должна обеспечивать движение теплоносителя в заданных направлениях. Диаметр теплопроводов подбирается т.о., чтобы общие потери давления в них при движении определ. кол-в теплоносителя равнялись разности его
давления в нач. и конце системы. Г.р.с.о. выполняется с соблюдением разд, условий, учитывающих шероховатость внутр, поверхности теплопроводов и физ. свойства теплоносителя (напр., Г.р.с.о. парового отопления проводится различно при низком и высоком давлении пара). Г.р.с.о. осуществляется по пространств, схеме, вычерчиваемой обычно в аксоно- метрич. проекции. На этой схеме система делится на участки с указанием их тепловых нагрузок, в нее включаются теплогенератор и побудитель движения теплоносителя (если он имеется). Тепловая нагрузка каждого участка, т.е. отрезка теплопровода с пост, площадью поперечного сечения и одним и тем же расходом теплоносителя, выражает кол-во теплоты, к-рое будет передано (или уже передано) теплоносителем в отапливаемые помещения. В соответствии с тепловой нагрузкой участка в процессе Г.р.с.о. устанавливается расход на нем теплоносителя. По тепловой нагрузке системы отопления в целом, равной суммарной теплопередаче во все отапливаемые помещения, определяется общий расход теплоносителя в системе. Г.р.с.о. связан с тепловым расчетом системы отопления, поэтому требуется многократное повторение их, что обычно делается с помощью ЭВМ. Потери гидростатич. (аэростатич.) давления на каждом участке принято вычислять как сумму потерь давления линейных (при трении теплоносителя о стенки по всей длине теплопровода) и местных (вследствие деформаций потока теплоносителя). Вычисления проводятся по ф-ле Дарси— Вейсбаха с учетом средней плотности и режима течения теплоносителя, при ограничении скорости его движения в теплопроводах. Предельно допустимой (по акустич. или экономия, соображениям) скоростью движения теплоносителя воды считается 1,5 м/с в обществ., 2 м/с — в административно-бытовых, 3 м/с — в производств, зданиях; теплоносителя пара — 20—30 м/с в системах низкого и 60—80 м/с — высокого давления; теплоносителя воздуха — 15 м/с в производств, зданиях. Во избежание гидравлич. разрегулирования системы отопления при Г.р.с.о. проводится увязка потерь давления на паралл. соедин. необщих участках. Системе придается также гидравлич. устойчивость, т.е. ' свойство пропорционально изменять расход теплоносителя на всех ее участках при проведении количеств, регулирования в тепловом пункте. Для этого Г.р.с.о. выполняется с повыш. потерями давления на концевых участках (напр., в стояках системы водяного отопления по сравнению с потерями давления в ее магистралях). Придание системе отопления гидравлич. устойчивости обеспечивает ее тепловую устойчивость — свойство пропорциональ
но изменять теплоподачу в отапливаемые помещения при качественно-количеств. регулировании в тепловом пункте.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПАРОВОГО ОТОПЛЕНИЯ — процесс определения параметров паро- и конденсатопроводов т.о., чтобы общие потери давления в них при протекании расчетного кол-ва пара и конденса- табыли равны разности давлений в нач. и конце системы. Г.р. паропроводов низкого давления выполняется при условно пост, давлении (0,01 МПа) и плотности (0,63 кг/м3) пара, коэфф, эквивалентной шероховатости труб к3- 0,2 мм без учета попутной конденсации пара. Подобный прием расчета основывается на практически малом изменении давления и плотности пара по длине паропроводов. Нач. давление пара при этом выбирается в зависимости от макс, длины паропроводов (напр., при длине менее 100 м нач. давление пара принимается равным 0,005, конечное перед отопительным прибором — 0,0015—0,002 МПа). Для уравнивания потерь давления во взаимос- вяз. паропроводах разл. длины, а следовательно, при разл. потерях давления применяются дросселирующие шайбы. Особенность Г.р. паропроводов повыш. и высокого давления — в учете изменения давления, плотности и темп-ры пара по мере его продвижения по паропроводам. Условно (для упрощения) расчет паропроводов предварительно проводится при плотности пара 1 кг/м3. Получен, условные значения уд. линейной потери давления приводятся к действит, путем деления на среднюю плотность пара на каждом участке. Аналогично определяется действит. скорость движения пара на каждом участке, в зависимости от к-рой находятся местные потери давления. Расчетное кол-во пара на участках системы определяют по тепловой нагрузке с добавлением того кол-ва пара, к-рое на каждом участке превращается в конденсат попутный. Местные потери давления на участках при Г.р; паропроводов часто заменяются равными им линейными потерями давления на эквивалентной (дополнит.) длине участков. Такой способ расчета носит назв. расчета по привед. длинам (действит. длина плюс эквивалентная) участков. Часто при Г.р.с.п.о. высокого давления параметры пара в нач. и конце паропроводов неизвестны. В таком случае сначала рассчитывают потери давления в кондеи- сатопроводах и выявляют давление пара в отопит, приборах (с проверкой допустимости темп-ры пара в этих приборах). Далее рассчитывают потери давления в паропроводах и определяют нач. давление пара. Диаметры самотечных "сухих" и "мокрых" конденсатопроводов систем низкого давления выбирают без де-
тального расчета в зависимости от тепловой нагрузки на каждом участке. Диаметр напорных конденсатопроводов систем парового отопления находят в результате гидравлич. расчета по способу, применяемому при расчете систем водяного отопления. В процессе расчета напорных конденсатопроводов учитываются как увелич. шероховатость труб (коэфф, эквивалентной шероховатости к»- 0,5—1 мм), так и повыш. расход конденсата в период-пуска и прогревания системы. Осн. расход конденсата при этом определяется по расчетному кол-ву пара (с учетом попутного конденсата) . Диаметр двухфазных конденсатопроводов всегда получается значительно больше диаметра напорных конденсатопроводов (при одинаковом расходе конденсата) вследствие уменьшения плотности пароконденсатной смеси и соответственно увеличения ее объема.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — определение диаметров всех участков трубопроводов и потерь давления на них. Диаметры труб и потери давления на трение определяют по ф-ле Дарси: А Р„ = 1 (l/d) (wVl) р, где АД — потери давления на трение (линейные), Па; Л — коэфф, гидравлич. трения; I, d — длина и диаметр участка трубопровода, м; w — скорбеть потока, м/с; р — плотность теплоносителя, кг/м3.
В водяных тепловых сетях движется турбулентный поток, в большинстве случаев режим движения оказывается в квадратической зоне. Коэфф, трения вычисляют для турбулентного режима. Плотность воды принимают при темп-ре, соответствующей расчетному режиму (точке излома графика темп-p). При темп-ре 75°С р - 915 кг/м3. При этой плотности рассчитывают таблицы. Скорость воды по нормам не должна превышать 3,5 м/с. Потери давления в местных сопротивлениях определяют по ф-ле ^РМ1С = ^(wVi^p = Ж^<^г/2?)р, где Е£ — сумма коэфф. местных сопротивлений, имеющихся на участке (значения коэфф. £ берут по таблицам); /э — эквивалентная длина местного сопротивления.
Расчетная ф-ла для определения диаметров имеет вид: АР- Ч),О893К^25 [G2/ (р d5’25) ] /Пр, где G — массовый расход воды, кг/с; /пр - I + А — приведенная длина участка трубопровода (с учетом местных сопротивлений), м; К> — коэфф, абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней поверхности труб, принимаемый равным 0,0005.
Расчетная ф-ла содержит три перем. — Ар, G и d, т.к. Кэ, р и /пр заданы. Диаметр определяют по задаче расче
та, расход воды задан из технология, условий. В таком случае АР — лишняя неизвестная. Следовательно, задачи гидравлич. расчета по постановке неопределенны, необходимы дополнит, условия для однозначного решения.
Для нерезервиров. тупиковой тепловой сети уд. потерю давления определяют технико-экономич. расчетом. Для резервиров. кольцевой сети технико-экономич. расчет проводят с ограничениями, к-рые вытекают из требований сохранения необходимого резерва. Возможен приближ. расчет, при этом задаются уд. потерей давления по длине теплопровода. Для основного расчетного направления — от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя потерю давления рекомендуется принимать до 80 Па/м, для остальных участков — не более 300.
При гидравлич. расчете разветвл. водяных тепловых сетей расчетные расходы воды для всех участков определяют однозначно в зависимости от расчетных расходов теплоносителя у потребителей. При приближ. методе вначале, придерживаясь рекомендуемой уд. потери давления и проверяя скорости движения воды в трубопроводах, рассчитывают осн. магистраль. После определения диаметров подсчитывают коэфф, местных сопротивлений и находят эквивалентные длины, затем определяют необходимый располагаемый напор на выводных коллекторах источника теплоты, к-рый используется при подборе циркуляц. насоса. По оставшемуся напору рассчитывают ответвления.
Для расчета кольцевых сетей такую методику применять нельзя, т.к. диаметры замыкающих участков окажутся малыми и при отказе головного участка кольца не пропустят требуемый расход теплоносителя. Для проведения расчета необходимы дополнит, условия, вытекающие из надежного функционирования тепловой сети.
При расчете паровых сетей также используют ф-лу Дарси. Потери давления определяют по располагаемому перепаду его, при этом скорость пара принимают не выше рекомендуемых значений: для на- сыщ. пара и труб диаметром до 200 мм — не более 35, а труб больших диаметров — до 60 м/с. В ответвлениях к отд. потребителям допускают увеличение скорости движения пара примерно на 30%. При гидравлич. расчете паропроводов коэфф. шероховатости Кш принимают равным 0,0002 м. Особенность гидравлич. расчета паропроводов — в необходимости учета изменения плотности пара при определении гидравлич. потерь. Плотность пара определяют по таблицам в зависимости от давления, к-рое в свою очередь зависит от гидравлич. потерь,
поэтому расчет ведут методом последоват. приближений. Сначала задают давление, по среднему давлению на участке определяют плотность пара, рассчитывают потери и проверяют принятое давление. Расчет повторяют до достижения требуемой точности.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — режим, определяющий давления в теплопроводах при движении теплоносителя (гидродина- . мич.) и при неподвижной воде (гидро- статич.). Вода, обладающая большой плотностью, оказывает значит, гидро- статич. давление на трубы и оборудование, поэтому при расчетах тепловых сетей его необходимо .вычислить и сравнить с допустимыми значениями. При необходимости следует изменять гидравлич. режим либо применять более прочные трубы и оборудование. Проверяют гидравлич. режим с учетом геодезич, высот положения трубопровода при статич. состоянии системы, когда циркуляц. насосы не работают, и при динамич. При изучении режима давлений используют пьезометрич. графики, на к-рых наносят рельеф местности по разрезам вдоль тепловых трасс, указывают высоту присоединяемых зданий, напор в подающих и обратных линиях теплопроводов. Энергию потока относят к единице силы — ньютону (Н), тогда размерность уд. энергии будет: Дж/Н - нм/Н - м. В метрах измеряют и потенц. энергию положения, к-рая совпадает с геодезич. высотой прокладки трубопровода. Такой подход удобен, т.к. позволяет в одном масштабе измерить и энергию и высоты, включая высоту здания. Последняя соответствует разности геодезич. отметок верха и низа Az - zi - zz, уд. энергия потока воды —• напору Я, м. За горизонт, плоскость отсчета принимают ту, к-рая проходит через нулевую отметку. Все геодезич. отметки соответствуют масштабу, указ, на шкале. Геодезич. высота трубопровода, принимаемая совпадающей с профилем Земли, отражает потенц. энергию положения, м. Высоты пьезометров подающей и обратной линий — И, являющиеся пьезометрич. напорами, м, показывают потенц. энергию давления. Пьезометрич. напоры измеряют избыточную энергию, поэтому их откладывают от уровня Земли. Скоро- 1 стной напор потока ввиду малости на - пьезометрич. графике не изображают. По пути потока с изменением геодезич. высо- 1 ты z один вид потенц. энергии преобразо- ; вывается в другой. С подъемом трубопровода потенц. энергия положения потока z ■ растет, а потенц. энергия давления — ■ пьезометрич. напор Н уменьшается. Пол- ’ ный напор Япол - z+Я без учета потерь бу- : дет постоянным. С учетом потерь он будет
Пьезометрический график
1—разрез продольного профиля трассы; 2—высота здания; 3, 4 — напоры в подающей и обратной линиях; Л — источник теплоты; В — крайний пот; ребитель; S—S — уровень статического напора
линейно уменьшаться, чему соответствуют положения пьезометров. Потери напора на трение и в местных гидравлич. сопротивлениях, соответствующие потерям потенц. энергии давления на пути, измеряют разностью полных напоров: Ан-(31 + Я1) -иг* Нг).
Пьезометрич. напор соответствует избыточному манометрич. давлению, поэтому он определяет давление на стенки трубопроводов, арматуры и оборудования; под этим напором находится и теплоноситель. Следовательно, допустимые напоры для труб, оборудования и теплоносителя накладывают ограничения на возможное положение пьезометров. Из условий прочности труб пьезометрич. напор во всех точках по трассе должен быть меньше допустимого: Н 5 Ядоп. Обычно используют трубы с Ядоп, равным 160 м, тогда пьезометрич. линии подающего и обратного трубопроводов должны находиться в зоне напоров, нижней границей к-рой является профиль рельефа местности, а верхней — линия, про- лож. эквидистантно рельефу на расстоянии Ядоп - 160 м.
Из условия невскипания высоко- темп-рного теплоносителя давление в трубе должно быть больше давления насы
щения, соответствующего его макс, темп- ре. При макс, темп-ре воды 150°С давлению насыщения соответствует напор, равный 40 м. Следовательно, допустимое давление в подающей линии ограничивается снизу кривой, находящейся на высоте 40 м от земли. Напор в подающей линии ограничивается пределами 40 м £ Япод< < 160 м. Ограничение невскипания в 40 м относится к трубопроводам с геодезич. отметкой z, равной 0. Для оборудования, имеющего большую высоту, условие невскипания следует проверять для верхних точек. Требования невскипания относят к гидродинамич. режиму, т.к. при переходе на статич. режим перед остановкой циркуляц. насосов темп-ру теплоносителя снижают до уровня, обеспечивающего его невскипание. Давление в обратной линии всегда ниже, чем в подающей, поэтому на прочность его можно не проверять, но если пьезометр обратной линии пересечет Землю, в трубе образуется,ваку- ум, что недопустимо, поскольку при этом возможны подсос воздуха, коррозия, кавитация перед насосами. Миним. напор в обратном трубопроводе принимают в 5 м. Это его нижняя граница, т.е. 5 м£ Яобр< < 160 м.
Системы. отопления зданий находятся под давлением обратного трубопровода, поэтому к напору в обратной линии добавляются ограничения. Первое вытекает из условий прочности оборудования системы. Наиболее слабым звеном являются нагреват. приборы, рассчитанные на
след, напоры: чугунные радиаторы — 60 м, конвекторы — 100 м, отопительные панели из гладких труб — 100 м. Т.к. к системам теплоснабжения присоединяют здания р-нов и городов, а чугунные радиаторы — наиболее распространенные приборы, макс, напор в обратной линии принимают в 60 м. При независимом присоединении ограничения обусловливаются прочностью водоподог- ревателей. Их рассчитывают на напор 100 м. Условия прочности относятся к гидродинамич. и гидростатич. режимам.
Др. условие относится только к зависимому способу присоединения и вытекает из требования залива системы отопления водой под напором обратной линии, к-рый для всех зданий должен быть больше их высоты на 5 м. Для гидродинамич. режима это условие может не выполняться, если в подающей линии напор достаточный. В таком случае на выходной линии из системы отопления устанавливают регулятор подпора. Для абонентских вводов с элеваторным присоединением располагаемый напор должен быть не ниже АРр-Яп-Яо-(12-15) м.
При спокойном рельефе местности и большой протяженности тепловых сетей допустимые потери давления в теплопроводах недостаточны для обеспечения оптим. гидравлич. уклонов. Увеличение напора в источнике теплоты невозможно по условиям прочности трубопроводов и оборудования. В такой ситуации на подающей и обратной линиях устанавливают подкачивающие насосные подстанции. При этом увеличиваются общий напор насосов, обеспечивающих циркуляцию воды в системе, и гидравлич. уклоны при неизменном положении границ напоров в теплопроводах. Пьезометрический график тепловой сети с подкачивающими станциями на подающей и обратной
Пьезометрический график тепловой сети с насосными подстанциями
1— источниктеплоты;2—месторасположения подкачивающих насосов на подающем и обратном теплопроводах; 3 — концевой абонент; S — S — линии полного статического напора; Ин, Яп.н, Яню, Яо/- напоры, развиваемые насосами: сетевым, подкачивающим, на подающей линии, подкачивающим на обратной линии; Нзц — высота зданий
линиях показан на схеме. Если при прочих равных условиях ограничиться только циркуляц. насосом на источнике теплоты, то он должен развивать напор 140 + 40 + 40 - 220 м. Такой пьезометр показан пунктиром. Макс, напор в сети составит 210 м (считая потери давления в источнике теплоты в 20 м), что недопустимо по требованиям прочности трубопроводов. При установке насосных подстанций макс, напор в тепловой сети равен 130 м.
При сложном рельефе местности для удовлетворения требований гидравлич. режима устанавливают подкачивающие насосные и дроссельные станции на подающем и обратном трубопроводах. При понижающемся рельефе местности от источника теплоты к периферии на обратной линии сооружают насосную подстанцию, в результате чего до нее по ходу теплоносителя напор снижается. На подающей линии монтируют дроссельную станцию, на к-рой давление снижается до значения, не превышающего допустимое. При значит, понижении рельефа систему разделяют на две статич. зоны: верхнюю — вблизи источника теплоты, нижнюю — на периферии, где для снижения давления в обратной линии возводят насосную подкачивающую станцию. Предусматривают автоматич, защиту тепловой сети при остановке циркуляц. и подкачивающих насосов и на подающей линии для предотвращения повышения давления ставят клапан рассечки.
При повышении рельефа от источника теплоты на подающей линии устанавливают подкачивающую подстанцию, повышающую давление в трубопроводе и обеспечивающую подачу теплоносителя потребителям. Для защиты систем отопления потребителей, расположенных на периферии, от опорожнения на обратной линии ставят дроссельную станцию. При значит, разности геодезич. отметок земли установить единый статич. уровень для всей теплоснабжаемой территории невозможно, т.к. в зонах с низкими геодез. отметками давление в обратной лиции превышает допустимое, а в зонах с высокими отметками нс обеспечен залив систем отопления зданий. См. также Гидравлический режим тепловых сетей открытых систем теплоснабжения.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — режим, определяющий давления в теплопроводах при водоразборе, при его отсутствии и приостановке циркуляц. насосов. Открытые системы теплоснабжения циркуляционно-прямоточные. При отсутствии водоразбора — это чисто цирку
ляционные системы, и их гидравлич. режимы не отличаются от гидравлич. режимов закрытых систем. При водоразборе положение пьезометров изменяется: расход воды по подающей линии становится больше, чем в обратной, на величину водоразбора. При связ. регулировании в подающем теплопроводе поддерживают пост, расход теплоносителя, т.к. на вводах в тепловые пункты установлены регуляторы расхода, ограничивающие подачу теплоносителя в кол-ве, рассчитанном на отопит, нагрузки. Этот расход остается одинаковым при изменении отбора горячей воды из тепловых сетей. При несвяз. регулировании расходы воды в подающем и обратном трубопроводах изменяются. Поэтому с ростом водоразбора крутизна пьезометрич. графика трубопровода увеличивается, а обратного — уменьшается. Ограничения, накладываемые на положение пьезометров условиями прочности, режимом давлений теплоносителя и требованиями потребителей, так же, как и для др. систем (см. Гидравлический режим тепловых сетей).
При связ. регулировании положение пьезометра подающей линии неизменно. Макс, расход в обратной линии соответствует отсутствию водоразбора и равен отопит, расходу. Такой гидравлич. режим обусловливается часовой неравномерностью потребления и повторяется в течение отопит, сезона. Положение пьезометра обратной линии имеет наибольшую крутизну и симметрично по отношению к пьезометру подающей линии. С увеличением водоразбора расход в обратном трубопроводе сокращается и крутизна пьезометра уменьшается. Если водозабор
Режимы давлений
а — пьезометрический график; б — схема системы; 1 — пьезометры расчетного режима;2,3 — пьезометры первого и второго предельных гидравлических режимов; 4 — регулятор температуры; 5 — регулятор давления "до себя"; /71 и О1 — начальные точки на источнике теплот*” с — S — уровень статического напора
достигнет величины расхода теплоносителя в системах отопления, то движение воды в обратном трубопроводе прекратится и пьезометр займет горизонт, положение. Это будет предельный режим.
При установке регуляторов постоянства расхода перед системами отопления осуществляется несвяз. регулирование подачи теплоносителя в них и в. системы горячего водоснабжения. В таком случае через системы отопления идет пост, циркуляц. расход, а на горячее водоснабжение по подающим трубопроводам тепловых сетей — дополнит, расход теплоносителя. Расход зависит от темп-ры воды в подающей линии (см. Графики температур и расходов воды в открытых системах теплоснабжения). Если эта темп-ра равна 65°С, то весь отбор происходит из подающей линии, крутизна пьезометра возрастает, а по обратной линии идет отопит, расход. При темп-ре, большей или равной 65°С, весь отбор из нее осуществляется после системы отопления. По подающей линии идет отопит, расход, и ее пьезометр имеет наименьшую крутизну. Расход по обратной линии сокращается и может стать равным нулю. Наступит предельный гидравлич. режим.
Открытые системы бывают и без регуляторов расхода. Насос поддерживает в источнике теплоты примерно пост, напор, поэтому регулирование подачи теп-
доносителя оказывается связанным. Систему рассчитывают на отопит, расход. Для обеспечения одинаковых режимов давлений добиваются одинаковой гидравлич. устойчивости всех потребителей путем установки диафрагм в подающей и обратной линиях, на к-рых срабатываются излишние напоры АНд. Пьезометры, соответствующие этому режиму, показаны на схеме. Располагаемый напор перед элеватором Ан& срабатывается при истечении из сопла. Напор после элеватора ДНсо обеспечивает циркуляцию в системе отопления.
При водоразборе из подающей линии (осенне-весенний период) крутизна пьезометра возрастает, сокращается расход теплоносителя через систему отопления и по обратной линии. При равенстве отбора воды всему расходу теплоносителя движение по обратной линии прекратится, наступит первый предельный гидравлич. режим. Опорожнение системы отопления предупреждает регулятор давления "до себя", на к-ром срабатывается напор ДНрд. При водоразборе из обратной линии после системы отопления (в зимний период) с отбором воды на горячее водоснабжение расход через эту систему будет возрастать, а по обратной линии уменьшаться. При отборе всей воды движения ее по обратной линии не будет, и наступит второй предельный гидравлич. режим. Следовательно, в осенне-весеннее время в системы отопления вода не додается, не додается и теплота, а в зимний период расход будет больше расчетного и здания перегреваются. Корректировкой расчетных расходов эти небалансы можно сгладить. Норм, обеспечение потребителей теплотой достигают применением повыш. скорректиров. графика, т.е. регулированием подачи теплоты по сов- мещ. нагрузке на отопление и горячее водоснабжение.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР — резкое повышение давления среды в напорном трубопроводе, возникающее при быстрой остановке потока. Зависит от плотности и скорости потока, длины и диаметра трубоп- , ровода, материала и толщины его стенок, степени и скорости перекрытия сечениятру- бы. Г.у. вызывает мгновенное закрытие запорной арматуры на трубопроводах, В системе парового отопления Г.у. возникает при внезапной закупорке паропровода конденсатом. Г.у. может вызвать разрушение трубопровода, арматуры, оборудования. Для защиты от Г.у. устанавливаются воздушные колпаки, уравнит. резервуары, холостые выпуски.
' ГИДРОАППАРАТ СИСТЕМЫ МОСКАЛЬКОВА — аппарат для удаления гидрозолошлаковой смеси из шахт и
ЖдаЗОгайЛАЮВАЯЖдаЗОгайЛАЮВАЯГидроаппарат системы Москалькова1 — сопло напорное; 2 — камера смесительная; 3 — воронка приемная; 4 — ребра диффузора; 5— диффузорГидроаппарат системы Москалькова1 — сопло напорное; 2 — камера смесительная; 3 — воронка приемная; 4 — ребра диффузора; 5— диффузорбункеров котлоагрегата. Г. системы инж. Москалькова представляет собой водоструйный эжектор. Вода с помощью высоконапорного насоса подается в гидроаппарат под давлением (2,4—6,4) 106 Па. Вытекая с большой скоростью из сопла, она эжектирует гидромассу из приемной воронки гидроаппарата в диффузор, при ударе о стенки последнего происходит дробление кусков шлака (от 100—140 до 30—40 мм). Для интенсификации процесса дробления шлака к горловине диффузора приваривают стальные ребра. Гидропульпу можно транспортировать на расстояние до 2 км. Пропускная способность гидроаппарата 300—350 т/ч; расход эжектируемой воды на 1 т золы и шлака топливного 15—20 м3, электроэнергии 15—22 кВтч.
ЖдаЗОгайЛАЮВАЯ
ЖдаЗОгайЛАЮВАЯ
Гидроаппарат системы Москалькова
1 — сопло напорное; 2 — камера смесительная; 3 — воронка приемная; 4 — ребра диффузора; 5— диффузор
Гидроаппарат системы Москалькова
1 — сопло напорное; 2 — камера смесительная; 3 — воронка приемная; 4 — ребра диффузора; 5— диффузор
ГИДРОЗОЛОШЛАКОУДАЛЕ- НИЕ — процесс непрерывного удаления золы и шлака топливного из котлоагрегатов гидравлич. способом и складирования их на поверхности земли в золоотвалах. Системы Г. должны быть безопасными в экологич. отношении. Наряду с достоинствами — полная механизация процесса Г. и возможность транспортировки на большие расстояния системы Г. имеют недостатки — значит, расход воды на транспортировку золы и шлака, большие амортизац. расходы и металлоемкость, изъятие значит, площадей земли под золоотвалы, попадание загрязн. сточных вод в водоемы. Г. применяют в котельных при удалении шлака и золы более 10 т/ч при достаточном кол-ве воды и близости золоотвала. В систему Г. входят: шлакоприемные шахты, располож. под холодной воронкой топок с твердым шла- коудалением (шлакосмывные шахты) или под отверстием летки (жидкое шлакоуда- ление); золосмывные аппараты для удаления золы из-под бункеров котлоагрегата и золоуловителей*, железобет. каналы (с установл. в них побудит, соплами для лучшего движения по самотечному каналу
крупных кусков шлака), располож. под уровнем пола зольного помещения для транспортировки гидромассы; перекачивающая насосная станция с багер- ными насосами или гидроаппаратами системы Москалькова; напорные пульпопроводы; золоотвал. Багорные насосные станции располагают в котельной; размещение вне гл. корпуса требует спец, обоснования. В системе Г. используют насосы: смывные — для подачи воды к побудит, соплам в каналах, на уплотнения и сальники багерных насосов и шлакод- робилок; орошающие — для подачи воды к устройствам механизиров. шлакоуда- ления на орошение мокрых золоуловителей, к золосмывным аппаратам.
ГИДРОМУФТА — устройство для управления частотой вращения вентиляторов и др. подобных агрегатов. На валу асинхронного электродвигателя закреплс-
173. Гидромуфта
1,2 — ведущий и ведомый роторы
на правая (ведущая) половина муфты. Жидкость, находящаяся в ее полуокруж- ных каналах, центробежной силой отбрасывается к периферии. Поэтому муфта практически является подобием рабочего колесаиназ. насосным колесом. Выбрасываемая им жидкость поступает в ведомую половину муфты (турбину), симметрично располож. слева и почти аналогичную по конструкции ведущей половине муфты. Ведомая половина подобна рабочему колесу турбины, движущемуся под действием скоростного давления. При соединении
Установка гидрообсспыливання оборудования при встречном взаимодействия запыленного патока воздуха и жидкости1 — желоб; 2 — аспирац. укрытие; 3 — аспирац. патрубок; 4 — резиновый фартук; 5 — форсунки; б — конвейер; 7 — ролики; Снач и Скон — соответственно начальная и конечная концентрация пыли, мг/м ; I— протяженность зоны орошенияУстановка гидрообсспыливання оборудования при встречном взаимодействия запыленного патока воздуха и жидкости1 — желоб; 2 — аспирац. укрытие; 3 — аспирац. патрубок; 4 — резиновый фартук; 5 — форсунки; б — конвейер; 7 — ролики; Снач и Скон — соответственно начальная и конечная концентрация пыли, мг/м ; I— протяженность зоны орошенияпадкость 1падкость 1
Установка гидрообсспыливання оборудования при встречном взаимодействия запыленного патока воздуха и жидкости
1 — желоб; 2 — аспирац. укрытие; 3 — аспирац. патрубок; 4 — резиновый фартук; 5 — форсунки; б — конвейер; 7 — ролики; Снач и Скон — соответственно начальная и конечная концентрация пыли, мг/м ; I— протяженность зоны орошения
Установка гидрообсспыливання оборудования при встречном взаимодействия запыленного патока воздуха и жидкости
1 — желоб; 2 — аспирац. укрытие; 3 — аспирац. патрубок; 4 — резиновый фартук; 5 — форсунки; б — конвейер; 7 — ролики; Снач и Скон — соответственно начальная и конечная концентрация пыли, мг/м ; I— протяженность зоны орошения
падкость 1
падкость 1
обеих половин муфты образуются замкнутые кольцевые полости с располож. в них радиальными перегородками, между к- рыми циркулирует жидкость. Пройдя в рабочем колесе турбины от периферии к центру, она вновь поступает в полуокруж- ные каналы ведущей половины муфты и повторяет циркуляцию. Энергия от ведущего вала к ведомому передается жидкой средой (рабочей жидкостью), в качестве к-рой обычно используют масло или воду. Изменение подачи рабочей жидкости в Г. регулирует частоту вращения ведомого вала.
ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ — увлажнение перерабат. измельч. материалов (связывание пыли, заключ. в массе материала) и осаждение взвеш.* в воздухе пыли. Г.о. предусматривается в укрытиях оборудования и
узлах перегрузок материалов и осуществляется диспергированием жидкости (воды) в форсунках или др. оросителях. Степень увлажнения материалов зависит от рацион, расположения форсунок, уд. орошения единицы массы материала, оптим. сочетания физ.-хим. параметров материала и жидкости и возможна до опре- дел. влажности материалов (0,8—23,7% при разл. технологиях произ-ва). Процесс гидрообеспыливания, осуществляемый в установках либо в системах гидрообеспыливания, зависит от аэродинамики взаимодействия частиц пыли и капель жидкости и их физ.-хим. свойств. В общем случае его применяют в сочетании с аспирацией, при этом наблюдаются встречные и поперечные взаимодействия потоков запыл. воздуха и жидкости.
Установка гидрообеспыливания представляет собой устройство, в к-ром происходят процессы увлажнения материалов и осаждения частиц пыли каплями диспергированной жидкости. В него входят также форсунки (миним. давление воды перед форсунками не более 210 Па) или др. оросители, фильтр тонкой очистки воды, насос, каплеуловитель, бак для воды (резервуарный) и устройство для отвода шлама. Устройство может работать в сочетании с аспирационной установкой и байпасированием воздуха и обслуживать одну (децеитрализов. установки) или неск. (централизов. установки) единиц оборудования, объединенных в систему гидрообеспыливания, — комплекс установок гидрообеспыливания, локализующих и сокращающих образование пыли и выделение ее в воздушную среду помещений. Работают чаще в сочетании с
2
Установка гндрообсс- пыливання оборудования при поперечном взаимодействии запыленного потока и жидкости
— конвейер; 2 — резиновый фартук; 3 — укрытие; 4—форсунки;
системами аспирации или без них. В первом случае сокращаются расход аспирируемого воздуха и концентрация пыли в нем, т.е. нагрузка на очистные устройства. См. Гидрообеспыливание оборудования.
ГИДРОЦИКЛОН (от греч. hydor — вода и ziklon — вращающийся) — аппарат для разделения взвеш. в-в во вращающейся в нем жидкости на две фракции по круп- ности, форме или плотности, для удаления твердых частиц из жидкости (осветление жидкости).
См. также: Гидроциклон многоярусный, Гидроциклон напорный, Гидроциклон открытый, Гидроциклон- фильтр, Гидроциклон-флотатор.
ГИДРОЦИКЛОН МНОГОЯРУСНЫЙ открытый аппарат для очистки воды от взвеш. в-в, объем к-рого разделен на ярусы коническими диафрагмами. Исходный поток воды, впускаемый тангенц., делится равномерно между ярусами. В Г.м. совмещены преимущества гидроциклона открытого и отстойника тонкослойного. Интенсификация процесса выделения взвеш. в-в в Г.м. достигается за счет уменьшения высоты слоя отстаивания. Вращат. движение потока воды позволяет полнее использовать объем яруса и способствует агломерации взвеш. в-в и выводу их из воды. В отечеств, практике получили применение две конструкции Г.м.: с прямоточным движением потока воды и осадка и прямоточнопротивоточным. Г.м., работающий по прямоточной схеме, состоит из цилиидро- конич. корпуса, в к-рый вмонтированы конич. диафрагмы, делящие его объем на отд. ярусы, работающие независимо один от другого. Для соблюдения параллельности ярусов и жесткости конструкции диафрагмы по периферии имеются шесть опор-фиксаторов. В средней части соединение ярусов телескопическое, что облегчает монтаж и демонтаж аппарата. Исходную воду впускают через три общие для всех ярусов вертик. щели, располагаемые по окружности через 120°. Вода по высоте щели распределяется аванкамерой с распределит, лопатками. Рабочий поток, впускаемый тангенциально, движется в ярусе по сходящейся спирали и выходит в центр, часть через три выпускных патрубка. Тяжелые механич. примеси осаждаются на нижней диафрагме яруса и сползают в центр, часть, откуда через шламоотводящую щель поступают в конич. часть аппарата. Для надежного удаления осадка угол наклона конич. диафрагмы должен находиться в пределах 45—60°. Для предупреждения подсоса сползающего осадка потоком осветленной воды, подходящим к выпускным патрубкам, последние перекрывают снизу малой конич. диафрагмой.
Гидроциклом многоярусный
а — прямоточный; б — прямоточно-противоточный; 1 — конич. часть; 2 — конич. диафрагмы; 3 — прямоточный ярус; 4 — цилиндрич. часть; 5—полу- погруженная кольцевая перегородка; 6 — водоприемный кольцевой лоток; 7-— впускной патрубок; 8 — патрубок выпуска осветленной воды; 9— аванкамера; 10— шламовый насадок; 11 — противоточный ярус1
Выделенные из воды масло- и нефтепродукты поднимаются к верхним диафрагмам ярусов и по образующей движутся к периферии. Здесь через щели между цилиндрич. частью корпуса Г.м. и диафрагмами они поднимаются под верхнюю диафрагму, присоединенную герметично к корпусу, и через три вертик. трубы всплывают на поверхность воды в Г.м. Потоки осветл. воды, вышедшие из ярусов, объединяются в один поток, к-рый поднимается в верхнюю часть Г.м. Здесь он направляется к периферии, проходит под полупогруж. перегородкой, удерживающей всплывшие масло- и нефтепродукты, и переливается через водослив в водосборный лоток, из к-рого отводится трубопроводом на. след, сооружения.
Отличие Г.м., работающего по и р fl- мот о ч и о-противоточной схе- м е, заключается в увеличении Пути движения потока воды: в начале от периферии в центр, часть в одном ярусе, затем из центр, части к периферии в дру- гом^ располож. выше ярусе. В этом случае поток исходной воды, распределенный по высоте в аванкамере, подается через впускные патрубки в ярусы, имеющие само- стоят. цилиндрич. стенку, расположенную на нек-ром расстоянии от наружной стенки Г.м. и образующую с ней кольце
вую периферийную щель. Ярусы с прямоточным движением воды и осадка, располагаясь по высоте на небольшом расстоянии один от другого, образуют др. ярусы, работающие по противоточной схеме. В них движется рабочий поток воды, частично осветленной в прямоточных располож. ниже ярусах. Выйдя из противоточных ярусов, потоки очищ. воды объединяются в один, к-рый в кольцевой периферийной щели между корпусом Г.м. и диафрагмами поднимается под верхнюю диафрагму, перекрывающую ярусное пространство. Под ней поток направляется к центр, отверстию, входит в верхнюю часть аппарата и выходит из него, переливаясь через водослив в водокольцевой лоток. Предупреждение размыва осадка, сползающего с диафрагм в противоточном ярусе при перетоке воды из нижнего прямоточного в лежащий ниже противоточный ярус, обеспечивается снижением гидравлич. нагрузки на центр, часть Г.м. Это достигается в результате устройства перепускных стояков труб из нижнего яруса в верхний. Осадок из Г.м. направляется через шламовый патрубок в воронку или шламоотводящий лоток. Для регулирования кол-ва осадка к патрубку через задвижку присоединяют конич. насадку . Диаметр отверстия в ней подбирают экспериментально. Масло- и нефтепродукты, накопившиеся в пространстве, ограниченном полупогруженной кольцевой перегородкой, удаляются через погружные воронки либо через маслосборный радиальный лоток, к к-рому плавающее масло подгоняется радиально располож. скребком с ручным или электроприводом.
Г.м. рекомендуется располагать на
эстакаде — в р-нах с теплым климатом или в здании — в сев. р-нах. При подаче в них теплой воды цилиндрич. часть их может находиться на крыше здания. В этом же здании целесообразно разместить насосную станциюи оборудование для обработки осадка. Высотное расположение Г.м. обеспечивает самотечные режимы подачи очищ. воды на последующие сооружения и транспортировку выделенных осадка, масло- и нефтепродуктов на обработку.
. ГИДРОЦИКЛОН НАПОРНЫЙ — аппарат круглой формы в плане для выделения взвеш. в-в из жидкости под действием центробежных сил, возникающих вследствие тангенциального впуска се в аппарат. Центробежные силы во много раз превосходят
силы тяжести, поэтому скорость выделения взвеш. в-в в Г.н. в несколько раз больше, чем в отстойнике. Г.н. обеспечивает примерно ту же степень очистки, но имеет значительно меньший объем по сравнению с отстойниками. Г.н. состоит из цилиндрич. и конич. частей. Вращающаяся жидкость движется в периферийной зоне аппарата, при этом под действием центробежных сил взвеш. в-ва с большей плотностью перемещаются в пристенный слой. В конич. части поток жидкости разделяется. Одна его часть, в к-рой находятся выделенные взвеш. в-ва, выводится из Г.н. через нижнее разгрузочное отверстие — шламовый насадок. Другая — осветл. часть потока, вращаясь в центр, части, движется вверх к сливному патрубку, через к-рый удаляется из Г.н. При вращении воды в Г.н. по оси наблюдаются разрежение и возникновение воздушного столба, к-рый "подпитывается" воздухом, подсасываемым через шламовый патрубок, и ухудшает работу аппарата.
5 Заказ 4724
Батарейный гидроциклом 1 — трубощювод осветленной воды; 2 — подающий трубопровод; 3 — гидроциклон; 4 — шла- мопровод; 5 — шламовая камера; б.— распределит. камера; 7 — камера осветленной водыБатарейный гидроциклом 1 — трубощювод осветленной воды; 2 — подающий трубопровод; 3 — гидроциклон; 4 — шла- мопровод; 5 — шламовая камера; б.— распределит. камера; 7 — камера осветленной воды
Батарейный гидроциклом 1 — трубощювод осветленной воды; 2 — подающий трубопровод; 3 — гидроциклон; 4 — шла- мопровод; 5 — шламовая камера; б.— распределит. камера; 7 — камера осветленной воды
Батарейный гидроциклом 1 — трубощювод осветленной воды; 2 — подающий трубопровод; 3 — гидроциклон; 4 — шла- мопровод; 5 — шламовая камера; б.— распределит. камера; 7 — камера осветленной воды
Трехпродуктовый гидроциклом 1 — подача исходной воды; 2— отвод тяжелого шламу 3 — отвод очищенной воды; 4 — отвод легкого продукта (масла)
Эффективность разделения взвеш. в-в в Г.н. зависит от его геометрич. размеров и качества разделяемых взвеш. в- в. Так, с уменьшением диаметра Г.н. эффективность очистки воды увеличивается. Вместе с тем Г.н. малых диаметров имеют незначит. пропускную способность, поэтому для обработки одного и. того же объема воды требуется большее их число. Для повышения компактности установки Г.н. малых диаметров группируют в блоки, получившие наз. мультициклоны, или батарейные гидроциклоны. За рубежом выпускают батареи, объединяющие более сотни Г.н. В нашей стране мультициклоны состоят из 25 Г.н; диаметром 20 и 40 мм. При осветлении воды в Г.н. угол конусности рекомендуется принимать равным 10 или 5°.
В ряде случаев несколько Г.н. рекомендуется герметично присоединять к шламовой камере, прочность к-рой должна быть рассчитана на давление перед Г.н. Воздушный столб в Г.н. в этом случае может исчезать, что положительно сказывается на его работе. '
Г.н. можно использовать для выделения крупнодисперсных загрязнений‘с плотностью, меньшей плотности воды: жиров, масел и нефтепродуктов. Выделение "легкого" продукта в Г.н. происходит в центр, части. Поэтому
сливной патрубок принимают увеличенной длины, по оси в верхней части патрубка располагают дополнит, патрубок для отвода третьего продукта. Такие Г.н. получили наз. трехпродуктовых (вода — взвеш. в-ва — легкие продукты).
С помощью Г.н. можно успешно решать многие технологич. задачи: осветление сточных вод, напр. стекольных, фарфоровых производств (удаление песка, глины и т.п.), нефтепромыслов (извлечение нефти), мясокомбинатов (удаление жира, тяжелых загрязнений) и природной воды, забираемой из поверхностных источников; обогащение твердой фазы осадка сточных вод, напр. выделение карборунда из откачиваемого шлама сточных вод керамич. заводов, инертных загрязнений из известкового молока, абразивных загрязнений из осадка сточных вод перед подачей его для обезвоживания на шнековые центрифуги; сгущение сточных вод и выделение на очистных сооружениях осадков, отмывки от органич. в-в и нефтепродуктов песка, удаляемого гидроэлеваторами из песколовок; сгущение минер, осадка сточных вод перед его дальнейшим обезвоживанием. Гидроциклоны можно применять для защиты насоса от абразивного износа при перекачке им воды, содержащей взвеш. в-ва с абразивными свойствами. В этом случае Г.н. присоединяют к всасывающему патрубку насоса с помощью сливного патрубка, а воду забирают через впускной патрубок гидроциклона. Такие Г.н. получили наз. вакуумных.
ГИДРОЦИКЛОН ОТКРЫТЫЙ — аппарат круглой формы в плане для выделения взвеш. в-в под действием силы тяжести из вращающегося потока жидкости. Вращение жидкости возникает вследствие тангенциального впуска ее в аппарат. Вращательное движение воды интенсифицирует агломерацию взвеш. в-в и выделение их из жидкости. Г.о. применяют для выделения из воды крупнодисперсных примесей (размером более 100 мкм). Этот аппарат может выполнять функции песколовки на городских очистных сооружениях или первичного отстойника при очистке сточных вод нек-рых произв-в. Конич. диафрагма, установленная в верхней части Г.о., предназначена для предотвращения выноса взвеш. в-в, осн. масса к- рых движется в пристенной зоне поднимающегося потока воды. Г.о. с диафрагмой применяют для очистки коагулированных сточных вод, газоочистки металлургии, произ-в. Более эффективна конструкция Г.о. с конич. диафрагмой и внутр, цилиндром. Исходная вода подается тангенциально через два диаметрально противоположных
Гидроциклом открытый а — конструкции ДАЛЬСТРОМ; б — простейшей конструкции; в — с конической диафрагмой; г — с конической диафрагмой и внутренним цилиндром
впуска jb пространство, огранич. внутр, цилиндром. Во внутр, цилиндре образуется замкнутый циркуляц. поток воды, направл. вверх, а в пространстве между цилиндром и корпусом — направл. вниз. С этим потоком транспортируются в конич. часть взвеш. в-ва, движущиеся в пристенной зоне потока, и выводятся из Г.о.
Одно из достоинств Г.о. — неск. большая, чем у отстойников, уд. пропускная способность, что определяет их меньший объем и большую компактность. Расположение Г.о. на эстакаде, над уровнем земли, обеспечивает самотечный режим удаления выделенных взвеш. в-в и подачи их на последующие сооружения. Г.о. могут применяться в схемах очистки сточных вод автотранспортных предприятий, з-дов железобет. изделий, авторемонтных з-дов и др. произ-в, сточные воды к-рых загрязнены крупнодисперсными примесями.
ГИДРОЦИКЛОН-ФИЛЬТР — комбиниров. сооружение, в к-ром обеспечивается глубокая степень очистки воды, загрязненной взвеш. в-вами разного дисперсного состава. В качестве фильтрующего материала может применяться любой материал, используемый для фильтрования: песок, керамзит, горелые породы, шунгезит и т.д. Для регенерации загрузки корзину фильтра с помощью подъемного механизма
Гидроциклон-фильтр
1 — многоярусный пЩроциклоп; 2 — центр, труба;
3 — фильтров, загрузка
вынимают из Г.-ф. и помещают в резервуар с водой, барботируемой сжатым воздухом.
ГИДРОЦИКЛОН-ФЛОТАТОР, флото циклон — комбинированный аппарат для очистки сточных вод, в к-ром открытый многоярусный гидроциклон совмещен с флотатором, при этом верхняя часть аппарата над конической диафраг-
Гидроциклои-флотатор
а— конструкции Л.Д.Субботкина; б — конструкции ВОДГЕО; I — подающий патрубок; 2 — перфорир. трубопровод водовоздушной смеси; 3 — подача водовоздушной смеси; 4 — маслопровод; 5 — внутренний цилиндр; б — маслосборный лоток; 7— коаксиальные цилиндры; 8 — гидроциклон с конической диафрагмой и внутренним цилиндром
мой выполняет роль флотокамеры. Конструктивные размеры верхней части Г.-ф. определяют исходя из расхода воды, продолжительности процесса флотации и коэфф. использования объема флотокамеры.
ГЛАДКОТРУБНЫЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР — прибор кон- вективно-радиац. вида, состоящий из
Формы соединения стальных труб а—змеевиковая; 6 — регистровая; / — нитка; 2 — колонка; 3 — калач; 4 — заглушка
неск. соедин. вместе труб диаметром 32— 100 мм, образующих каналы для теплоносителя змеевиковой или регистровой формы. Трубы сваривают на расстоянии одна от др., превышающем на 50 мм их наружный диаметр. Г.о.п. характеризуется относительно высоким коэффициентом теплопередачи, его пылесобирающая поверхность невелика и легко очищается от пыли. Вместе с тем для изготовления Г.о.п. расходуется много стали, он громоздок и внешне непривлекателен. Применяется сравнительно редко (напр., при значит, выделении пыли в помещении).
ГЛУБОКАЯ ОЧИСТКА ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ СОРБЦИЕЙ — удаление из сточных вод нефтепродуктов, находящихся в них в истинно растворенной, эмульгиров. и коллдидной формах, а также в виде капель и пленок с помощью активиров. углей и др. сорбентов. Г.о.н.с. обеспечивает удаление эмульгиров., коллоидных и осн. части истинно растворенных нефтепродуктов, уменьшая их концентрацию до 0,5 (0,3)—0,05(0,02) мг/л. При данном виде очистки от эмульгиров. и коллоидных нефтепродуктов до остаточных концентраций не ниже 0,3—0,5 мг/л применяют макропористые углеродные и углеминер. сорбенты ДАК, БКЗ, МИУ и нек-рые местные материалы. Извлечение названных нефтепродуктов сорбентами происходит по механизм адгезии и адсорбции ассоциатов, поэтому сорбц. емкость сорбентов пропорциональна площади поверхности их пор и достигает 50— 100(300) мг нефтепродуктов на 1 г сорбентов. Очистка воды происходит на обычных скорых механич. фильтрах в режиме фильтрации через слой сорбента высотой 1,0—2,5 м со скоростью 5—10 м/ч. Регенерация сорбентов осуществляется обратной промывкой горячей (60—80°С) водой или пропариванием (110— 160°С).
Истинно растворенные нефтепродукты (до остаточной концентрации 0,02—
0,5 мг/л) извлекаются из воды лишь в процессе адсорбции на мезо- и микропористых сорбентах БАУ, ДАК-П, АГ-3 и др. Учитывая широкий спектр компонентов углеводородов в реальных водах, сорбенты, содержащие лишь микропоры, менее эффективны. При глубокой очистке вод преимущественно сорбируются углеводороды ароматич. ряда (Се—Cas), остаточное кол-во НП-1 истинно растворенных нефтепродуктов, как правило, представлено тяжелыми нормальными парафинами (Сао—Сзо). Достижение остаточных концентраций нефтепродуктов менее 0,1—0,3 мг/л возможно лишь при глубоком осветлении воды перед сорбцией до содержания примесей не более 2—3 мг/л. Сорбц. емкость сорбента по истинно растворенным нефтепродуктам зависит от объемов микро-, супермикро- и мезопор сорбента, ширины его микропор и составляет около 3—10 мг нефтепродуктов на 1 г активного угля. Следовательно, расход последнего для глубокой доочистки воды от нефтепродуктов (до 0,02— 0,05 мг/л) составляет около 0,05—0,5 кг на 1 м3 воды и зависит от концентрации в ней нефтепродуктов.
Адсорбция органич. в-в растет по мере снижения растворимости сорбируемого в-ва, вследствие чего глубокая доочистка холодных и соленых (в т.ч, балластных) вод от нефтепродуктов в целом более эффективна. Она возможна на гранулиров. активных углях в режиме фильтрации (слой толщиной 2—5 м, скорость 5— 10 м/ч) или с применением порошкообразных активных углей (на намывных фильтрах).
При сорбции истинно растворенных нефтепродуктов до остаточного содержания ниже 0,3—0,5 мг/л регенерация активного угля при очистке воды путем промывки горячей водой малоэффективна (необходимо пропаривание или термин, регенерация). Получение остаточных концентраций - нефтепродуктов около 0,02—0,05 мг/л возможно лишь при термин, или электротермии, регенерации сорбентов, или сочетании термин, и тепловой. Отрицат. фактором при повторном использовании гранулир. активных углей является наличие гидроксидов и карбонатов тяжелых металлов и кальция, накапливающихся на сорбенте и требующих удаления их хим. обработкой сорбента перед его термин, (электротермии.) регенерацией.
ГОДОВОЙ ГРАФИК ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СПРОСА ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК - график, связывающий тепловую нагрузку с необходимым временем ее поддержания. Т.к. суммарная тепловая нагрузка на отопит.- вентиляц. нужды и горячее водоснабжение изменяется непрерывно, график
Годовой график, продолжительности спроса тепловых нагрузок а—Ь—d ио-d—для -20°Си 167чГодовой график, продолжительности спроса тепловых нагрузок а—Ь—d ио-d—для -20°Си 167ч
Годовой график, продолжительности спроса тепловых нагрузок а—Ь—d ио-d—для -20°Си 167ч
Годовой график, продолжительности спроса тепловых нагрузок а—Ь—d ио-d—для -20°Си 167ч
строится по периодам, в течение к-рых расход теплоты не ниже определ. значения, в результате этого за отопит, сезон или за год тепловые нагрузки будут располагаться в порядке убывания. График строят по суммарной мощности, к-рую обеспечивает источник теплоты.
■ Ось времени разбивается на отрезки, каждому из к-рых соответствует определ. диапазон наружных темп-р, располагаемых в порядке возрастания. Отрезок соответствует числу часов повторяемости темп-p не выше граничного значения (эти данные приводятся в справочниках). Каждому временному отрезку соответствуют тепловые нагрузки не ниже граничного значения. Распределяя все расходы теплоты по временным отрезкам, строят Г.г.п.с.т.н. От начала координат по оси абцисс влево откладывают наружные темп-ры в порядке возрастания, захватывая весь диапазон темп-p для данного р-на, вправо — отрезки времени, в течение к- рых наружная темп-pa была не выше наибольшего значения для данного отрезка времени, включая повторяемость граничного — наибольшего значения темп-ры. Отрезок времени определяется шагом темп-p (обычно 5—10°С). По оси ординат откладывают тепловые нагрузки: слева — в зависимости от темп-ры наружного воздуха, справа — вытянутые во времени. В примере (для Москвы) макс, расход 600 МВт при t &.о * -26°С, миним. — 150 МВт в конце отопит, сезона, составляющего 213 сут. Интервалы темп-р — 5°С. Длительности интервалов Тинт, включая большую (крайнюю для отрезка времени) темп-ру t, приведены ниже.
По оси абсцисс влево от начала координат отложены наружные темп-ры от расчетного значения t ь.о -26°С через каждые 5° до +8°С. В зависимости от этих темп-p по оси ординат отложены потребные расходы теплоты (спрос потребителей па теплоту). Справа от начала координат по оси абцисс отложено время, ч. Каждому интервалу темп-p, наир. -26, -20°С, включая -20°С, соответствует интервал, ч, в течение к-рого встречаются эти темп- ры. Этот интервал составляет 127 ч (по таблице время повторяемости темп-р ниже -20°С — 167 ч, из них ниже -26°С — 40 ч). Перенося из графика расходов теплоты тепловую нагрузку, соответствующую -20°С, на график продолжительности, в точке пересечения с линией, восстанови, из оси абцисс с координатой в 167 ч, получают ее пространств. расположение. Соединив все точки, соответствующие потребным тепловым нагрузкам для границ интервалов времени плавной линией, получают график продолжительности спроса тепловых нагрузок. Первая точка графика соответствует расчетным условиям. Для Москвы t ?110 равна —26°С, а повторяемость нагрузок не ниже той, к-рая соответствует -26°С, составляет 40 ч. Следовательно, первая точка, соответствующая макс, нагрузке, будет отстоять от начала координат на 40 ч, в течение к-рых потребители нуждаются в более высоких тепловых нагрузках, чем расчетная. Эти нагрузки не обеспечены (на схеме они показаны пунктирной линией, а их недостающий объем, МВтч, заштрихован). Степень обеспеченности макс, тепловых
нагрузок обусловливается нормиров, значением расчетной наружной темп-ры.
Площадь под кривой продолжительности тепловых нагрузок определяет общее кол-во теплоты, потребл. за весь период. Построение этой площади с ординатой, равной макс, нагрузке, показывает время (по оси абцисс), н течение к- рого вырабатывается вся нагрузка. Его наз. числом часов использования максимума. Чем больше эго число, тем равномернее, расходуется теплота потребителями в рассматриваемый период.
Г.г.п.с.т.н. связывают расходы теплоты с необходимым временем их поддержания и используются при выборе оборудования источников теплоты, режима загрузки агрегатов, параметров теплоносителя при теплофикации и при решении ряда др. задач. Базовую часть тепловой нагрузки покрывают наиболее экономичными агрегатами, обеспечивая наибольшую длительность их работы. На ТЭЦ базовую часть обеспечивают паром из отборов турбин, а пиковую — спец, пиковыми котлами.
f,°C ниже - 35т, ч 3f,°C ниже - 35т, ч 3-35,..-30-30...-251231-35,..-30-30...-251231-25...-20-20...-15121237-25...-20-20...-15121237-15...-1010.. -5470800-15...-1010.. -5470800-5...00...55.„812531333660-5...00...55.„812531333660ГОДОВОЙ РАСХОД ГАЗА — показатель, служащий основой для разработки проекта газоснабжения города или поселка. Расчет Г.р.г. производится по нормам на конец расчетного периода с учетом перспектив развития городских потребителей газа. Расчетный периодопределяется планом развития города или поселка. Различают следующие виды потребления газа: в квартирах; в коммун, и обществ, учреждениях; на отопление и вентиляцию зданий; пром, предприятиях. Расход газа на бытовые, коммун, и обществ, нужды зависит от ряда факторов: газооборудования, благоустройства и населенности квартир, газооборудования гор. учреждений и предприятий, степени обслуживания населения этими учреждениями и предприятиями, охвата потребителей центральных систем горячего водоснабжения и от климатич. условий. Большинство этих факторов учесть с необходимой точностью не удается, поэтому нормы расхода разрабатываются на основании опытных данных по потреблению газа и их статистич. анализу. Особенно трудно нормировать расход газа в квартирах, т.к. он зависит от степени обслуживания гор. жителей коммунал. услугами: столовыми, буфетами, кафе, ресторанами, прачечными,. банями и др. предприятиями. Нормы учитывают средние условия. Для достижения необходимой точности расчета их периодически корректируют на осно-
f,°C ниже - 35
т, ч 3
f,°C ниже - 35
т, ч 3
-35,..-30-30...-25
1231
-35,..-30-30...-25
1231
-25...-20-20...-15
121237
-25...-20-20...-15
121237
-15...-1010.. -5
470800
-15...-1010.. -5
470800
-5...00...55.„8
12531333660
-5...00...55.„8
12531333660
вании анализа фактич. потребления с учетом перспектив развития гор. застройки и предприятий обслуживания населения. В строит, нормах и правилах (СНиП) приводятся нормы Г.р.г. в жилых зданиях, коммунально-бытовых и обществ, предприятиях. Указываются они по расходу теплоты в газе (с учетом кпд газоиспользующих установок), отнесенному к 1 человеку или условной единице. Так, расход газа на хлебозаводах и пекарнях отнесен .к 1 т изделий, в больницах — к 1 больничной койке. Поэтому для расчета Г.р.г. необходимо определить кол-во условных единиц в городе (напр., объем потребляемого хлеба в т или кол-во коек во всех больницах) по фактич. данным с учетом развития города, а при их отсутствии — по градостроит. нормам. Для расчета Г.р.г. на бани, прачечные, столовые и рестораны следует знать степень охвата населения услугами этих предприятий, имея в виду, что часть из них могут использовать др. виды энергии — твердое топливо или жидкое котельное топливо, пар или горячую воду от ТЭЦ, электрич. энергию. Какая-то часть квартир также может быть оборудована электроплитами. Методику расчета расхода теплоты на отопление и вентиляцию зданий см. Расход теплоты в системах теплоснабжения. Зная расход теплоты, определяют расход газа с учетом кпд источника теплоты. Расходы газа пром- стью определяют по каждому конкретному предприятию. При переводе на газовое топливо предприятий исходят из потребления ими топлива, которым они пользовались до перевода на газ, с учетом изменения кпд. При перерасчете следует учитывать возможность улучшения технологии и соответствующего сокращения расхода газа ввиду его высоких качеств. Для вновь строящихся предприятий используют данные проектов.
ГОДОВЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ — сумма расходов теплоты для всех режимов потребления в течение года. Для ее расчета необходимо знать связь потребляемой мощности с определяющим параметром, к-рым для отопления и вентиляции является темп-pa наружного воздуха. Для горячего водоснабжения такой связи нет, и различают только два режима — зимний и летний. Г.р.т. на отопление и вентиляцию жилых зданий определяют как расход на теплопотери через наружные ограждения и на инфильтрацию минус внутр, тепловыделения. Первая осн. составляющая пропорциональна разности темп-p. Она определяется произведением средней мощности, к-рую находят пересчетом макс, (расчетной) на среднюю за отопительный сезон на длительность отопит, периода. Мощность внутр, тепло
выделений не зависит от наружной темп- ры, поэтому ее умножают на длительность отопит, сезона. Годовой расход теплоты Q ”, Вт.ч, равен: Qf = 6 w l(^~ f & ) / / Це t^H-o )] Пот-24 + Оге ^ж Пог 24, где g S — макс, расход теплоты на теплопотери и инфильтрацию жилого здания, Вт; От» — уд. тепловыделения, Вт/м2; Р» — жилая площадь здания, м , t^,tW» и tpa — расчетная и средняя за отопит, сезон темп-pa наружного воздуха, расчетная темп-pa внутр, воздуха, °C; Пот — длительность отопит, сезона, сут. Среднюю темп-ру наружного воздуха и длительность отопит, сезона берут из климатологии, справочников.
Годовой расход теплоты на отопление и вентиляцию обществ, зданий Q ?6, Вт-ч, определяют по ф-ле Q^6 = Q<nA(tS — - tX>")/(tpe - f^) Иот-24 + Qe (^ + + 1Сн^>У(1в - ^м)]?гот16, где Qor и Qb — макс, расходы теплоты на отопление и вентиляцию обществ, здания, Вт; 16 — число часов работы вентиляции в 1 сут.
. Г.р.т. на горячее водоснабжение жилых и обществ, зданий рассчитывают по ф-aeQ V = Q сРп<>24+ Q £р(350- щ>)24, где Q ср и Q ср — средние расходы теплоты на горячее водоснабжение в зимний (отопит, сезон) и летний периоды, Вт; 350 — число суток работы системы горячего водоснабжения в году.
ГОРЕЛКА АТМОСФЕРНАЯ — горелка с предварит, смешением газа с частью воздуха; относится к классу эжекционных горелок, работающих при атм. давлении или разрежении в топке до 20 Па. Г.а. состоит из газового сопла, эжекц. смесителя, головки с большим числом отверстий и регулятора первичного воздуха. Предварит, смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения и наз. первичным, осуществляется в эжекц. смесителе, куда первичный воздух эжектируется струей газа. Оттуда смесь с равномерными полями концентраций топлива и окислителя под избыточным давлением поступает в головку Г.а. Из нее газовоздушная смесь истекает через отверстия со скоростью, обеспечивающей устойчивое горение. Часть воздуха, необходимая для полного сгорания газа и наз. вторичным воздухом, поступает к пламени непосредственно из окружающей среды за счет диффузии и эжектирующего действия истекающих струй. Пламя Г.а. имеет 2 конуса: внутр, ярко очерченный, зелено-голубого цвета и внешн., имеющий нёск. размытые контуры и бледно-фиолетовый цвет. Во внутр, конусе выгорает та часть газа, к-рая обеспечена первичным воздухом (газ сгорает кинетич. пламенем).
Внешн. конус представляет собой пламя диффуз. типа. Г.а. работает с коэфф, первичного воздуха а' - 0,45...0,7. Для обеспечения полного сгорания газа в зависимости от условий работы Г.а. коэфф. избытка воздуха колеблется в пределах 1,3—1,8. Головка обычно представляет собой коллектор с большим числом выходных отверстий. Конструкция головок конфорочных горелок газовых плит соответствует посуде, к-рая устанавливается на них, а горелок водонагревателей, кипятильников, котлов и т.д. — габаритам топок этих агрегатов и условиям работы в них. Головка Г.а. расположена в топке так, чтобы к ней были обеспечены подвод необходимого вторичного воздуха, норм, развитие конуса пламени и отвод продуктов сгорания газа. Высоту топочной камеры проектируют такой, чтобы внутр, конус пламени не соприкасался с холодными поверхностями нагрева, т.к. это приводит к хим. неполноте сгорания газа и к появлению в продуктах сгорания оксида углерода (СО). Высота внутр, конуса пламени зависит от состава газа, коэфф, первичного воздуха, скорости выхода газовоздушной смеси и диаметра выходных отверстий. Для обеспечения стабильного разрежения в плоскости головки Г.а., ус- тановл. в топках агрегатов, оборудуют тя- гопрерывателями (см. Тягопрерыватель).
Достоинства Г.а.: простота конструкции и надежность работы, возможность работы при низком давлении газа; отсутствие необходимости в подаче воздуха под давлением; устойчивая работа в широком диапазоне изменения тепловой мощности; бесшумность. Г.а., как правило, работают на газе низкого давления и применяются в бытовых газовых аппаратах (плитах, водонагревателях), в тепловых установках обществ, питания (ресторанные плиты, кипятильники), в лабораторной практике, в чугунных отопит, котлах и сушилках.
Конфорочная горелка газовой плиты1 — крышка; 2 — основные отверстия; 3 — вспомогательные отверстия стабилизирующего пламени; 4, 5 — огневой и вертикальный насадки^б — сопло; 7—присоединительный патрубок с резьбойКонфорочная горелка газовой плиты1 — крышка; 2 — основные отверстия; 3 — вспомогательные отверстия стабилизирующего пламени; 4, 5 — огневой и вертикальный насадки^б — сопло; 7—присоединительный патрубок с резьбой
Конфорочная горелка газовой плиты
1 — крышка; 2 — основные отверстия; 3 — вспомогательные отверстия стабилизирующего пламени; 4, 5 — огневой и вертикальный насадки^б — сопло; 7—присоединительный патрубок с резьбой
Конфорочная горелка газовой плиты
1 — крышка; 2 — основные отверстия; 3 — вспомогательные отверстия стабилизирующего пламени; 4, 5 — огневой и вертикальный насадки^б — сопло; 7—присоединительный патрубок с резьбой
Конфорочная горелка стола газовой плиты ПГЧ-К модель 1445 предназначена для сжигания природных и сжиж. углеводородных газов, снабжена вертик. литым смесителем, на к-ром имеется резьба под накидную гайку для соединения с газопроводом плиты и установки сопла. В ней предусмотрено 2 ряда отверстий с размерами и шагом, предотвращающими слияние языков пламени. Верхний ряд отверстий — осн., нижний—для создания стабилизирующего пламени (для повышения устойчивости горения).
Горелка газовых проточных водонагревателей ВПГ-18 имеет повыш. эжекц. способность, предназначена для сжигания природных и сжиж. углеводородных газов. Имеет 2 эжекц. трубки, к- рые присоединены к общему распределит.
Основная горелка газовых проточных водонагревателей
1 — газоподводящий коллектор; 2 — распределительный патрубок головки горелки;' 3 — эжекционный смеситель; 4 — щелевые отверстия;
5 — распределительный коллектор; 6 — газовое сопло с тремя отверстиями; 7 — газовые отверстия
коллектору. Газ в каждую эжекц. трубку подают через сопло с тремя отверстиями. Такая конструкция позволяет сократить размеры эжекц. смесителя и одновременно увеличить коэфф, первичного воздуха а* до 0,75. К распределит, коллектору присоединена головка горелки, состоящая из 13 трубок с щелевыми отверстиями, располож. вдоль продольной оси по краям каждой трубки в 2 ряда. Щели для выхода газовоздушной смеси образованы за счет вырезов в стальных пластинах, вставляемых в верхнюю часть трубок. Стальная пластина обеспечивает необходимую термостойкость горелки. Устойчивость горения в отношении отрыва обеспечивается малыми скоростями истечения газовоздушной смеси из отверстий и взаимным поджиганием факелов, а в отношении проскока — докритической шириной щели. Эти горелки могут использоваться в
Эжекционная горелка ГГИ
1 — фронтовая плита; 2 — газопровод; 3 — поворотная заслонка с отверстиями для регулирования подачи вторичного воздуха; 4 — штуцер с краном для присоединения манометра; 5 — головки горелки; б — кожух для подачи вторичного воздуха; 7— рабочий кран; 8— эжекционный смеситель; 9— воздушная заслонка первичного воздуха; 10— отверстие с крышкой для запальной горелки и наблюдения за горением .
кипятильниках, дистилляторах, варочных котлах и др. установках с близкой тепловой мощностью. "
Эжекц. горелка ГГИ предназначена для сжигания природного и сжиж. углеводородных газов в топках ресторанных плит, пищеварочных котлов, хлебопекарных печей, сушилок и др. газоиспользующих агрегатов, работающих под разрежением. Разработаны 3 газогорелочных блока: ГГИ-2 с одной, ГГИ-4 с двумя, ГГИ- 6 и ГГИ-10 с тремя горелками. Особенность ее в том, что головка имеет не коллектор с большим числом отверстий, а конич. трубку с одним отверстием большого диаметра. В результате значит, удлиняется пламя горелки. Из-за разрежения в топке вторичный воздух по кольцевому каналу между головкой й спец, кожухом поступает к корню факела. У горелки предус-
Групповая эжекционная горелка низкого давления
1 — колосниковая решетка; 2 — газовый коллектор; 3 — шамотные кирпичи; 4 — смеситель; 5 — стабилизатор пламени; б — крышка с щелевыми отверстиями; 7—канал для прохода вторичного воздуха; 8 —- отверстия для подачи первичного воздуха; 9 — газовое сопло; 10 -- патрубок
мотрена возможность регулирования кол- ва первичного и вторичного воздуха. Устойчивость горения обеспечивается подачей первичного воздуха с а’ -0,5, ,т.е. образованием негорючей смеси. При этом предотвращается проскок пламени, а отрыв невозможен ввиду того, что скорость истечения газовоздушной смеси не превышает скорости распространения пламени.
Групповая эжекц. горелка низкого давления используется для сжигания природного газа в топках чугунных котлов (типа "Универсал”, "Энергия", "Тула" и т.п.). Она состоит из газового коллектора, к к-рому приварены патрубки, имеющие по 3 отверстия. На каждом патрубке вертикально крепится смеситель. В его верхней части установлены кольцевой стабилизатор и крышка со щелевыми отверстиями для выхода газовоздушной смеси. Расстояние между смесителями — 230, длина смесителя — не более 240, диаметр — 50 или 60 мм. Вторичный воздух поступает к корню факела через канал между шамотными кирпичами и смесителем. Длина факела при а’ - 0,4 — около 0,6 м. Диапазон устойчивой работы горелок по давлению 100—2000 Па, номин. давление — 1000 Па. Для топок продольной формы разработаны горелки эжекц. многофакельные ГИ-Н 8 типоразмеров с номин. тепловой мощностью 17—105 кВт, работающие в диапазоне давлений 350— 1500 Па, и ГКС с тепловой мощностью 19—60 кВт и рабочим давлением в диапазоне 50—1800 Па (для природного газа). Эти горелки работают с коэфф, первичного воздуха, равным 0,4—0,6. ■
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ, г азо г о рело ч н о е устройство — устройство, обеспечивающее подачу горючего газа и окислителя (воздуха или кислорода), их смешение, подогрев, воспламенение и устойчивое сжигание. Используется в бытовых газовых приборах (см. Газовые приборы для жилых зданий), в котлоагрегатах: (см. Горелка газовая на котлоагрегатах) , для отопления пром, печей (см. Газогорелочное устройство для промышленных печей).
Горелка газоваяа — полного предварительного смешения газа с воздухом) 5 — предварительного смешения газа с частью воздуха; в — без предварительного смешения газа с воздухом; I — газовое сопло; 2 — эжектор; 3 — горловина; 4—диффузор; 5 — насадок; 6 — воздушная заслонка; 7 — огневое отверстие; 8 — коллекторГорелка газоваяа — полного предварительного смешения газа с воздухом) 5 — предварительного смешения газа с частью воздуха; в — без предварительного смешения газа с воздухом; I — газовое сопло; 2 — эжектор; 3 — горловина; 4—диффузор; 5 — насадок; 6 — воздушная заслонка; 7 — огневое отверстие; 8 — коллектор
Горелка газовая
а — полного предварительного смешения газа с воздухом) 5 — предварительного смешения газа с частью воздуха; в — без предварительного смешения газа с воздухом; I — газовое сопло; 2 — эжектор; 3 — горловина; 4—диффузор; 5 — насадок; 6 — воздушная заслонка; 7 — огневое отверстие; 8 — коллектор
Горелка газовая
а — полного предварительного смешения газа с воздухом) 5 — предварительного смешения газа с частью воздуха; в — без предварительного смешения газа с воздухом; I — газовое сопло; 2 — эжектор; 3 — горловина; 4—диффузор; 5 — насадок; 6 — воздушная заслонка; 7 — огневое отверстие; 8 — коллектор
Г. г. должны соответствовать след, требованиям: обеспечивать полное сгорание газа с миним. избытком воздуха и образованием вредных в-в в продуктах сгорания; устойчиво работать во всем диапазоне регулирования без сильного шума, уровень к-рого не должен превышать 85 дБ; иметь простую конструкцию без деталей сложной формы, эстетичный вид, технологичность, обеспечивающую простоту и точность изготовления; быть безопасными в эксплуатации, допускать применение автоматики регулирования и безопасности. Тепловая мощность Г.г., кВт, — кол-во теплоты, выделяющейся при полном сгорании часового расхода проходящего через нее газа. Различают номин., макс, и миним. тепловую мощность. Номин. — макс, мощность, допустимая при длит, работе с миним. коэфф. избытка воздуха и при допустимой по установл. нормам хим. неполноте сгорания газа; макс. — принимаемая равной 0,9 тепловой мощности, достигнутой в макс, предельном режиме без нарушения устойчивой работы; миним. — принимаемая равной 1,1 тепловой мощности, к-рая обеспечивается в миним. предельном режиме. Коэфф. предельного регулирования Кп.р по тепловой мощности определяет отношение макс, тепловой мощности к миним. (т.е. пределы устойчивости и безопасной работы Г.г.). Коэфф. рабочего регулирования Кр.р — отношение номин. тепловой мощности к минимальной. Давление газа и воздуха Р, Па, перед Г.г. подразделяют на номин., макс, и мин., соответствующее номин., макс, и миним. тепловой мощности горелки. Номин. относит, длина факела равна расстоянию по его оси от выходного сечения Г.г., измеренному при ее работе с номин. тепловой мощностью в калибрах (диаметрах) выходного сечения до точки, где концентрация СОг в продуктах сгорания при коэфф, избытка воздуха а , равном 1, составляет 95% расчетной объемной концентрации СОг в продуктах полного сгорания. Коэфф, избытка возду
ха а показывает отношение действит. расхода воздуха на Г.г. к теоретически необходимому. Объемный коэфф, эжекции равен отношению объемного расхода эжектируемого (подсасываемого) Г.г. первичного воздуха к объемному расходу газа. Давление (разрежение) в камере сгорания Рт, Па, —давление (разрежение) в камере сгорания в выходном сечении Г.г. при ее работе с номин. тепловой мощностью. Уд. металлоемкость т, кг/кВт, — отношение массы Г.г. к ее номин. тепловой мощности. Шумовая хар-ка показывает уровень звукового давления, создаваемого работающей Г.г. в зависимости от спектра частот. Уровень шума определяют на расстоянии 1 м от Г.г. и на высоте 1,5 м от пола.
Горение — процесс быстрого высоко- темп-рного окисления, сочетающий физ. и хим. явления, когда во фронте пламени концентрация топлива и окислителя резко падает, а концентрация продуктов сгорания и уровень темп-ры резко повышаются. Процесс горения можно разделить на три последовательно протекающие стадии: смесеобразование, в результате к- рого обеспечивается физ. контакт между топливом и окислителем; подогрев смеси до тем-ры воспламенения; горение газа (хим. реакция). Скорость процесса горения зависит от скорости протекания всех стадий. Процесс кинетич. горения определяется свойствами смеси: энергией активации, концентрацией реагирующих в-в и др. Кинетич. процесс горения характеризуется малой устойчивостью, поэтому при сжигании газа таким способом применяют искусств, стабилизацию фронта воспламенения. При раздельной подаче газа и воздуха без предварительного перемешивания смесеобразование протекает одновременно с подогревом и горением, и скорость процесса горения в целом определяется скоростью смесеобразования. Такой способ горения наз. диффузионным, поскольку контакт между газом и воздухом происходит за счет молекулярной или турбулентной диффузии. Скорость диффуз. горения определяется
аэродинамич. и диффуз. факторами и практически не зависит от физ. и кинетич. свойств смеси. Кинетич. и диффуз. способы горения — крайние случаи, т.к. при кинетич. однородную газовоздушную смесь приготовляют заранее, а при диффуз. ее заранее не приготовляют и искусственно не интенсифицируют, и горение протекает за счет естеств. процессов диффузии. Между этими крайними способами происходит множество процессов горения газа по диффузионио-кинетич. способу, к-рый характеризуется искусств, интенсификацией смесеобразования. Его достоинством является возможность регулирования процесса горения в широком диапазоне.
По диффузионно-кинетич, способу осуществляется двухступенчатое сжигание газа. При нем Г.г. обеспечивает предварит. смешение газа с частью необходимого для горения воздуха, а остальной воздух поступает непосредственно к факелу. В этом случае кинетически сгорает только часть газа, предварительно обеспеченная воздухом, к-рый называется первичным. Оставшаяся часть газа, раз- бавл. продуктами горения, сгорает за счет кислорода вторичного воздуха, т.е. по диффуз. принципу.
Стадии процесса горения последовательно осуществляются в смесит, устройстве, головке и туннеле (амбразуре) Г.г. В смесит, устройстве происходит смешение газа с воздухом. Головка Г.г. обеспечивает выход газовоздушной смеси в топочную камеру или воздушное постранство в зависимости от условий ее работы. Осн. назначение головки — стабилизировать у своего устья фронт воспламенения уже готовой или только что образовавшейся горючей смеси и предотвратить проскок или отрыв пламени.
Огневая часть (горелочные блоки) Г.г. представляет собой туннель (амбразуру) , к-рый служит дополнит, смесителем, источником зажигания и стабилизатором горения, а также помогает создать необходимую форму факела. В туннеле процесс горения может протекать полностью или частично. Горелочные блоки изготовляют из шамота, высоко глиноземистого кирпича или бетона в зависимости от условий их работы. В нек- рых Г.г. используют охлаждаемые ме- таллич. туннели. Г.г. классифицируют: по методу сжигания газа — полного предварит, смешения газа с воздухом, работающие по кинетич. принципу; предварит, смешения газа с частью воздуха, необходимого для горения; с незаверш, предварит, смешением газа с воздухом, работающие по диффуз.-кинетич. принципу; без предварит, смешения газа с воздухом, обеспечивающие диффуз. процесс; по тех нич. параметрам и конструктивным особенно-
Газомазутная горелка ГМГм1,2 — воздуховоды вторичного и первичного воздуха; 3 — горелка ГМГм; 4 — газовый патрубок с отключающим устройством; 5 — горелочный туннель; б—амбразура; 7—смотровой люк; 8—экранные трубы; 9—лазГазомазутная горелка ГМГм1,2 — воздуховоды вторичного и первичного воздуха; 3 — горелка ГМГм; 4 — газовый патрубок с отключающим устройством; 5 — горелочный туннель; б—амбразура; 7—смотровой люк; 8—экранные трубы; 9—лазВОЗДУХВОЗДУХ
Газомазутная горелка ГМГм
1,2 — воздуховоды вторичного и первичного воздуха; 3 — горелка ГМГм; 4 — газовый патрубок с отключающим устройством; 5 — горелочный туннель; б—амбразура; 7—смотровой люк; 8—экранные трубы; 9—лаз
Газомазутная горелка ГМГм
1,2 — воздуховоды вторичного и первичного воздуха; 3 — горелка ГМГм; 4 — газовый патрубок с отключающим устройством; 5 — горелочный туннель; б—амбразура; 7—смотровой люк; 8—экранные трубы; 9—лаз
ВОЗДУХ
ВОЗДУХ
с т я м (по способу подачи воздуха на горение) — бездутьевые, у к-рых воздух поступает в топку за счет разрежения или конвекции; эжекционные, у к-рых воздух засасывается энергией газовой струи (эжектирование газа воздухом применяется редко); дутьевые с принудит, подачей воздуха вентилятором; п о номин. давлению газа и воздуха—-низкого давления газа до 5 кПа и воздуха до 1 кПа; среднего давления газа 5—10 кПа и низкого давления воздуха; высокого давления газа более 10 кПа и низкого давления воздуха; низкого давления газа и среднего давления воздуха 1—3 кПа; среднего давления газа и воздуха; высокого давления газа и среднего давления воздуха; низкого давления газа и высокого давления воздуха более 3 кПа; среднего давления газа и высокого давления воздуха, высокого давления газа и воздуха; по теплоте сгорания и с и о л ьз у е м о го га за — работающие на газе с теплотой сгорания: низкой, средней, высокой I и II групп; п о номин. тепловой мощности (до 200; св. 200—400; св. 400—800; св. 800— 1600; св. 1600—3200; св. 3200—32 000; св. 32000кВт); по номин. относит, длине факела — микрофакельное (беспламенное) сжигание (дд’ 10; св. 10— 16; св. 16—25; св. 25—40; св. 40—63; св. 63—100;свЛОЮ); по способу локализации пламени (свободные факелы, в огнеупорном туннеле или камере, на огнеупорной поверхности, на металлич. сетке, в пористой перфориров. или зернистой огнеупорных насадках).
Все Г.г. проходят гос. испытания, состоящие из визуального осмотра, холодных и огневых продувок. Испытания проводят в стационарном режиме при плавном увеличении или уменьшении тепловой мощности. Теплотехнич. и аэродинамич. хар-ки факела определяют на номин. режиме работы Г.г. Состав продуктов сгорания (оксида углерода СО, окислов азота МОхИ серы, бенз (а) пирена) выявляется в конце топочной камеры и на срезе . туннеля на всех режимах регулировочных хар-к.
Тип и хар-ку газогорелочного устройства выбирают в зависимости от назначения и конструкции газового аппарата, требований к технологии нагрева, вида и хар-ки топлива. См. также Горелка атмосферная, Горелка газомазутная, Горелка газовая турбулентного смешения. Горелка инфракрасного излучения, Горелка газовая туннельная, Горелка форкамерная, Эжекционная горелка.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ НА КОТЛОАГРЕГАТАХ — устройство, преобразующее хим. энергию топлива в тепловую и обеспечивающее экономичность, безопасность и долговечность работы котлоагрегата с миним. кол-вом выбросов вредных
в-в в атмосферу. Элементом системы теплоснабжения является источник теплоты — котельная, к-рая оборудуется паровыми или водогрейными котлами. Для централизованных систем теплоснабжения пром-сть серийно выпускает газовые (газомазутные) котлы: паровые с давлением пара до 4 МПа и произ-стью 2,5—75 т пара/ч, водогрейные с тепл- опроиз-стью 4,5—115 МВт и темп-рой воды до 200°С. На котлоагрегатах типа ДКВР, к-рые работают на газообразном топливе (резервное топливо — мазут), устанавливают горелки ГМГм. 'Эксплуатируются котлы ДКВР, оборудов. горелками ГМГ, НГМГ, ГМГА, ГМГБ (см. Горелка газомазутная). При резервном твердом топливе котлы оборудуют пылегазовыми горелками, приспособл. для сжигания угольной пыли и газообразного топлива, или газовыми, к-рые устанавливают с фронта котла (горелки типа ГА, ГГВ, ИГК, подовые низкого или среднего давления) или на боковых стенках (блочные эжекционные БИГ и вертикально-щелевые — сМ. Эжекционная горелка). Преимущество боковой компоновки горелок — возможность перехода котлов с осн. топлива на резервное и обратно без демонтажа газовых горелок. На котлах типа Е (ДЕ), работающих на газообразном и жидком котельном топливах, устанавливают газомазутные горелки типа ГМ (ГМП). Типоразмер горелочных устройств, компонуемых с наиболее распро- стран. на практике котлами ДКВР и ДЕ, см. Паровой котел.
Теплофикац. водогрейные газовые котлы ТВГ-4Р и ТВГ-8М оборудуют подовыми диффуз. горелками, воздух к к-рым подают дутьевым вентилятором (без принудит, подачи воздуха к горелкам котлы удовлетворительно работают при нагрузках до 40% номин.). Горелки устанавливают в отсеках котла между двухсветными экранами. Пиковые теплофикац. водогрейные котлы типа ПТВМ теплопроиз-стью 58—116 МВт оборудуют газомазутными горелками с индивид, дутьевыми вентиляторами. Г.г.н.к. располагают на боковых (ПТВМ- 50) или на задней и фронтовой (ПТВМ-
100) стенах топки в два яруса, при этом одна или две горелки нижнего яруса с каждой стороны котла являются растопочными и имеют зажигающие устройства. Установка большого числа горелок осложняет наладку и регулирование котлов, особенно при пониж. нагрузках и работе на мазуте. При регулировании тепловой нагрузки котла за счет отключения и включения Г.г.н.к. часто в топке происходят "хлопки", что приводит к разрушению конструкций котла. Котел ПТВМ-30М-4 (стандартная индексация КВ-ГМ-30-150) оборудован шестью газомазутными горелками среднего давления (15—17 кПа) (произ-ность по газу 660 м3/ч, по мазуту 6200 кг/ч). Конструкция горелок обеспечивает периферийный подвод газа и ме- ханич. распыливание мазута. Горелки (по 3 шт.) расположены на боковых стенках топочной камеры в местах, где предусмотрена соответствующая разводка экранных труб. Для отключения подачи газа при погасании факела и для растопки котел
3900
Горелка на котле KB-ГМ теплопроиэводитель- ностыо 11,6—34,9 МВт
1 — горелка РГМГ-10 (20,30); 2 — мазутная форсунка;
3.4 — патрубок вторичного и первичного воздуха
оборудуют двумя запально-защитными устройствами. Теплопроиз-сть котла регулируют включением или выключением горелок.
Котел Е-1-9Г предназначен для работы на газообразном топливе и оборудован
1212таюхтаюх441010Газовая горелка Г-1 (Г-0,4)Газовая горелка Г-1 (Г-0,4)диск запальной горелки; 5 — шайба для стабилизации факела горелки; 9 — конический смеситель; 10 — контрольный электрод; 11 — основная труба для подачи газа; 12 — запальная трубадиск запальной горелки; 5 — шайба для стабилизации факела горелки; 9 — конический смеситель; 10 — контрольный электрод; 11 — основная труба для подачи газа; 12 — запальная труба1 — фарфоровые трубки; 2 — воздушный короб; 3 — фронтовой лист; 4 — теплоизоляция; 5 — хомуты для крепления электродов; б — электрод для розжига запальной горелки; 7— стабилизирующий1 — фарфоровые трубки; 2 — воздушный короб; 3 — фронтовой лист; 4 — теплоизоляция; 5 — хомуты для крепления электродов; б — электрод для розжига запальной горелки; 7— стабилизирующийОсновная горелка гаэогорелочного автоматизированного блока Л1-Н1 — электромагнитный привод к воздушной заслонке; 2 — газовый патрубок; 3 — стабилизирующий диск с лопатками; 4 — лопатка; 5 — газовый распределитель; б — смеситель; 7 — газовая камера; 8— воздушный патрубокОсновная горелка гаэогорелочного автоматизированного блока Л1-Н1 — электромагнитный привод к воздушной заслонке; 2 — газовый патрубок; 3 — стабилизирующий диск с лопатками; 4 — лопатка; 5 — газовый распределитель; б — смеситель; 7 — газовая камера; 8— воздушный патрубок
12
12
таюх
таюх
4
4
10
10
Газовая горелка Г-1 (Г-0,4)
Газовая горелка Г-1 (Г-0,4)
диск запальной горелки; 5 — шайба для стабилизации факела горелки; 9 — конический смеситель; 10 — контрольный электрод; 11 — основная труба для подачи газа; 12 — запальная труба
диск запальной горелки; 5 — шайба для стабилизации факела горелки; 9 — конический смеситель; 10 — контрольный электрод; 11 — основная труба для подачи газа; 12 — запальная труба
1 — фарфоровые трубки; 2 — воздушный короб; 3 — фронтовой лист; 4 — теплоизоляция; 5 — хомуты для крепления электродов; б — электрод для розжига запальной горелки; 7— стабилизирующий
1 — фарфоровые трубки; 2 — воздушный короб; 3 — фронтовой лист; 4 — теплоизоляция; 5 — хомуты для крепления электродов; б — электрод для розжига запальной горелки; 7— стабилизирующий
Основная горелка гаэогорелочного автоматизированного блока Л1-Н
1 — электромагнитный привод к воздушной заслонке; 2 — газовый патрубок; 3 — стабилизирующий диск с лопатками; 4 — лопатка; 5 — газовый распределитель; б — смеситель; 7 — газовая камера; 8— воздушный патрубок
Основная горелка гаэогорелочного автоматизированного блока Л1-Н
1 — электромагнитный привод к воздушной заслонке; 2 — газовый патрубок; 3 — стабилизирующий диск с лопатками; 4 — лопатка; 5 — газовый распределитель; б — смеситель; 7 — газовая камера; 8— воздушный патрубок
горелками Г-1 и Г-0,4. Горелку устанавливают с фронта в верхней части котла к конич. амбразуре из жаростойкого бетона. Горелка с принудит, подачей воздуха Г01 имеет 2 трубы для подвода газа: осн. и запальную (для розжига и стабилизации горения). Горелка в соответствии с применяемой системой автоматики работает в двухпозиц. режиме: 100 и 40% номин. расхода газа. Подачу воздуха в горелку в зависимости от расхода газа рейдируют заслонкой, установл. на воздушном регистре. Разработаны 2 модификации горелок: устанавливаемые вертик. и горизонт., отличающиеся размерами и способом крепления стабилизирующей шайбы. Воздух, необходимый для горения, подают вентилятором.
Выпускаемые чугунные секц. котлы оборудуют топками для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке; стальные отопит, котлы малой мощности приспособлены для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлив. Поэтому при наличии газообразного топлива котлы переоборудуют для сжигания газа. Тип газогорелочного устройства зависит от марки котла, его мощности, наличия
Вертикально-водотрубный двухбарабанный котел Е-1/9-И
1 — горелка Г-1; 2 — коническая амбразура; 3 — теплоизоляция (вулканит или совелит); 4 — огнеупорный кирпич; 5 — потолочный экран; 6 — предохранительный взрывной клапан; 7 — верхний барабан; 8 — конвективный пучок труб; 9 — перегородки из жаростойкой стали; 10 — канал для отвода продуктов сгорания; 11 — нижний барабан; 12 — дутьевой вентилятор
резервного топлива, его вида, давления газа в подводящем газопроводе. При переоборудовании котлов на газообразное топливо выполняют ряд условий, гл. из к- рых — соблюдение равномерного темп- рного поля по объему топки, исключающего локальные перегревы чугунных секций.
При переводе котлов на газообразное топливо используют 2 способа: 1) горелки располагают на колосниковой решетке, частично закрытой огнеупорным кирпичом; 2) топку оборудуют одной или неск. факельными горелками, располагаемыми на фронтальной стенке котла. При газооборудовании котлов по первому способу применяют атм., подовые, форкамерные и др. трубчатые горелки, обеспечивающие сжигание газа по двухстадийному принципу; по второму — горелки, обеспечивающие короткий кинетич. факел. Наибольшее распространение получили эжекц. (ИГК, БИГ) и дутьевые (ГГВ, Г- 1,0, ГМГм, Л1-Н) горелки. Чугунный ав- томатизиров. котел "Факел" и чугунно- стальной котел "Братск-1г" комплектуются автоматизиров. горелочным блоком Л1- Н и блоком автоматики. Блок Л1-Н работает в режиме автоматич, двухпозиц.
регулирования тепловой мощности котла: 100% ("большое горение”) и 40% ("малое горение") номин. мощности, обеспечивая поддержание пост, темп-ры воды на выходе из котла при перем, теплопотреблении. Автоматика безопасности блока прекращает подачу газа в случаях: отсутствия пламени у осн. или запальной горелки; повышения или понижения давления газа или воды в котле; понижения давления
воздуха передоен, горелкой; повышения в котле темп-ры воды выше 115°С.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ РЕКУПЕРАТИВНАЯ — горелочное устройство, совмещающее функции топливосжигающего устройства и теплоутилизац. (рекуперативного) теплообменного аппарата, позволяющее использовать теплоту уходящих газов (продуктов сгорания). Г.г.р. предназначена для сжигания природного газа в пром, печах (камерных, с тарельчатым подом, безокислит., скоростных и др.). Совмещение горелки и теплообменника позволяет исключить трубопроводы горячего воздуха, повысить темп-ру воздуха и факела (до 2000°С). В Г.г.р. газ
Горелка газовая рекуперативная
К ЭЖЕКТОРУК ЭЖЕКТОРУСкоростная горелка газовая рекуперативнаяСкоростная горелка газовая рекуперативнаяГорелка ГВ с металлической воздухоок- лаждасмой камерой сгорания1 — камера сгорания; 2 — двухходовой контур охлаждения камеры сгорания; 3—злектроза- пальная свеча; 4 — смеситель; 5 — газовый коллекторГорелка ГВ с металлической воздухоок- лаждасмой камерой сгорания1 — камера сгорания; 2 — двухходовой контур охлаждения камеры сгорания; 3—злектроза- пальная свеча; 4 — смеситель; 5 — газовый коллектор
К ЭЖЕКТОРУ
К ЭЖЕКТОРУ
Скоростная горелка газовая рекуперативная
Скоростная горелка газовая рекуперативная
Горелка ГВ с металлической воздухоок- лаждасмой камерой сгорания
1 — камера сгорания; 2 — двухходовой контур охлаждения камеры сгорания; 3—злектроза- пальная свеча; 4 — смеситель; 5 — газовый коллектор
Горелка ГВ с металлической воздухоок- лаждасмой камерой сгорания
1 — камера сгорания; 2 — двухходовой контур охлаждения камеры сгорания; 3—злектроза- пальная свеча; 4 — смеситель; 5 — газовый коллектор
поступает по трубе 1, воздух — в патрубок 2. Продукты сгорания газа отбираются из объема топки в зоне 3 и отводятся по кольцевой трубе 4, а по кольцевой трубе 5, располож. внутри трубы 4, подается воздух, необходимый для горения. Трубы 4 и б выполняют роль рекуперативного теплообменника с противоточным движением греющей и нагреваемой сред. Нагретый в межтрубном пространстве воздух до 600°С подается к соплу 7, в к-ром смешивается с газом. Горение происходит в туннеле 8. Охлажд. продукты сгорания отводятся из горелки через патрубок.
Скоростная Г.г.р. состоит из 3 концентрически располож. труб: внутр. 1 для подвода газа, трубы 2, образующей с газовой кольцевую щель, в к-рой движется воздух, и наружной 3, охватывающей воздушную трубу и образующей с ней вторую кольцевую полость, через к-рую продукты сгорания газа из топочного пространства отсасываются инжектором из печи. Воздухоотводящая труба 4, выполняющая роль рекуператора, оребрена и выполнена из жаропрочной стали. Темп-pa подогрева воздуха достигает 900°С. В горелке осуществляется также и подогрев газа, к-рый истекает из сопла в трубе 1 со скоростью 20—40 м/с, а воздух — из отверстий, располож. по конич. поверхности носика горелки, со скоростью 100 — 200 м/с. При таких условиях происходят интенсивное смесеобразование и сжигание газа по кинетич. методу коротким факелом. Г.г.р.
обеспечивает широкий диапазон регулирования тепловой мощности.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ СКОРОСТНАЯ — устройство, обеспечивающее полное сжигание газа во встроенной камере сгорания и истечение продуктов сгорания из нее в топочное пространство с большой скоростью (до 200 м/с). При сжигании газа в закрытом небольшом объеме внутри Г.г.с. развивается высокая темп-ра (1700—1900°С и более), резко увеличивается давление газов, что обеспечивает их высокую скорость на выходе из калибров сопла горелки. Созданы Г.г.с. с камерой горения 2 типов: из жаростойкой стали с охлаждением ее стенок воздухом, подаваемым на горение (ГВ, ПИВС, СВП), и из высококачественных огнеу-
Горелка ПИВС (со свечой электрозажигания) 1 — двухходовой контур воздушного охлаждения камеры сгорания; 2 — камера сгорания; 3 — калиброванное сопло; 4 — отверстия (перфорация) для подачи вторичного воздуха; 5 — свеча электро- зажигания;б—камера предварительного смешения; 7 — сопла для подачи первичного воздуха; 5 — воздушная камера; 9 — перфорированный конус- стабилизатор
порных материалов (ГНПС). Г.г.с. типа ГВ с воздухоохлаждаемой камерой сгорания, выполи, из жаропрочной хромоникелевой стали, работает на холодном природном газе и подогретом воздухе. Последний нагревается, охлаждая ме- таллич. камеру сгорания с зауженным вы-
ходом (калиброванным соплом). Горелка типа ГВ спроектирована из условия, что темп-ра стенки камеры сгорания не должна превышать 900—9506С, а темп-ра подогрева воздуха — 600°С. Для предварит. смешения газ подается в поток подогретого воздуха мелкими струями. Диапазон регулирования не менее 1:4. Разработаны 5 типоразмеров горелок ГВ с номин. теплопроиз-стью 33,7—133,7 кВт при давлении газа перед горелкой 7,5, воздуха — 11 кПа и коэфф, избытка воздуха а- 1,05. Г.г.с. воздухоохлаждаемые типа СВП состоят из металлич. камеры сгорания, 2-ходового контура воздушного охлаждения и газового насадка с соплами. Горелка СВП — с центр, подачей газа. Газ из сопла истекает в камеру сгорания, в к- рую поступает подогретый (350—360°С) поток воздуха и где происходят полное смешение газа с воздухом и горение. Розжиг горелки производится с помощью электрич. свечи зажигания. Горелки ПИВС — скоростные с перем, избытком воздуха предназначены для сжигания природного газа в системах отопления скоростных нагреват., термич. печей, сушильных и др. тепловых установок, где требуется теплоноситель, обладающий скоростью и перем, темп-рой. Газ через тангенциально располож. патрубок поступает в газовую камеру и далее через сопла в камеру предварит, смешения. Сюда же через отверстия из воздушной камеры поступает первичный воздух. Газовоздушная смесь (газ + первичный воздух) кольцевой струей подается вдоль внутр, поверхности перфориров. корпуса-стабилизатора. Струя смеси интенсивно перемешивается со вторичным воздухом, образуя за стабилизатором газовоздушную смесь, горение к-рой характеризуется высокой интенсивностью и малой длиной пламени. Высокая устойчивость горения достигается при большом изменении скоростей истечения газа и воздуха благодаря развитому рециркуляц. течению за стабилизатором. Продукты сгорания истекают со скоростью до 200 м/с через калибров, сопло в агрегат. На базе горелки ГНП (см. Горелка газовая турбулентного смешения) разработана применяемая в туннельных печах для обжига фарфорофаянсовых сан-технич. изделий Г.г.с. типа ГНПС. Расход газа горелками ГНПС разных типоразмеров 6,0—30 м3/ч.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ СТРУЙНОСТАБИЛИЗАТОРНАЯ — устройство, обеспечивающее сжигание газа по диффуз. способу. Газ отд. струями подают непосредственно в зону рециркуляции за стабилизатором, через к-рый мелкими струями поступает воздух, в результате чего газовоздушная смесь сгорает мелкими факелами..В этих горелках смесеобразование и сжигание газа происходят в конич.
Горелка ПИВ
— патрубок для подачи газа; 2 — отверстия для подачи первичного воздуха; 3— воздушная камера;
— отверстия в стабилизирующем конусе для подачи вторичного воздуха; 5 — корпус (наружная обечайка) горелки; б—патрубок для подачи воздуха; 7-— цилиндр; 8— перфорированный насадок; 9— камера сгорания; 10 — каналы охлаждения камеры сгорания; 11 — камера предварительного смешения; 12—цил индрическаздазовая камера; 13—отверстие для подачи газа* в камеру предварительного смешения; 14 — пилотно-защитное устройство; 15— электрическая свеча зажигания
Горелка СГ
— воздушный коллектор; 2 — электрический запальник; 3 — камера сгорания; 4 — газовые сопла;
— конический перфорированный стабилизатор;
б — труба подвода газа
перфориров. камере с центр, подачей воздуха с периферии через отверстия стабилизатора. Г.г.с.-с. используют для получения низкотемп-рных продуктов сгорания при сжигании холодных природного газа и повыш. кол-ва воздуха. Поэтому они предназначены для установки в термич. печах и низкотемп-рных сушилках древесины, изделий из гипса, бетона и глины, сыпучих материалов.
В горелках типа ГТПЦ газ из кольцевой камеры через сопла поступает в конич. стабилизирующую (перфориров.) камеру смешения и горения. Кольцевой выступ прижимает газовые струи к внутр, поверхности конической камеры, в к-рую через отверстия подается первичный воздух. При движении газа вдоль камеры
происходит постепенное смешение его с закрученными в разные стороны струями первичного воздуха, т.к. воздушные отверстия' в камере , выполнены тангенциально и под углом к оси горелки. По ней через воздушное сопло подается вторичный воздух, обеспечивающий дожигание газа и при необходимости дополнит. разбавление продуктов сгорания для получения теплоносителя (продуктов сгорания) с более низкой темп-рой. Горелка используется с керамич. сужающимся туннелем, к-рый позволяет повысить скорость истечения смеси продуктов сгорания и цторичного воздуха, подаваемого через центр, сопло. Горелки могут работать при подаче подогретого до 350°С вторичного воздуха.
Горелки типа ПИВ предназначены для сжигания природного и сжиженных углеводородных газов с перем, избытком воздуха. Сжигание газа в них основано на струйно-стабилизационном принципе. Газ через тангенциально располож. патрубок поступает в кольцевую камеру и из нее через сопла в камеру предварит, рме- шения. Через патрубок от вентилятора воздух подается в горелку, последовательно проходит через кольцевое пространство между корпусом и цилиндром, поворачивает на 180° и движется между наружной стенкой камеры сгорания и цилиндром, где нагревается, и поступает в воздушную камеру. Из нее часть подогретого (первичного) воздуха через сопла истекает в камеру предварит, смешения с газом. Первичная газовоздушная смесь кольцевой струей двигается вдоль внутр, поверхности конуса-стабилизатора, в к- ром интенсивно перемешивается со вторичным воздухом, истекающим из воздушной камеры через отверстия в стенке конуса. Горение полученной смеси характеризуется высокой интенсивностью и малой протяженностью пламени вдоль потока, что соответствует кинетич. процессу горения. Высокая устойчивость горения в большом диапазоне изменения скоростей истечения газа и воздуха обеспечивается интенсивным рециркуляц. течением за стабилизатором. Продукты сгорания с тем-рой до 600°С выходят из камеры через отверстия в насадке, к-рый выполняют в двух вариантах: с отверстиями, равномерно располож. по окружности и длине; с
отверстиями, располож. в пределах центр, угла 150° по длине.
Горелки типа СГ используют гл.обр. в циркуляц. системах низкотемп-рных печей и сушилок и устанавливают в воздухопроводе после вентилятора. Горение в них стабилизируется подачей воздуха мелкими струями через перфориров. конус, а газа — радиально в затененные зоны между рядами перфорации. В результате в затененных зонах образуется большое кол- во мелких факелов, устойчиво горящих при большом избытке воздуха. Горелки СГ разработаны двух модификаций: с кольцевой щелью между стабилизатором и воздухопроводом (СГ-10-4, СГ-16-5, СГ-90- 3,5) и без нее (СГ-4, СГ-16). В горелках первого типа' к коническому перфориров. стабилизатору приварен цилиндрич. насадок, ограничивающий камеру сгорания. Первичный воздух проходит через отверстия конуса, смешивается с газом, и получ. смесь сгорает. Вторичный воздух движется через кольцевую щель между цилиндрич. насадком и воздухопроводом, охлаждая стенки камеры сгорания, а затем смешивается с продуктами сгорания. Содержание оксидов азота NO* (при а -1) на расстоянии 2 м от торца камеры горения для горелок СГ и ПИВ — не более 0,01 % об. Розжиг горелок и контроль горения осуществляют с помощью пилотнозапального устройства.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ ТУННЕЛЬНАЯ — устройство полного предварит. смешения газа с воздухом, состоящее из смесителя, головки и огнеупорного насадка в виде туннеля, к-рый обеспечивает устойчивое горение газовоздушной смеси. Эти горелки теплопроиз- стыю до 2 МВт компонуют с пром, печами. У большинства Г.г.т. однородная газовоздушная смесь готовится с помощью эжекц. смесителей, к-рые обладают способностью саморегулирования, т.е. сохранения коэфф. эжекции пост, при изменении нагрузки горелки в определ. пределах. Недостатки Г.г.т.: большие геометрия, размеры и шум, создаваемый при работе, особенно на повыш. давлениях. При сжигании заранее приготовл. газовоздушной смеси в огнеупорных туннелях создаются несветящийся факел и условия для полного сгорания газа (без хим. неполноты сгорания) при малых избытках воздуха. Вследствие этого в туннеле поддерживаются высокие темп-ры, и сжигание происходит с высоким тепловым напряжением объема горения. Устойчивость пламени в Г.г.т. достигается: против отрыва пламени — применением огнеупорного туннеля (стабилизатора горения), а против проскока — высокими скоростями выхода газовоздушной смеси. Огнеупорные материалы, из к-рых делают туннели,
Горелка типа ГА1 — газовая камера; 2 — газовый патрубок; 3 — газораспределительная трубка; 4,10 — штуцеры для манометров воздушного и газового; 5 — наконечник с газовыми отверстиями; б — лопатки направляющего аппарата; 7 — футеровка; 8 — воздушная камера;9 — воздушный патрубок; 11 — смотровая трубаГорелка типа ГА1 — газовая камера; 2 — газовый патрубок; 3 — газораспределительная трубка; 4,10 — штуцеры для манометров воздушного и газового; 5 — наконечник с газовыми отверстиями; б — лопатки направляющего аппарата; 7 — футеровка; 8 — воздушная камера;9 — воздушный патрубок; 11 — смотровая трубаГорелка типа ГГВ1 — центральная направляющая труба; 2,3 -* камеры газовая и воздушная; 4—завихритель; 5 — насадка; б— отверстия для выхода газа; 7,9— воздушный и газовый патрубки; 8—штуцеры для подключения манометров воздушного и газовогоГорелка типа ГГВ1 — центральная направляющая труба; 2,3 -* камеры газовая и воздушная; 4—завихритель; 5 — насадка; б— отверстия для выхода газа; 7,9— воздушный и газовый патрубки; 8—штуцеры для подключения манометров воздушного и газовогоГорелка ГНП с многосопловым (а) и односопловым (б) наконечникамиГорелка ГНП с многосопловым (а) и односопловым (б) наконечниками
Горелка типа ГА
1 — газовая камера; 2 — газовый патрубок; 3 — газораспределительная трубка; 4,10 — штуцеры для манометров воздушного и газового; 5 — наконечник с газовыми отверстиями; б — лопатки направляющего аппарата; 7 — футеровка; 8 — воздушная камера;
9 — воздушный патрубок; 11 — смотровая труба
Горелка типа ГА
1 — газовая камера; 2 — газовый патрубок; 3 — газораспределительная трубка; 4,10 — штуцеры для манометров воздушного и газового; 5 — наконечник с газовыми отверстиями; б — лопатки направляющего аппарата; 7 — футеровка; 8 — воздушная камера;
9 — воздушный патрубок; 11 — смотровая труба
Горелка типа ГГВ
1 — центральная направляющая труба; 2,3 -* камеры газовая и воздушная; 4—завихритель; 5 — насадка; б— отверстия для выхода газа; 7,9— воздушный и газовый патрубки; 8—штуцеры для подключения манометров воздушного и газового
Горелка типа ГГВ
1 — центральная направляющая труба; 2,3 -* камеры газовая и воздушная; 4—завихритель; 5 — насадка; б— отверстия для выхода газа; 7,9— воздушный и газовый патрубки; 8—штуцеры для подключения манометров воздушного и газового
Горелка ГНП с многосопловым (а) и односопловым (б) наконечниками
Горелка ГНП с многосопловым (а) и односопловым (б) наконечниками
пригодны для длит, работы при темп-ре 1450—1500°С и выдерживают резкие колебания темп-p, к-рые возникают при каждом включении и выключении горелки. В зависимости от условий установки эжекц. горелки изготовляют с прямым или угловым смесителем. Недостатки последних: большое аэродинамич. сопротивление, приводящее к уменьшению коэфф, эжекции, снижение устойчивости пламени при его проскоке. Г.г.т. эжекц. среднего давления однотипны по конструкции и отличаются только размерами и стабилизирующими устройствами. Горелки типа В и ВП предназначены для сжигания природного и коксового газов, а также их смесей в нагре- ват. и термин, печах и в теплоагрегатах, где нецелесообразна принудит, подача воздуха, а давление в топке агрегатов поддерживается в пределах ±20 Па. Изготовляют 14 типоразмеров горелок с тепловой мощностью 12—690 кВт и диаметром выходного насадка 15—100 мм: В — с прямым смесителем, ВП — с угловым. Горелки с диаметром кратера более 86 мм выполняют с водоохлаждаемой огневой насадкой, к-рая повышает устойчивость работы горелки против проскока пламени и расширяет эксплуатац. пределы регулирования. Горелки В и ВП рассчитаны на работу с коэфф, избытка воздуха 1,05 и коэфф, рабочего регулирования 3, с номин. давлением природного газа РНом ~ “80 кПа,. а сжиж. углеводородного — 315 кПа.
ГОРЕЛКА ГАЗОВАЯ ТУРБУЛЕНТНОГО СМЕШЕНИЯ— горелка, у к-рой смесеобразование, осуществляемое за счет турбулентной диффузии, начинается в устье и завершается в топочной камере. Г.г.т.с. — горелка с незаверш. (до поступления в топку) предварит, смешением газа с воздухом. Интенсификация и равномерность смесеобразования достигаются: разделением потока газа (реже воздуха) на мелкие струи (многоструйные вихревые горелки низкого и среднего давлений); направлением газовых струй под углом в за- круч. или незакруч. поток воздуха; повышением степени крутки потока воздуха (горелка низкого давления — ГНП); увеличением пути перемешивания и продолжительности контакта газа и воздуха внутри горелки. Интенсивность крутки улучшает качество и быстроту смешения газа с воздухом, вследствие чего ускоряется процесс выгорания топлива и сокращается длина факела. Осн. достоинства этих горелок: возможность сжигания большого кол-ва газа при небольших габаритах горелки; широкий диапазон регулирования произ-сти горелки; возможность подогрева газа и воздуха до темп-p, превышающих темп-ру самовоспламенения; простое конструктивное выполнение горелок с
комбиниров. сжиганием топлива (газ — мазут; газ — угольная пыль).
1 — насадок; 2—корпус; 3 — газораспределительное устройство; 4 — воздушный патрубок; 5 — наконечник; б—завихритель .1 — насадок; 2—корпус; 3 — газораспределительное устройство; 4 — воздушный патрубок; 5 — наконечник; б—завихритель .Произ-сть Г.г.т.с. — 60 кВт — 60 МВт. Их используют для обогрева котлов и пром, печей. Для сжигания газа в топках котлов применяют многоструйные вихревые горелки низкого и среднего дав- ленмй (ГА, ГГВ), а также комбиниров. горелки (газомазутные или пылегазовые). Горелка ГА предназначена для сжигания природного газа с теплотой сгорания 35,6 МДж/м3, имеет 9 типоразмеров (4 на низкое давление, 5 на среднее) с производительностью 395—10 890 кВт (39—1100м"/ч). Эта горелка блочная и состоит из неск. газораспределит. трубок (от 5 до 34), объедин. общей воздушной камерой. Из каждой трубки газ выходит в виде 8 или 12 тонких струек. Каждый малый поток воздуха закручивается с
1 — насадок; 2—корпус; 3 — газораспределительное устройство; 4 — воздушный патрубок; 5 — наконечник; б—завихритель .
1 — насадок; 2—корпус; 3 — газораспределительное устройство; 4 — воздушный патрубок; 5 — наконечник; б—завихритель .
. зообразное топливо легче воспламеняется, сжигается с меньшим коэфф, избытка воздуха, сгорает быстрее и полнее. Жидкое котельное топливо надо сначала рас- пыливать, затем смешивать с воздухом, обеспечивая его испарение и горение. При одноврем. сжигании газообразного и жидкого котельного топлива горение последнего затягивается, т.к. газ сгорает (т.е. потребляет кислород) в первую очередь. Для малых котлов добавка мазута и совместное с газом сжигание интенсифицируют теплообмен в топке, т.к. степень черноты факела возрастает примерно в 2 раза. При добавке газа к мазуту и в процессе их совместного сжигания улучшаются гео- метрич. хар-ки комбиниров. факела и снижается содержание токсичных и загрязняющих ингредиентов в продуктах сгорания. Расход мазута составляет 25— 40% всего расхода топлива на агрегат.Г.г. различаются: конструкцией воз- духозавихрителей (регистров), к-рые выполняют тангенц., аксиальными и тан- генц.-аксиальными; способом цодачи газа в воздушный поток (с центр, и периферийной подачей); способом распределения воздуха (однопоточные — горелки котлов ПТВМ или двухпоточные — горелки котлов ГМГм, ГМП, РГМГ); способом распыливания мазута (паромеханич. — для котлов ГМГм, ГМП, пнев- матич. низкоиапорные — для котлов НГМГ). В нек-рых горелках газ и мазут подают в зону горения через концентрич. трубки, располож. по оси горелки (ГМГм, горелка акустическая ГКА-100, горелка с ршулируемым факелом ГМР и др.). В др. Г.г. мазут и газ подают по разным (не объединенным) трубкам (ГМП, РГМГ, горелки котлов ПТВМ и др.), при этом мазут всегда подают по внутр, трубке, т.к. онГорелка ГМГм1 — труба для подвода газа; 2, 5 — лопаточные завихрители вторичного и первичного воздуха; 3 — монтажная плита; 4 — конический керамический туннель; 6, 7 — продольные и поперечные газовые отверстия; 8—паромеханические форсунки; 9—стакан для установки запальной горелки ,. зообразное топливо легче воспламеняется, сжигается с меньшим коэфф, избытка воздуха, сгорает быстрее и полнее. Жидкое котельное топливо надо сначала рас- пыливать, затем смешивать с воздухом, обеспечивая его испарение и горение. При одноврем. сжигании газообразного и жидкого котельного топлива горение последнего затягивается, т.к. газ сгорает (т.е. потребляет кислород) в первую очередь. Для малых котлов добавка мазута и совместное с газом сжигание интенсифицируют теплообмен в топке, т.к. степень черноты факела возрастает примерно в 2 раза. При добавке газа к мазуту и в процессе их совместного сжигания улучшаются гео- метрич. хар-ки комбиниров. факела и снижается содержание токсичных и загрязняющих ингредиентов в продуктах сгорания. Расход мазута составляет 25— 40% всего расхода топлива на агрегат.Г.г. различаются: конструкцией воз- духозавихрителей (регистров), к-рые выполняют тангенц., аксиальными и тан- генц.-аксиальными; способом цодачи газа в воздушный поток (с центр, и периферийной подачей); способом распределения воздуха (однопоточные — горелки котлов ПТВМ или двухпоточные — горелки котлов ГМГм, ГМП, РГМГ); способом распыливания мазута (паромеханич. — для котлов ГМГм, ГМП, пнев- матич. низкоиапорные — для котлов НГМГ). В нек-рых горелках газ и мазут подают в зону горения через концентрич. трубки, располож. по оси горелки (ГМГм, горелка акустическая ГКА-100, горелка с ршулируемым факелом ГМР и др.). В др. Г.г. мазут и газ подают по разным (не объединенным) трубкам (ГМП, РГМГ, горелки котлов ПТВМ и др.), при этом мазут всегда подают по внутр, трубке, т.к. онГорелка ГМГм1 — труба для подвода газа; 2, 5 — лопаточные завихрители вторичного и первичного воздуха; 3 — монтажная плита; 4 — конический керамический туннель; 6, 7 — продольные и поперечные газовые отверстия; 8—паромеханические форсунки; 9—стакан для установки запальной горелки ,
. зообразное топливо легче воспламеняется, сжигается с меньшим коэфф, избытка воздуха, сгорает быстрее и полнее. Жидкое котельное топливо надо сначала рас- пыливать, затем смешивать с воздухом, обеспечивая его испарение и горение. При одноврем. сжигании газообразного и жидкого котельного топлива горение последнего затягивается, т.к. газ сгорает (т.е. потребляет кислород) в первую очередь. Для малых котлов добавка мазута и совместное с газом сжигание интенсифицируют теплообмен в топке, т.к. степень черноты факела возрастает примерно в 2 раза. При добавке газа к мазуту и в процессе их совместного сжигания улучшаются гео- метрич. хар-ки комбиниров. факела и снижается содержание токсичных и загрязняющих ингредиентов в продуктах сгорания. Расход мазута составляет 25— 40% всего расхода топлива на агрегат.
Г.г. различаются: конструкцией воз- духозавихрителей (регистров), к-рые выполняют тангенц., аксиальными и тан- генц.-аксиальными; способом цодачи газа в воздушный поток (с центр, и периферийной подачей); способом распределения воздуха (однопоточные — горелки котлов ПТВМ или двухпоточные — горелки котлов ГМГм, ГМП, РГМГ); способом распыливания мазута (паромеханич. — для котлов ГМГм, ГМП, пнев- матич. низкоиапорные — для котлов НГМГ). В нек-рых горелках газ и мазут подают в зону горения через концентрич. трубки, располож. по оси горелки (ГМГм, горелка акустическая ГКА-100, горелка с ршулируемым факелом ГМР и др.). В др. Г.г. мазут и газ подают по разным (не объединенным) трубкам (ГМП, РГМГ, горелки котлов ПТВМ и др.), при этом мазут всегда подают по внутр, трубке, т.к. он
Горелка ГМГм
1 — труба для подвода газа; 2, 5 — лопаточные завихрители вторичного и первичного воздуха; 3 — монтажная плита; 4 — конический керамический туннель; 6, 7 — продольные и поперечные газовые отверстия; 8—паромеханические форсунки; 9—стакан для установки запальной горелки ,
. зообразное топливо легче воспламеняется, сжигается с меньшим коэфф, избытка воздуха, сгорает быстрее и полнее. Жидкое котельное топливо надо сначала рас- пыливать, затем смешивать с воздухом, обеспечивая его испарение и горение. При одноврем. сжигании газообразного и жидкого котельного топлива горение последнего затягивается, т.к. газ сгорает (т.е. потребляет кислород) в первую очередь. Для малых котлов добавка мазута и совместное с газом сжигание интенсифицируют теплообмен в топке, т.к. степень черноты факела возрастает примерно в 2 раза. При добавке газа к мазуту и в процессе их совместного сжигания улучшаются гео- метрич. хар-ки комбиниров. факела и снижается содержание токсичных и загрязняющих ингредиентов в продуктах сгорания. Расход мазута составляет 25— 40% всего расхода топлива на агрегат.
Г.г. различаются: конструкцией воз- духозавихрителей (регистров), к-рые выполняют тангенц., аксиальными и тан- генц.-аксиальными; способом цодачи газа в воздушный поток (с центр, и периферийной подачей); способом распределения воздуха (однопоточные — горелки котлов ПТВМ или двухпоточные — горелки котлов ГМГм, ГМП, РГМГ); способом распыливания мазута (паромеханич. — для котлов ГМГм, ГМП, пнев- матич. низкоиапорные — для котлов НГМГ). В нек-рых горелках газ и мазут подают в зону горения через концентрич. трубки, располож. по оси горелки (ГМГм, горелка акустическая ГКА-100, горелка с ршулируемым факелом ГМР и др.). В др. Г.г. мазут и газ подают по разным (не объединенным) трубкам (ГМП, РГМГ, горелки котлов ПТВМ и др.), при этом мазут всегда подают по внутр, трубке, т.к. он
Горелка ГМГм
1 — труба для подвода газа; 2, 5 — лопаточные завихрители вторичного и первичного воздуха; 3 — монтажная плита; 4 — конический керамический туннель; 6, 7 — продольные и поперечные газовые отверстия; 8—паромеханические форсунки; 9—стакан для установки запальной горелки ,
помощью лопаток направляющих аппаратов и поступает в цилиндрич. выходные каналы, в к-рых начинается процесс смесеобразования между закруч. потоком воздуха, пересекающим газовые струйки. Го- релки ГА сложны в изготовлении и имеют большую массу (42—539 кг). Для устранения этих недостатков разработана горелка упрощ. конструкции, имеющая 10 типоразмеров, производительностью 115—-8660 кВт, получившая назв. горелка газовая вихревая —- ГГВ. Она обеспечивает центр, струйную подачу газа (число струек 12; 24; 36 или 48 в зависимости от типоразмера). Центр, направляк^цая труба служит для розжига горелки переносным запальником, для установки мазутной форсунки и для наблюдения за работой горелки. Полное сгорание обеспечивается при номин. тепловой мощности и номин. давлении газа 2 или 30 кПа с коэфф. избытка воздуха 1,02—1,05. В таких условиях длина факела изменяется от 140 до 2000 мм. Коэфф. рабочего рщулирования горелки 6,3. В качестве стабилизатора пламени применяют ке- рамич. туннель с внезапным расширением. Для сжигания природных газов с теплотой сгорания 30—45 МДж/м3 в пром, печах наибольшее распространение получила горелка ГНП. Разработано 9 типоразмеров этой горелки с номин. тепловой мощностью 73—2980 кВт с двумя типами наконечников газового сопла (А и Б). Наконечник типа А обеспечивает короткий факел (равный 9—16 диаметрам выходного отверстия) за счет многоструйной иодачи газа (4; 6 и 8 струй) под углом к потоку воздуха; типа Б —■ более длинный факел (равный 14-—19 диаметрам), обусловленный образованием центр, газовой струи. Помин, давление газа — 3,92, воздуха —- 0,83—3,2 кПа. Коэфф, рабочего регулирования горелки — 7—10. Горелки обеспечивают полное сжигание газа при коэфф, избытка воздуха, равном 1,05— 1,07. В качестве стабилизатора пламени применяют керамич. туннель.
ГОРЕЛКА ГАЗОМАЗУТНАЯ — комбиниров. газогорелочное устройство с единой системой воздухопроводов, к-рое обеспечивает как раздельное сжигание газообразного топлива и жидкого котельного топлива (мазута), так и их комбиниров. сжигание. Комбиниров. Г.г. используют в топках котлоагрегатов электростанций, котельных и в нагреват. печах. Они позволяют быстро переводить работу котлоагрегатов с одного вида топлива на др. При комбиниров. сжигании топлива мазут рассматривают как добавку к осн. газовому топливу, позволяющую повысить радиац. свойства (излучат, способность) факела. В этом случае сжигание газообразного и жидкого котельного топлива происходит в разл. условиях. Га-
труднее смешивается с воздухом. Для улучшения смешения топлива с воздухом в воздушных каналах устанавливают воз- духозавихрители, а газ подают в виде струй в закруч. поток воздуха. В случае чисто газового отопления мазутная форсунка'может быть вынута из горелки.
Горелка ГМГм — газомазутная мо- дернизиров., предназначена для раздельного и совместного сжигания жидкого и газообразного топлива. Устанавливается в топках котлоагрегатов типа ДКВР. Состоит из газовой камеры, имеющей 2 ряда газовых отверстий, направленных под углом 90° один к др., лопаточных завихрителей вторичного и первичного воздуха, паромеханич. форсунки. Газ из газовых отверстий истекает в закруч. потоки первичного и вторичного воздуха. Первичный воздух (около 15% общего расхода) подается к корню факела и улучшает смесеобразование при малых нагрузках, вторичный — закруч. потоком подается к месту горения. Во время работы горелки ГМГм регулятор (шибер) первичного воздуха полностью открыт и не регулируется. У горелок ГМГм применены завихрители с одиостор. закруткой первичного и вторичного воздуха тангенц.-аксиального типа с прямыми лопатками, установл. под углом 60° (для первичного воздуха), и с лопатками, установл. под углом 45° (для вторичного воздуха) . Стабилизация пламени обеспечивается керамич. конич. туннелем за счет рециркуляции продуктов сгорания. Содержание NOX в продуктах сгорания — до 0,18 мг/м3. Разработаны 5 типоразмеров Г.г. типа ГМГм. Горелки работают с ко- эфф. избытка воздуха: для газа — 1,05, для мазута — 1,15. Длина факела в зависимости от тепловой мощности изменяется от 1 до 2,5 м.
Горелки ГМ и ГМП предназначены для раздельного сжигания природного газа и мазута. Устанавливаются в топках котлов типа ДЕ. Это горелки с периферийной подачей газа и паромеханич. форсункой. Коэфф, избытка воздуха для газа— 1,05, для мазута -—1,1. Горелка состоит из газо-
Горелки ГМП с камерой двухступенчатого сжигания топлива
1,2 — основная и резервная форсунки; 3 — узел за- хлопок; 4 — фронтовой лист; 5 — лопаточный завихритель первичного воздуха; б — газовый коллектор; 7 — корпус камеры сгорания; 8 — тангенциальный завихритель вторичного воздуха; 9, 10 — внутренняя и наружная обечайки; 11 — фотодатчик ,
вой части, лопаточного завихрителя, форсуночного узла, узла заслонок для автоматич. закрытия воздушного клапана при снятии форсунок. Газовая часть представляет собой кольцевой коллектор прямоугольного сечения с одним рядом газовых отверстий, внутри к-рого установлена разделит. обечайка для равномерного распределения истечения газа из отверстий коллектора. Воздух в воздухораспределит. устройство поступает по воздуховоду, огранич. фронтом котла и металлич. стенкой, за счет чего снижаются потери теплоты в окружающую среду.
Ротац. Г.г. РГМГ предназначены для раздельного сжигания газа и мазута. Совместное сжигание топлива допускается только при переходе с одного вида топлива
на др. Горелки РГМГ компонуют с котлоагрегатами типа KB-ГМ. Особенностью этих горелок является блочность исполнения, т.е. соединение в едином изделии газораспределит. кольцевой камеры, рас- полож. в устье горелки, вентилятора с направляющим аппаратом, завихрителей воздуха, запально-защитного устройства и др. элементов. Во всех горелках, за исключением РГМГ-7, газ из газораспределит. камеры истекает через отверстия перпендикулярно воздушному потоку, а в горелке РГМГ-7 — через 11 трубок, присо- един. к камере, изогнутых под углом 90° и направл. в сторону амбразуры. Горелки РГМГ-4 и РГМГ-7 изготовляют со встроенным вентилятором первичного воздуха и улиточным подводом вторичного воздуха, а остальные модификации — с автономным, отд. установл. вентилятором первичного воздуха и прямым подводом вторичного воздуха к завихрителю.
ГОРЕЛКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ — устройство радиац. нагрева, в к-ром сгорание газовоздушной смеси происходит в огнеупорных насадках, одновременно являющихся излучающими элементами. В Г.и.и. происходит полное предварит, смешение газа с воздухом. Г.и.и. — горелки эжекционные низкого давления. Г.и.и. выпускают тепловой мощностью 2,8—-23 кВт для работы на природном (номин. давление газа Рн " 1,3; 2 кПа) и сжиженном (Рн- 3 кПа) газах. Перевод их с одного вида газа на др. производят с помощью съемных сопел разных диаметров.
Инфракрасные газовые излучатели характеризуются радиац., энергетич. и ге- ометрич. параметрами. К первым относятся диапазон длин волн, на к-рый приходится генерируемое излучение, определяемое темп-рой излучающей поверхности, и распределениеинтегральной плотности излучения (Вт/м2) по направлениям. К энергетическим парамет
рам относятся тепловая мощность, темп- ра излучающей поверхности (низкотемп- рные — темп-pa поверхности насадки до 900 К; среднетемп-рные — 900—1300 К; высокотемп-рные — выше 1300 К), давление газа (низкое). Геометрические параметры характеризуют конфигурацию излучателя и его габариты. Эффективность работы Г.и.и. оценивают радиац. кпд, определяемым как отношение мощности излучения в окружающее пространство (в полном пространств, угле распределения излучения) к тепловой мощности горелки.
Г.и.и, состоят из газового сопла, эжекц. смесителя, выравнивающей камеры, излучателя горелкй.Таз истекает из сопла горелки, засасывает воздух, необходимый для горения (а ~ 1,08), перемешивается с ним в эжекц. смесителе. Полностью подготовл. газовоздушная смесь поступает в выравнивающую (распределит.) камеру, в к-рой динамим, давление потока, истекающего из диффузора смесителя, переходит в статич. — пост, во всей камере. При этом создаются одинаковые условия для истечения газовоздушной смеси через любой канал излучателя. Он может быть, изготовлен с керамич., метал - локерамич. или металлич. (сетчатой) насадками. Керамические огневые насадки представляют собой пластины размером 65x45x12 мм (плиткиГс большим числом сквозных цилиндрич. каналов, материалом для к-рых служит легкая пористая огнеупорная керамич. масса с малым коэфф, теплопроводности [0,46— 0,7 Вт/(м-К) ]. Диаметр цилиндрич. каналов — 1—1,2 и 1,55 мм, коэфф, живого сечения — 0,45—0,68. Применяемые керамич. насадки Г.и.и. отличаются по геометрии шероховатости излучающей поверхности. Интенсивность излучения керамич. излучателей зависит от гео
Горелки инфракрасного излучения
а — "Звездочка”; б — "Унифицированная-606"; 1 — корпус горелки; 2 — эжектор; 3 — газовое сопло; 4 — газоподводящий ниппель (штуцер); 5 — штампованная крестовина; б — продольные и поперечные накладки; 7 — перфорированные плитки; 8 — поперечные ребра; 9 — стабилизирующая сетка; 10— штампованная рамка
Перфорированные керамические насадки
а — плоские; б — с выступами и впадинами; в, г — с пирамидальными впадинами и выступами; д —- с полусферическими впадинами; Л — глубина прогрева насадки до поверхностной температуры; d— диаметр канала; / — расстояние между каналами
метрич. параметров поверхности: живого сечения плитки, диаметра огневого канала и шероховатости. Наибольшая интенсивность излучения наблюдается у ке- рамич. насадок в виде пирамид, выступов. ■
Металлокерамич. насадки имеют дополнит. металлич. сетку из жаростойкой стали, располож. на расстоянии 8—12 мм от керамич. плиток. Благодаря применению сетки повышается кол-во теплоты, передаваемой излучением, улучшаются равномерность нагрева насадки и полнота сгорания газа. В Г.и.и. также используются металлич. насадки — набор жаростойких металлич. сеток или перфориров. плит из жаростойкого чугуна. В перфориров. и пористых керамич. и металлокерамич. насадках сжигают предварительно подготовл. газовоздушные смеси. В них поток смеси разбивается на , множество мелких струй, к-рые сгорают в виде плоского пламени и микрофакелов в устье каналов насадки без видимых языков пламени. Вследствие малой скорости (0,1 —0,14 м/с) газовоздушной смеси в каналах плитки, а также наличия сетки, края является вторичным излучателем, предотвращается отрыв пламени. Для обеспечения устойчивости пламени по отношению к проскоку диаметры каналов должны быть меньше критических. Однако при значит, увеличении тепловой мощности горелки, когда возникают условия для прогрева керамич. каналов в глубину, а зона горения перемещается внутрь насадки, происходит проскок пламени. Близость зоны горения к поверхности перфориров. насадка обеспечивает нагрев его до высоких темп-p, и он становится источником теплового излучения. Темира излучающей поверхности составляет 900—1000 К.
Во всех Г.и.и. 40—60% энергии, выделяемой при сжигании газа, передается излучением. При работе в номин. режиме Г.и.и. обеспечивают полное сгорание газа. В неразбавл. продуктах сгорания < бс - 1)
содержится оксидов углерода не более 0,02 об. % (250 мг/м3). В Г.и.и. при изменении уд. тепловой мощности от 25 до 100 Вт/см2 содержание оксидов азота NOx не превышает соответственно 40—100 мг/м3. Содержание СО у Г.и.и. примерно в 2 раза меньше, чем у горелок газовых плит и газовых проточных водонагревателей, NOx — в 5—2 раза меньше, чем у эжекц. горелок газовых плит и водонагревателей и эжекц. горелок БИГ, ИГК.
Г.и.и. используют для отопления произв. помещений и теплиц, отд. рабочих мест на открытых и полузакрытых площадках; в технологич. процессах сушки и нагрева (термообработка листового металла и труб, цилиндрич. поверхностей, сушка лакокрасочных покрытий), где требуется равномерность нагрева; в передвижных нагреват. установках (ремонт асфальтобет. дорожных покрытий) ; для сварки полиэтиленовых труб.
ГОРЕЛКА ПЫЛЕУГОЛЬНАЯ — устройство для образования смесей пылевидного топлива с воздухом и подачи его к месту сжигания. Через Г. в топку пос-
Круглые горелки■
а — одноулиточная; б — двухулиточная; в— улиточно-лопаточная; / — пылевоздушная смесь; II — вторичный воздух; 1 —улитка вторичного воздуха; 2 — труба; 3 — рассекающий конус; 4 — кольцевой канал вторичного воздуха; 5 — улитка пылевоздушной смеси; б—растопочная мазутная форсунка;
7 — закручивающий лопаточный аппарат
тупают два различных потока: топливовоздушная смесь (топливная пыль при темп-ре 70— 130°С и первичный воздух) и вторичный воздух с темп-рой 250—420°С. Образование горючей смеси завершается в топочной камере. От работы Г. и их размещения зависит характер смесеобразования, что в сочетании с аэродинамикой топочной камеры определяет интенсивность воспламенения, скорость и полноту сгорания. Г. для, камерного сжигания твердого топлива подразделяют на круглые (турбулентные), прямоточные (щелевые) и пылевые. Для сжигания пылевидного топлива совместно с газом применяют комбиниров. Г. На котлоагрегатах большой произ-сти устанавливают одно- и двухулиточные, лопаточные и улиточно-лопаточные пылеугольные круглые Г. При любой конструкции круглой Г. потоки пылевоздушной смеси и вторичного воздуха закручиваются в одном направлении. В одноулиточной Г. пылевоздушная смесь поступает в топку прямоточно; вторичный воздух закручивается в улитке и, пройдя кольцевой канал, через амбразуру поступает в топку. Необходимый для хорошего перемешивания со вторичным воздухом разнос струи пылевоздушной смеси достигается рассекающим конусом. В получивших широкое распространение двухулиточных Г. и улиточно-лопаточных Г. оба потока закручиваются в улиточном или лопаточном подводе. Потоки образуют в топке два концентрически расходящихся усеченных конуса, как бы опирающихся малыми основаниями на кольцевые выходы из Г. Внутри образуется конус пылевозду!пной смеси, к к-рому снаружи примыкает конусообразный поток вторичного воздуха. По мере движения в топке оба потока проникают один в другой, перемешиваются, увлекая за собой топочные газы. Чем больше горячих топочных газов вовлекается в этот процесс, тем быстрее воспламеняется и сгорает топливо. Для увеличения угла раскрытия факела мощные Г. имеют конич. выходную насадку. С этой же целью выходную часть амбразуры часто выполняют конич., расширяющейся к устью, в результате чего Достигается лучшее сочетание форм развития факела и амбразуры, увеличивается площадь поверхности контакта факела, ускоряется воспламенение топлива. Полнота сгорания топлива зависит от скорости вдувания в топку первичной смеси и вторичного воздуха. При малой скорости первичной смеси возможны выпадание из потока крупных частиц топлива и обгорание выходных патрубков Г.; при слишком большой скорости ухудшаются условия воспламенения и увеличивается длина факела. Скорость пылевоздушной смеси в круглых закручивающих Г. при сжигании пыли
Схемы расположения пылсугольиых горелок а — фронтальное; б — встречное (боковое); в — встречно-смешанное (боковое); г — двухфронтальное; д — угловое с одним фокусом встречи факелов; е—угловое боковое с двумя фокусами встречи; ж — тангенц. угловое; з — угловое в топке с двусветным экраном; и — потолочноеСхемы расположения пылсугольиых горелок а — фронтальное; б — встречное (боковое); в — встречно-смешанное (боковое); г — двухфронтальное; д — угловое с одним фокусом встречи факелов; е—угловое боковое с двумя фокусами встречи; ж — тангенц. угловое; з — угловое в топке с двусветным экраном; и — потолочное
Схемы расположения пылсугольиых горелок а — фронтальное; б — встречное (боковое); в — встречно-смешанное (боковое); г — двухфронтальное; д — угловое с одним фокусом встречи факелов; е—угловое боковое с двумя фокусами встречи; ж — тангенц. угловое; з — угловое в топке с двусветным экраном; и — потолочное
Схемы расположения пылсугольиых горелок а — фронтальное; б — встречное (боковое); в — встречно-смешанное (боковое); г — двухфронтальное; д — угловое с одним фокусом встречи факелов; е—угловое боковое с двумя фокусами встречи; ж — тангенц. угловое; з — угловое в топке с двусветным экраном; и — потолочное
антрацитов, полуантрацитов и тощих углей принимают равной 15—20 м/с, а каменных и бурых углей — 20—25 м/с; соответственно скорости вторичного воздуха принимают равными 20—30 и 25—35 м/с. Кол-во первичного воздуха, к-рое необходимо подавать в Г., с повышением выхода летучих в-в из топлива возрастает с 20— 30 % при сжигании антрацита до 50—60% при сжигании бурых углей. "Остальное кол-во воздуха приходится на вторичный. Круглые Г. применимы для любого твердого топлива, но наиболее распространены для топлива с малым выходом летучих в-в. Единичная мощность круглых Г. достигает 14 т/ч.
В прямоточных Г. пылевоздушная смесь и вторичный воздух подаются в топку самостоят. потоками через узкие прямые щели. Ввиду отсутствия тур- булизирующего эффекта прямоточные Г. создают дальнобойные плоские паралл. струи с малым углом расширения. Такие Г. сжигают пылевидное топливо в тонких
плоских паралл. струях. Пылевоздушная смесь подается в топку со скоростью 20— 30 м/с через вертик. вытянутые амбразуры, расположенные на расстоянии 1,2— 2 м одна от другой. Подсос топочных газов создает в пространстве между соседними струями мощные очаги вихревых зон горячих продуктов сгорания, что обеспечивает устойчивое зажигание факела. Малая ширина Г., большой периметр и сравнительно большая скорость воспламенения обеспечивают быстрое распространение пламени на все сечение факела и расположение ядра горения вблизи амбразур. Такие Г. применяют в топках для сжигания высокореакц. топлив: бурого угля, фрезерного торфа, горючих сланцев. Пылеугольные Г. размещают на фронт, и баковых стенках топочного объема котла; в зависимости от паропроизводит. их можно располагать в несколько ярусов (в котлах большой мощности на фронт, и задней стенках в 2—4 яруса). В топках с удалением ишака топливного в твердом состоянии Г. располагают на фронт, стене, одну против другой, на двух стенах или в углах топочной камеры. При одно-, двух- фронт. и боковом размещении применяют круглые и щелевые Г. с расстоянием между круглыми большим, чем между щелевыми. Продукты сгорания, выходящие из крайних Г., не должны касаться топочных экранов. Во избежание сепарации пыли гнезда Г. располагают на 1,5—2 м выше скоса холодной воронки. Дальнобойные Г. вызывают шлакование заднего экрана топки. Фронт, расположение возможно при короткофак. круглых Г. При нем пылепроводы короткие, а распределение темп-ры по ширине топки равномерное. В котлоагрегатах умеренной мощности Г. чаще располагают на противоположных боковых стенках симметрично-встречно
Горелка форкамерная
— газовый коллектор с отверстиями; 2— отверстия для запальной горелки; 3 — форкамера;
— керамический моноблок; 5 — опорная конструкция; б — канал для поступления воздуха
или встречно-смещенно. При последней компоновке Г. с тонкими струями образуется мощное ядро факела с высокой темп- рой в нижней части топки, что предотвращает шлакование экранов. Распространена тангенц. компоновка угловых Г., при к- рой их оси направлены тангенциально к воображаемой окружности диаметром 1— 2 м в центре топки. В топке образуется вертик. вихрь, обеспечивающий хорошее перемешивание. При тангенц. компоновке угловых Г. лучшие результаты достигаются в топках, имеющих в плане форму, близкую к квадрату, что обусловливает хорошую аэродинамику топочного объема. Хорошее заполнение топки факелами достигается при потолочном расположении Г., но оно применяется редко из-за сложности компоновки и ухудшения условий воспламенения. При жидком шла- коудалении обычно применяют угловые щелевые горелки, а для топки с умеренной темп-рой плавления золы.—круглые. При высокой темп-ре в топке и тугоплавкой золе круглые Г. подвержены сильному радиац. обогреву и быстро обгорают. При жидком шлакоудалении с целью создания высокотемп-рной зоны Г. располагают ниже, чем при удалении шлака в твердом состоянии. При малой нагрузке Г., расположенные слишком низко, подвержены шлакованию и могут привести к сепарации топливной пыли в ванну.
ГОРЕЛКА ФОРКАМЕРНАЯ — устройство, состоящее из газового коллектора с отверстиями для выхода газа, моноблока с каналами и керамич. огнеупорной форкамеры, размещаемых над коллектором, в к-рых происходят смешение газа с воздухом и горение газовоздушной смеси. Г.ф. предназначена для сжигания природного газа в топках секц. чугунных котлов, сушилок и др. тепловых установок, работающих с разрежением 10—30 Па. Г.ф. располагают на поду топки, благодаря чему создаются хорошие условия для равномерного распределения тепловых потоков
по длине топки. Г.ф. могут работать на низком и среднем давлении газа. Г.ф. состоит из газового коллектора (стальной трубы) с одним радом отверстий для выхода газа. В зависимости от тепловой мощности горелка может иметь 1,2 или 3 коллектора. Над газовым коллектором на стальной раме установлен керамич. моноблок, образующий рад каналов (смесителей). Каждое газовое отверстие имеет свой керамич. смеситель. Газовые струи, истекая из отверстий коллектора, эжектируют 50—70% воздуха, необходимого для горения, остальной воздух поступает за счет разрежения в топке. В результате эжекции интенсифицируется смесеобразование. В каналах смесь подогревается, и при выходе начинается ее горение. Из каналов горящая смесь поступает в форкамеру, в к-рой осуществляется сгорание 90—95% газа. Форкамеру изготовляют из шамотного кирпича; она имеет вид щели. Догорание газа происходит в топке. Высота факела — 0,6—0,9 м, коэфф, избытка воздуха а - "1,1...1,15.
ГОРОДСКАЯ СИСТЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ — сложный комплекс сооружений, технич. устройств и трубопроводов, обеспечивающий подачу и распределение газа между пром., коммун, и бытовыми потребителями в соответствии с их спросом. Состоит из след. осн. элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давлений, газорегуляторных станций (ГРС1), газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), системы контроля и автоматич, управления, диспетчерской службы и системы эксплуатации. Потоки природного газа поступают по магистр, газопроводам через газораспределит. станции в гор. газовые сети. На газораспределит. станции давление газа снижается клапанами автоматич. регуляторов и поддерживается пост, на требуемом для города уровне. Тех- нологич. схема газораспределит. станции включает систему автоматич, 'защиты, гарантирующую значение давления газа в гор. сетях, не превышающее допустимого уровня. Из ГРС газ по газовым сетям поступает ' к потребителям. Осн. элемент Г.с.г. — газовые сети, к-рые состоят из газопроводов разл. давлений, классифицируемых след, образом: низкого давления — до 5 кПа (избыточных); среднего — 5 кПа — 0,3 МПа; высокого II категории — 0,3—0,6 МПа и высокого давления I категории — 0,6—1,2 МПа. По газопроводам низкого давления транспортируют и распределяют газ по жилым и обществ, зданиям и пред- приятиям бытового обслуживания. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до
3 кПа, а предприятий бытового обслуживания и обществ, зданиях — до 5 кПа. Обычно в сетях поддерживают низкое давление до 3 кПа, и все указанные здания и предприятия присоединяют к газовой сети непосредственно без регуляторов давления газа. По газопроводам среднего и высокого (0,6 МПа) давлений газ подают через ГРП в сети низкого и среднего давлений. В ГРП установлена автоматич. защита, исключающая возможность повышения давления на низшей ступени сверх допустимой нормы. По этим газопроводам через ГРП и ГРУ газ также подают пром, и коммун, предприятиям. По действующим нормам макс, давление для пром., с.-х. и коммун, предприятий, а также для отд. стоящих отопит. и производств, котельных допускается до 0,6 МПа, для предприятий бытового обслуживания, пристроенных к зданиям, — не более 0,3 МПа. К ГРУ, рас- полож. на стенах жилых и обществ, зданий, можно подавать газ с давлением не более 0,3 МПа. Газопроводы среднего и высокого давлений составляют осн. гор. распределит, сети; газопроводы высокого давления (до 1,2 МПа) применяют только в крупных городах. Пром, предприятия можно присоединять к сетям среднего и высокого давлений непосредственно без регуляторов давления, если это обосновано технич. и экономич. расчетами. Связь между газопроводами разл. давлений осуществляется только через ГРП.
Г.с.г. имеют иерархичность в построении, к-рая увязана с классификацией газопроводов по давлению. Первый иерархия, уровень составляют сети высокого и среднего давлений, являющиеся осн. газопроводами города. Их резервируют путем кольцевания или дублирования отд. участков. Только у малых городов сети могут быть тупиковыми. Газ последовательно перетекает по ступеням со снижением давления, к-рое осуществляется скачками на клапанах регуляторов давления ГРП и поддерживается после них пост. При наличии разнородных потребителей в газоснабжаемом р-не по одной и той же улице или проезду можно параллельно прокладывать газопроводы разл. давлений. Газопроводы высокого и среднего давлений образуют единую гидравлически связ. гор. сеть. Второй иерархия, уровень составляют сети низкого давления, подающие газ многочисл. потребителям. Сети проектируют смеш. типа, закольцовывая только осн. газопроводы, а остальные выполняя тупиковыми. Газопроводами низкого давления не пересекают большие естеств. (реки, озера, овраги) и искусств, (ж.-д. линии, автомобильные магистрали) препятствия, их не прокладывают по пром, зонам, поэтому они не составляют единую гидравлически связ. гор. сеть. Сети низкого давления про
ектируют как локальные системы, имеющие по неск. точек питания (ГРП), в к- рые газ поступает из сетей среднего или высокого давления. Третий иерархии, уровень. — газовые сети жилых и обществ, зданий, пром, цехов и предприятий. Их выполняют, как правило, нерезервированными. Давление в них определяется назначением сетей и требуемым уровнем для газоиспользующих установок. '
Г.с.г. по числу ступеней давления разделяют на: двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и вы- сокогодавлений; трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и вы-. сокого давлений; мгогоступешштые, состоящие из газопроводов всех градаций давлений. Привед. градация газопроводов по давлению вызвана необходимостью иерархич. построения Г.с.г., а также след, обстоятельствами: в городе имеются потребители, для систем газоснабжения к-рых требуется разл. давление газа; необходимость в среднем и высоком давлениях связана с бол ьшими потоками газа и протяж. направлениями их транспортирования; улицы и проезды центр, (старых) р-нов городов неширокие, и прокладка по ним газопроводов высокого давления может оказаться неосуществимой. Чем больше давление газа, тем большее расстояние требуется между газопроводом и зданиями. Кроме того, прокладка газопроводов высокого давления в р-нах с высокой плотностью насе-. ления нежелательна; ограничения, накладываемые на ' условия присоединения газорегуляторных шкафных установок, размещаемых на зданиях, обусловливают необходимость наряду с сетями высокого давления проектировать и сети среднего давления.
По назначению газопроводы делят на: распределит, высокого, среднего и низкого давлений, транспортирующие газ по снабжаемой территории; абонентские ответвления, подающие газ от распределит. сетей к отд. потребителям; внутридомовые и внутрицеховые. Гор. распределит, газопроводы высокого и среднего давлений проектируют как единую сеть, подающую газ пром, предприятиям, отопит, котельным, коммун. потребителям и в сетевые ГРП. Создание единой сети экономически выгоднее, чем разделительной для пром-сти и коммунально-бытового сектора.
На выбор конкурентоспособных вариантов Г.с.г. влияют след, факторы: размеры города, его планировка, застройка, плотность населения и хар-ки пром, предприятий, электростанций, наличие больших естеств. и искусств, препятствий для прокладки газопроводов; перспективный план развития города. Принятая Г.с.г. должна быть экономичной, безопасной и надежной в эксплуатации, проста и
Многоступенчатая система газоснабжения крупного города
СВД - сеть высокого давления; СНД - сеть низкого давления; ПП - промышл. предприятия
удобна при обслуживании, допускать выключение из работыотд.частейдля произ-ва ремонта. Сооружения, оборудование и узлы в системе должны быть однотипными. В гор. сеть многоступенчатой системы газоснабжения газ поступает по 2 магистр, газопроводам через ГРС, что повышает надежность газоснабжения. Газораспределит. станции связаны неск. ответвлениями с кольцом высокого давления! категории (до 1,2МПа), крое располагается по периферии города. Из этого кольца через неск. сетевых ГРП газ поступает в кольцевые сети высокого (до 0,6МПа) или (и) среднего давления. От них идут ответвления газопроводов к пром, потребителям и в ГРП сетей низкого давления, после к-рых поддерживается давление до 3 кПа. На схеме газопроводы расположены последоват., но по улицам могут прокладываться паралл. газопроводы разных давлений. Это связано с тем, что для сокращения расхода металла сети низкого давления питают в неск. точках через ГРП и для подачи газа в центр, располож. ГРП прокладывают паралл. газопроводы высокого или среднего давлений. Такие прокладки также необходимы для подачи газа отопит, котельным и пром, предприятиям, располож. внутри жилых массивов. Сеть низкого давления выполнена в виде 2 зон, к-рые не соединены между собой. Это вызвано структу - рой города. Для повышения надежности ГРП каждой зоны соединены газопроводами низкого давления больших диаметров (а, Ь, с, d, е, g). Это резервирует ГРП по низкой ступени давления. В средних и небольших городах обычно применяют двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давлений. Если в центр, части города проложить газопроводы высокого давления нельзя, то их разделяют на две составляющие: сети среднего давления в центр, части и сети высокого давления на периферии. Получается трехстуценчатая система. Диаметры распределит. газопроводов обычно изменяются в пределах 50—400 мм.
Для возможности отключения участков газопроводов высокого и среднего давлений, отд. зон сетей низкого давления, сооружений на сетях и жил ых, обществ, и пром, зданий или групп зданий устанавливают отключающие устройства —^ задвижки или пробковые краны. Задвижки устанавливают на вводах и выводах из ГРП, на ответвлениях от уличных газопроводов к микрорайонам, кварталам, группам жилых домов, при пересечении водных преград, железных и автомобильных дорог. Задвижки на наружных газопроводах располагают в колодцах совместно с линзовыми компенсаторами, к-рые снимают темп-рные и монтажные напряжения, а также обеспечивают удобный монтаж и демонтаж запорной арматуры. Колодцы разрешается устанавливать на расстоянии не менее 2 м от линии застройки или ограждения территории предприятий. Число отключающих устройств должно быть обоснованным и миним., необходимым. Задвижки на вводах в здания монтируют на стенах, выдерживая определ. расстояния от дверных и оконных проемов. При расположении арматуры на высоте более 2,2 м предусматривают площадки с лестницами для их обслуживания.
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ — полезные ископаемые, дающие при сухой перегонке значит, кол-во смолы (близкой по составу к нефти). Г.с. состоят из минер, иорганич. частей. Г.с. имеют пром, значение как топливом энергохим. сырье. Из отходов (золы) получают стройматериалы (цемент и др.). Потребителями Г.с. являются ТЭС, котельные, сланцеперерабатывающие комбинаты.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ОГРАЖДЕНИЯ. ЗДАНИЯ — избыточное давление, возникающее за счет разницы уд. веса воздуха снаружи и внутри здания.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогреват. установка или совокуп- 1 ность обогреват. установок, в к-рых происходит естеств. циркуляция теплоносителя под воздействием гравитац. сил. Применительно к водяному отоплению гравитац. циркуляция возникает в замкнутых кольцах системы с вертик. участками вследствие неравномерного распределения плотности воды на них. Область применения Г.о. ограничена отоплением отд. жилых квартир (см. Квартирное отопление), обо- собл, зданий (особенно в отдал, сел. местности), зданий при неналаженном снабжении электрич. энергией. Г.о. применяется также в зданиях, в к-рых недопустимы вызываемые циркуляционными насосами шум и вибрация конструкций (напр., при точных измерениях). Г.о. можетбытьустро- ено для отопления верхних помещений вы-
Прмицкпкахьнжя схем* гржвхтжцмоиноЖ системы отопления
1 — теплообменник (теплогенератор); 2,3 — наружные обратный и подающий теплопроводы; 4 — расширительный бак; 5 — верхняя подающая магистраль; б — отопительный прибор; 7 — наполнительно-подпиточная труба; 8 — обратный клапан
соких зданий (напр., технич. этажа). Ограничение области применения Г.о. связано с тем, что для циркуляции воды используется сравнительно малое различие в гидростатич. давлении в вертик. частях системы, к-рое только в высоких зданиях достигает значений, соизмеримых с давлением, создаваемым циркуляц. насосом.
В малоэтажных зданиях системы Г.о. имеют след, недостатки по сравнению с насосной системой водяного отопления: сок- ращ. радиус действия; повыш. первонач. стоимость; увелич. расход металла и затраты труда на монтаж; замедл. включение в действие; повыш. опасность замерзания воды в трубах, пролож. в неотапливаемых помещениях. Вместе с тем системы Г.о. обладают достоинствами, определяющими в отд. случаях их выбор: относит, простота устройства и эксплуатации; независимость действия от снабжения электрич. энергией; отсутствие циркуляц. насосов и соответственно шума и вибраций; сравнит, долговечность; улучшение теплового режима помещений, обусловл. действием с количеств, саморегулированием. В системе Г.о. создается своеобразный механизм естеств. регулирования: при проведении обычного качеств, регулирования ^т.е. при изменении темп-ры воды) самопроизвольно возникают количеств, изменения (изменяется расход воды). Одноврем. изменение темп-ры и кол- ва циркулирующей воды обеспечивает необходимую теплоотдачу отопительных приборов для поддержания ровной темп-ры помещений. При естеств. циркуляции воды преимущество в малоэтажных зданиях отдается двухтрубной системе отопления; вертик. однотрубная система водяного отопления предпочтительна в многоэтажных зданиях, где благодаря увеличению естеств. циркуляц. давления можно уменьшить диаметр труб (по сравнению с
двухтрубной), а также располагать отд. отопит, приборы ниже котла или теплообменного аппарата. Схема системы Г.о. во многом подобна схеме насосной системы отопления. Особенности ее конструкции: как правило, применяется верхняя разводка для улучшения циркуляции воды; бак расширительный присоединяется непосредственно к гл. стояку; подающая магистраль прокладывается с увелич. уклоном 'для сбора воздуха в точке присоединения бака расширит.; применяются радиаторы, присоединяемые к стоякам с обеспечением движения воды в них сверху вниз; однотрубные стояки устраиваются с замыкающими участками у радиаторов. Принцип, схема системы водяного Г.о. с верхней разводкой и теплообменником применяется при независимом присоединении ее к наружным теплопроводам. Наполнение и подпитка системы осуществляются водой (обычно деаэрированной) из наружного обратного теплопровода без подпиточного насоса, что возможно при достаточно высоком давлении в нем. При местном теплоснабжении. теплообменник заменяется котлом.
Возможно применение системы Г.о. с нижней разводкой обеих магистралей. Однако при этом уменьшается циркуляр, давление, что приводит к увеличению диаметра труб; усложняются сбор и удаление воздуха из системы. Бак расширит, в этом случае можно использовать для удаления воздуха только при прокладке спец. воздушных труб. В двухтрубной системе Г.о. для создания достаточного циркуляр, давления желательно увеличивать вертик. расстояние между нижними отопит, приборами и теплообменником, доводя его хотя бы доЗм.
Система с "опрокинутой" циркуляцией при естеств. циркуляции воды не используется, т.к. в ней иногда возникает "обратное" движение охлажденной воды в стояках.
ГРАДИРНЯ (от нем. gradieren — сгущать соляной раствор) — сооружение, аппарат для охлаждения воды атм. воздухом. Первоначально Г. служили для добычи соли выпариванием. Современные Г. применяют гл. обр. в системах оборотного водоснаб-
■ жения пром, предприятий, ТЭС и АЭС для понижения темп-ры воды, отводящей теплоту от теплообменных аппаратов, компрессоров и др. оборудования. Охлаждение происходит в основном за счет испарения части воды, стекающей по оросителю под действием силы тяжести. Испарение 1 % воды в Г. понижает ее темп-ру примерно на 6°С. При испарительном охлаждении может быть достигнута темп-pa воды, более низкая, чем темп-pa воздуха.
Ороситель — один из осн. элементов Г. предназначен для увеличения площади соприкосновения воды и воздуха и, следова
тельно , для ускорения процесса охлаждения воды. Он представляет собой систему вертик. щитов из тонких листовых материалов или из дерева, по поверхности к- рых вода стекаете вцде пленки (пленочный ороситель), либо систему горизонт, планок и реек, разбивающих воду на мелкие капли (капельный ороситель). Существует еще брызгальный ороситель, в к-ром соприкосновение воды и воздуха осуществляется за счет ниспадающего потока капель воды, создаваемого водоразбрызгивающими сопла ми водораспределителя по площади Г. В брыз- гальном оросителе отсутствуют к.-л. конструктивные элементы» увеличивающие площадь поверхности контакта воды и воздуха. По типу оросителя Г. подразделяют на пленочные, капельные и брызгальные; по способу подачи воздуха — на вентиляторные, башенные (в к-рых создается тяга воздуха с помощью высокой вытяжной башни) и открытые (или атм.), использующие силу ветра и отчасти естеств. конвекцию для протока воздуха по оросителю. Вентиляторные Г. в свою очередь делятся на секционные и отдельно стоящие. Имеются и т.н. сухие или радиаторные Г., в к-рых вода передает теплоту атм. воздуху через стенки радиаторов, не вступая с' ними в непосредств. контакт. РадиаторныеГ. могутбыть вентиляторными и башенными. Вентиляторные Г. обеспечивают более глубокое и устойчивое охлаждение воды и большие уд. тепловые нагрузки, чем башенные и атм., но требуют дополнит, расхбда электроэнергии. На вентиляторные Г. допускается уд. тепловая нагрузка 90—120 тыс. Вт/м2 [80—100 тыс. ккал/(ч-м2)] и выше, в то время как на башенные Г. при прочих равных условиях эта нагрузка не превышает 90 тыс. Вт/м2 [80 тыс. ккал/(ч-м2)]. Для атм. Г. макс, тепловая нагрузка составляет 35—60 тыс. Вт/м2 [30—50 тыс. ккал/(ч-м2)]. Зависимость охладит, эффекта атм. Г. от силы и направ-. ления ветра ограничивает область их применения. Тип и размеры Г. и ее осн. элементов определяют технико-экономич. расчетами в зависимости от кол-ва и темп-ры охлаждав-
Градирня '
а — вентиляторная; б — башенная; в — атмосферная; 1 — вентилятор; 2 — водоуловитель; 5 — водораспределитель; 4 — ороситель; 5 — вход воздуха; 6 — отвод воды; 7 — резервуар; 5 — подвод воды
мой воды и параметров атм. воздуха—темп- ры по сухому и влажному термометрам и ба- рометрич. давления. Вместо темп-ры по влажному термометру может быть задана относит, влажность атм. воздуха. Теоретич. пределом охлаждения воды в Г. считается темп-pa атм. воздуха по влажному термометру, к-рая всегда ниже темп-ры по сухому термометру при относит, влажности менее 100%. С помощью вентиляторных Г. темп- ру охлажденной воды получаютна 4—6°С (в отд. случаях на 2—3°) выше темп-ры воздуха по влажному термометру, с помощью башенных Г. — на 8—10°С. Радиаторные Г. обеспечивают охлаждение воды только выше темп-ры воздуха по сухому термометру.
ГРАДУСО-СУТКИ — числовой показатель сравнит, суровости зимы в данной местности, определяемый путем умножения нормативной продолжит. отопительного сезона, выраженной в сут, на разность темп-ры внутр, воздуха (18— 20°С) и темп-ры наружного воздуха, средней в течение этого времени года. Для Москвы, напр., число Г.-с. составляет 213 [+18 - (-3,6)] - 4600 (для сравнения: в Сочи — 1040, на севере Красноярского края —12800).
ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ — описывают тепловые условия на границах тела в процессах теплопередачи. Границами являются как внешн.; так и внутр, поверхности, отделяющие тело от другого тела или от внутр, полости, содержащей газ или жидкость. Различают Г.у.: I рода — заданная темп-pa на поверхности 1ц, °C; II рода —• заданная плотность теплового потока $п, Вт/м2; III рода — заданный теплообмен на поверхности qn - a (tc-h), где а — коэфф, теплообмена, Вт/(м2К); IV рода —-, заданные условия на стыке материальных слоев.
Независимое совместное воздействие на поверхности теплового потока q, Вт/м2, и темп-ры окружающей среды fa, °C, обычно приводится к Г.у. Ш рода увеличением значения tc на величину эквивалентной надбавки д/а (см. Принцип суперпозиции).
ГРАФИКИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — зависимости потребной тепловой мощности на системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, присоедин. к тепловым сет^м, от темп-ры наружного воздуха. По ним совместно с графиками температуры рассчитывают расходы теплоносителя для всех режимов отопит, периода. Зависимости расхода теплоты, Вт, для каждого ввда потреблений изображают графически в зависимости от темп- ры наружного воздуха. Они могут быть построены как уд. расход теплоты, отнес, к 1 чел. Т.к. для всех видов потребления справедлива линейная связь (см. Расход теплоты в системах теплоснабжения), для построения графика достаточно знать тепловые нагрузки в неск. характерных точках. За такие точки выбирают наружную расчетную темп-ру fao, темп-ру начала — конца отопит, периода (fa *" 8°С) и расчетную темп-ру воздуха в отапливаемых помещениях (f ? “ 18°С). Расходы теплоты на теплопотери и инфильтрацию жильце, на отопление и вентиляцию гражданских зданий изображаются прямыми линиями, имеющими нулевое значение при t В -18°С и расчетное (макс.) при t £л. Линии существуют от fao до fa • - 8 С, после к-рой прерываются. Расходы теплоты на горячее во-
*9
~9
Графики потребления теплоты в системах теплоснабжения
б ов — расходы теплоты на отопление и вентиляцию жилых зданий; 2 8в — то же, общественных зданий; 2иов — теплопотери и инфильтрация жилых зданий; 2тв — внутренние тепловыделения; Q fa— горячее водоснабжение зимой; 2 га—то же, летом; +8°С—/ Во—диапазон температур для текущих значений расходов теплоты; при / Во — расчетные значения расходов теплоты
доснабжение описываются двумя горизонт, линиями: в предеш отопит. периода — средний зимний расход, же пределов этого периода — летний расход. Внутр, тепловыделений в жилых зданиях являются притоком теплоты, поэтому на трафике их откладывают в отрицат. области ежи ординат в виде горизонт, прямой линии. На схеме го оси абсцисс отложены темп-ры наружного воздуха fa, °C, по оси ординат ■— расходы теплоты, Вт. Расходтеплоты иа отопление и вентиляцию жилых зданий определяется как расход на теплопотери через наружные ограждения, плюс расход теплоты да инфильтрацию, минус тепловыделения. Суммарная прямая пересекает ось абсцисс вблизи темп-ры наружного воздуха в 8°С. Это дает основание считать, что при данной темп-ре внутр, тепловыделения покрывают потери тешготы, и отопление здания можно выключать. Темп-pa fa, равная 8°С, считается концом отопит, периода. Учет расхода теплоты на внутр. тепловыделения приводит ктому, чгопрямаясуммарногорасхода теплоты на отопление и вентиляцию зданий не проходит через начало координат. Это усложняет пересчеты расхода теплоты с изменением наружной темп. Суммарная прямая общего расхода теплоты в пределах отопит, сезона лигюйнорастетсоснижениемнаруж- ных темп-p, а в летний период сохраняется постоянной.
ГРАФИКИ ТЕМПЕРАТУР-— зависимости, связывающие темп-ру теплоносителя, выходящего из источников теплоты системы теплоснабжения, с темп-рой наружного воздуха. Они отражают метод центр. регулирования подачи теплоты потребителям. При качеств, центр, регулировании подачи теплоты изменение ее кол-ва достигается изменением темп-ры теплоносителя при его пост, расходе. Количеств, регулирование можно осуществлять от р-ных котельных, при этом на выходе из источника теплоты темп-ру воды поддерживают пост., а потребное кол-во теплоты для нагреват. приборов регулируют потребители, изменяя расход поступающего теплоносителя. При таком регулировании темп-pa воды в источнике тешготы поддерживается на наиболее высоком уровне. Для Систем теплофикации это экономически невыгодно, т.к. сокращается выработка электроэнергии на тепловом потреблении. Различие этих двух методов состоит также в том, что качеств, регулирование — это центр, регулирование в источгшке теплоты, а количеств, регулирование осуществляют потребители, к-рых необходимо оснастить автоматич, приборами. При качеств, регулировании математич. связь темп-p вытекает из соответствия подаваемой теплоты ее потребностям и отражает хар-ки нагреват. приборов, к-рые изменяются с темп-рой. Осн. потребитель тешготы -— система отопления
зданий, поэтому исходный Г.т. строят т.о., чтобы удовлетворил» отопит, нагрузку и наз. его отопит. Г.т. Кол-во теплоты, поступающей в нагреват. прибор, дерез его стенки отдается окружающей среде, обеспечивая пост.темп-ру воздуха недависимоотнаруж- нойтемп-ры. Вода, охлаждаемая в нагреват. приборах, возвращается в систему, унося с собой неиспользов. энтальпию. Если считать коэфф. тепмтдачи строит, ограждений зданий пост., то сиезь между расходом теплоты на отопление и наружной темп-рой оказывается линейной. Но коэфф. теплопередачи шнреват. приборов принимать пост, нельзя, поэтому Г.т. получаются нелинейными. Отойи^. Г.т. следует получить в результате решения трех (два балансовых и одно теплопередачи) у р-ний нагреват. прибора. Балансовое ур-ние для воздуха написать нельзя, т.к. его темп-pa в помещении считается пост., поэтому отопит. Г.т. получают в результате решения ур-ния теплопередачи и баланса теплоты для воды, циркулирующей через нагреват. прибор Q- кРЦтз + г г)/2 - fa#]; Q" - WOT(t3 - ts) , где й — расход теплота, Вт; к—коэфф-теплопередачи, Bt/(m2‘°C);F— площадь поверхности нагрева, м2; тз итг— темп-ры входа и выхода воды в нагреват. прибор, °C; fa# — темп-ре воздуха внутри помещения, °C; Wot—тепловой эквивалент расхода воды, Вт^С.
Коэфф, теплопередачи для нагреват. приборов получают экспериментально и приматематич. обработке данных используют арифметич., а не логарифмич. разность темп-p, сига и использована в ур-нии теплопередачи. Решение ур-ний дает математич. выражение для отопит. Г.т.:_
ТЗ = fa/ +_^А^р/Т) + Ат &/WOT; П = тз - Q(Ar ёг/Жот),гдеё=б/(2ри ж= w/wp — относит, (по сравнению с расчетными значениями) расхода теплоты и эквиваленты расходов воды; Дг^г=т§—т^ — расчетная разность темп-p для системы отопления; А? ?р — (т § + г §)2 — fa, — расчетная средняя разноси» темп-p. Ур-ние для темп- ры т з написано в предположении, что расход теплоносителя перем., поэтому его можно использовать при качеств, и количеств, регулировании^ При качеств, регулировании WOT= 1.
Коэфф, тешгопередачи через нагреват. приборы в осн. определяется интенсивностью отдачи теплоты от стенки прибора в помещение, т.к. термин, сопротивления 'теплоотдачи от воды к стенке прибора и самой стенки малы. Теплоотдача в помещение зависит от разности темп-p между стенкой и окружающей средой. Эта зависимость, установл. экспериментально, следующая: к= (A fap/A t Ср)п, где показатель степени изменяется в
зависимости от типа нагревательного прибора в пределах и ~ 0,25...0,32. Из ур- ния теплопередачи и приведенной зависимости для к получаем связь между ки0: k-QnKn* 1).
Ур-ния для отопит. Г.т. при качеств, регулировании примут след, вид: тз= /вн+ + Afgpfi^"^ + 0,5Ат Т2 = ТЗ- ArgrS.
На пути от источника теплоты до на- греват. приборов устанавливают промежуточный теплообменник для снижения темп-ры теплоносителя otti дотз • Тепловые процессы в нем могут отразиться на Г.т., поэтому для источника теплоты Г.т. должен быть такой, чтобы после промежуточного теплообменника темп-ра теплоносителя изменялась соответственно ур- нию отопит. Г.т. для тз. Промежуточные теплообменники применяют двух типов: смесит, или поверхностные. В качестве смесит. используют элеватор или смешение осуществляют насосом. В обоих случаях коэфф, смешения на всем диапазоне темп-р наружного воздуха сохраняется пост., и полученная закономерность для отопит, графика не изменится. Темп-ра после смесителя должна быть равной тз, это определяет темп-ру тр Wt.cTi + +WnoBT2- (WT.c.+ Wnofl) тз; и- (тi - тз) / / (т з - т г), где и *■ Whob/Wt.c — кофф. смешения.
Коэфф, и сохраняется пост., поэтому приведенное соотношение сохраняется одинаковым для любой наружной темп-ры.
Ур-ние для тц п = тз + (т^ - т^)<2- По получ. зависимостям для и, тз итг строят отопит. Г.т., кривые 1 и 2 для темп-р И ИТ2 при Ат?.с“ 15О...7О°С.
Если в качестве промежуточного устанавливают поверхностный теплообменник, учитывают влияние изменения коэфф, теплопередачи с изменением режима работы на зависимость для ti. У водонагревателей с вынужденным конвективным теплообменом этот коэфф, изменяется с изменением расхода теплоносителя. Через теплообменник проходят два расхода: греющий — вода тепловой сети и нагреваемый — вода системы отопления. При качеств, регулировании расходы этих теплоносителей постоянны. Сохраняется пост, и коэфф, теплопередачи, поэтому ур-ние для т i будет иметь такой же вид, как и для смесит, теплообменника.
При обеспечении системой теплоснабжения подачи теплоты для отопления зданий и на горячее водоснабжение норм, отопит. Г.т. корректируют. Учитывая остывание теплоносителя, темп-ру воды, к-рая к потребителям должна поступить с темп-рой не ниже 50 °C, на выходе из подогревателей системы горячего водо-
Темп«ратура поды в подающем (Л Г) и кратном (2, 2У) трубонроиодан тепловой сети
снабжения принимают равной 60°С, а греющей сетевой воды — не ниже 70 °C. Отопит. сезон заканчивается при темп-ре наружного воздуха, равной 8°С. Ей соответствует темп-ра подаваемой источником теплоты воды примерно 55°С. Она существенно ниже 70°С, поэтому при нагрузке Q, к-рой соответствует г i - 70°С, производят излом Г.т.', сохраняя темп-ру ti пост, и равной 70°С вплоть до конца отопит, сезона. Точке излома Г.т. соответствует нагрузка Q - 0,34. В зоне нагрузок Q < 0,34 Г.т., поддерживаемый на источнике теплоты, не соответствует требованиям качеств. регулирования и превращается в график количеств, регулирования.
При транспортировке теплоты, используемой для горячего водоснабжения, по трубопроводам, ■ к-рые рассчитаны на пропуск только теплоносителя для отопления, необходимо повысить его темп-ру. Такое увеличение осуществляют при регулировании подачи теплоты по повыш. Г.т., т.е. графику регулирования по совмещенной нагрузке. Его применяют при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей горячего Водоснабжения к тепловым сетям. Г.т. рассчитывают на балансовую нагрузку горячего водоснабжения. При пос- ледоват. схеме присоединения теплообменников расходуется след, кол-во теплоты на подогрев горячей воды в подогревателе: I ступени — 0i = = 1Ут.с (та - то) = Wt.c Sti ; П ступени — 011= Wt.c (тп - ri) = Ит.с <$ТП.
Суммарный расход теплоты равен расходу теплоты, необходимой для горячего водоснабжения: 02 = 0б = 0i+ 0п = = №т.с(<5т1+ Зтц) = Жт.с<5т, где Тп и.То — темп-ры в подающей и обратной линиях тепловой сети по повыш. Г.т.; 3т1 и Зтц — перепады темп-p греющего теплоносителя в подогревателях I и И ступеней; Зт — суммарный перепад темп-р.
Подача теплоносителя в тепловой пункт, включая нагрузки на отопление и
Последовательная схема присоединения водопо- догревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям
горячее водоснабжение, сохраняется автоматич. регулятором расхода пост. Wt.c - const. Режим потребления горячей воды в течение суток — переменный. График регулирования строят в предположении выравн. графика потребления горячей воды. Это достигают установкой у потребителей баков-аккумуляторов горячей воды или использованием для аккумуляции теплоемкости строит, конструкций зданий при связ. регулировании подачи теплоносителя.
• Расход теплоты на горячее водоснабжение не зависит от наружной темп-ры, поэтому дх - const. При построении повыш. Г.т. первоначально определяют остывание теплоносителя в подогревателе I ступени, используя ур-ние баланса теплоты: Зт; = И^Д^п — tx)/WT.c = ” Рг.в (Ат?.с/А^г.в) (/п ~ tx), где И^.в — тепловой эквивалент балансового расхода горячей воды; А ?г.в и tn — подогрев и промежуточная темп-ра горячей воды; Р г.» = Q г.в/0 Вт — относит, расход теплоты на горячее водоснабжение по сравнению с расчетным расходом теплоты на отопление; />г.в — осн. хар-ка нагрузки теплового пункта.
Расчетное значение <5 г [ получают для точки излома Г.т., принимая недогрев водопроводной воды в теплообменнике I ступени в 5°С, т.е. считая t п3 = г Р — 5. Для др. темп-р наружного воздуха <$rj рассчитывают из соотношения <5и = <$тГ3(<п - y/(/n3 - tx). Это соотношение преобразуют, используя выражение для безразмерного параметра 8Х: tn - tx = 8х(Т2 - ix).
Для всех темп-р наружного воздуха расходы теплоносителя сохраняются пост., поэтому остаются неизменными и безразмерные параметры, а расчетное соотношение записывают так: 5ti = = <5тГ3 (т2 - tx)/^3 - tx). ',
Величины остывания теплоносителя в водоподогревателеПсту пени для различных значений наружных темп-p рассчитывают по ур-нию <5тц= ^т ~ <5*1, где 3ri и ^ г п определяют для всего диапазона темп-p наружного воздуха от точки излома Гл. до расчетной темп-ры, и по полученным значениям строят зависимость т п и т 0 от наружной темп-ры. Для смет, схемы с ограничением расхода теплоносителя график регулирования по совмещ. нафузке получается такой же. Приповыш. Г.т. в зоне тепловых нагрузок, меньших Qm, для обеспечения норм, работы системы отопления также необходимо применять количеств, регулирование.
ГРАФИКИ ТЕМПЕРАТУР И РАСХОДОВ ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ СИСТЕМАХТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ —
зависимости, связывающие параметры теплоносителя с темп-рой наружного воздуха. Теплоноситель в виде горячей воды нагревается источниками теплоты систем теплоснабжения, циркулирует через системы отопления и непосредственно используется в системах горячего водоснабжения. Для обеспечения макс, водоразбора подающие трубы рассчитываются на пиковый расход горячей воды плюс циркуляц. расход на отопление. Это вызывает необходимость прокладки труб больших диаметров. Избежать этого можно выравниванием графика потребления горячей воды, что достигается использованием теплоаккумулирующей способности зданий в результате связанного регулирования подачи теплоты на отопление * и горячее водоснабжение.
Расход воды в тепловых сетях изменяется в зависимости от темп-ры наружного воздуха. На схеме показана открытая система теплоснабжения с- несвязанным регулированием подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение, к-рое обеспечивают регулятор постоянства расхода воды на отопление и регулятор темп- ры воды, отбираемой на горячее водоснабжение. Темп-pa теплоносителя, поступающего к потребителям от источника теплоты, изменяется в зависимости от темп-ры наружного воздуха по отопительно-быто-
Открытая система с несвязанным регулированием подачи теплоносителя на отопление и горячее водоснабжение
Графики режимов теплоносителя в открытой системе теплоснабжения с несвязанным регулированием
а — отопительно-бытовой график температур; б — тепловые эквиваленты расходов теплоносителя; 1 и 2 — отбор воды из подающей и обратной линий; 3—расход воды на отопление; 4, 5 — расход воды в подающей и обратной линиях
вому фафику. Различают три характерных режима отбора горячей воды из i епло- вой сети. Первый соответствует низким наружным темп-рам. При этом в тепловых сетях поддерживается высокая темп-ра воды, а темп-ра теплоносителя, поступающего в обратную линию из системы отопления, превышает или равна 65°С. В этом случае темп-рный уровень теплоносителя в обратной линии удовлетворяет требованиям горячего водоснабжения, поэтому отбор воды осуществляется только из нее
IVnB= Wr.B, где.И'пв, И'г.в— тепловые эквиваленты потоков теплоносителя суммарного и отбираемого из обратной линии, Вт/оС. Второй режим соответствует диапазону наружных темп-p, при к-ром темп-ра обратной воды ниже, а в подающей линии выше 65°С. Для обеспечения темп-ры воды для горячего водоснабжения в 65°С ее необходимо отбирать из подающей и обратной линий в соответствующем соотношении. Этот режим охватывает зону от т г 65 °C до и 65 °C. Последняя граница соответствует точке излома фафика темп-p. Отборы воды определяются соотношениями W ”в = a IF пв,
W г.в — (1 - а)^, гдеИ'пв — тепдо- вой эквивалент отбора воды из подающего трубопровода. Третьему режиму соответствует темп-ра 65°С в подающей линии. Горячая вода отбирается только из нее:
И^пв= Жг.в; а * 1. Этот режим приходится на осенне-весенний период и завершается окончанием отопительного сезона Он - 8°С). Каждому режиму соответствуют разл. расходы теплоносителя в разных элементах открытой системы теплоснабжения, причем в отд. элементах потоки могут быть равны 0, т.е. отсутствовать, что эквивалентно отсутствию в системе элемента с нулевым расходом. Т.о. с изменением режима отбора горячей воды изменяется структура открытой системы, что для нее характерно.
При отборе горячей воды из подающей и обратной линий (второй режим) все элементы системы работают. При отборе только из обратной линии (первый режим) трубопровод от подающей линии к смесит, устройству закрыт, что эквивалентно его отсутствию. При отборе только из подающей линии (третий режим) соответственно закрыт трубопровод от обратной линии. При отсутствии водоразбора схема
превращается в простую циркуляц. систему. Расход воды в подающей линии равен расходу на отопление плюс теплоноситель, отобранный из подающей линии на горячее водоснабжение, т.е. W п = W Ст + W ?.в. Расход в обратной линии равен расходу на отопление минус теплоноситель, отобранный из обратной линии на горячее водоснабжение: W о = У Ст + W ”в. В третьем периоде вся вода отбирается только из подающей линии, в к-рой поддерживается и ~ 65°С, а - 1. Точка излома определяется из ур- ния графика темп-p, считая г i - 65°С:
Т1 = /вн = А ( СрС Йз^ —
— 0,5А Т Ст(2из + А Т Св0из<
Второй период начинается от нагрузки 2из и простирается до нагрузки Qu, соответствующей тг “ 65°С, т.е. т2 = Ьш + A f СРё ft76 - 0,5А Т ^Ь Количество отобранной горячей воды из подающей и обратной линий определяют из ур-ний: Wb = У?в + У?.в; У?в = tv - У£вП+ У°вТ2=аУпвТ1+
+ (l + cc)WnBT2. Отюда а - (tr - тг)/ /(т 1 - тг). Темп-ры ri и тг известны из отопит, графика темп-р.
При связанном регулировании подачи теплоносителя для отопления и горячего водоснабжения тепловые сети рассчитывают на средний расход воды для горячего водоснабжения. Пиковые нагрузки покрывают
ся теплоаккумулирующей способностью зданий. На абонентских .вводах устанавливают регуляторы расхода, обеспечивающие подачу пост, кол-ва теплоносителя для отопления зданий и горячего водоснабжения. Неравномерность потребления горячей воды компенсируется неравномерностью подачи теплоты на отопление при соблюдении суточных балансов. Если используется отопительно-бытовой график темп-p, теплопроводы рассчитывают с учетом среднего расхода годы на горячее водоснабжение и расчетного расхода на отопление. Для сокращения расхода металла на тепловые сети применяют повыш. скор- ректиров. график темп-р, обеспечивающий регулирование по совмещ. нагрузке, при к- ром тепловые сети рассчитывают только на отопит, расход.
В первом диапазоне темп-p, когда Т2й: tv, весь отбор воды на горячее водоснабжение осуществляется из обратной линии. По подающей линии идет отопит, расход, и в повышении темп-ры поступающей воДы нет надобности. Здесь сохраняется обычный отопительно-бытовой график темп-p. Во втором диапазоне темп- р вода отбирается из подающей линии, в результате чего в систему отопления идет расход, меньший расчетного. Для компенсации расхода необходимо поднять темп- ру теплоносителя. Следовательно, задача расчета графика регулирования темп-p по совмещ. нагрузке формулируется так: теплоноситель в систему отопления поступает в кол-ве Уот и с темп-рой тп , причем
тп>и, а Уот<У&г, На горячее водоснабжение отбирается теплоноситель из подающей и обратнрй линий в кол-ве, соответствующем балансовому режиму. Необходимо определить темп-ры тп и т0 для всех нагрузок QOt, соответствующих второму диапазону. Следовательно, первое условие — это пост, расход теплоносителя на тепловой пункт: Wa - ай4 + Уот = W Вт • const ИЛИ ajud-V Жот= 1,гдедЗ = 1^ВЖ =
e G г.в/G Вт — относит, расход теплоносителя на горячее водоснабжение. Второе условие — обеспечение теплотой систем отопления и' горячего водоснабжения: Qot = W &г(т 1— Т2)= Уот(тп- То) или тП"то= (т1-тг)/Уот. Но т.к. Qot = (Ti-T2)/Argc, то тп ~ То = — Ат"с(Сот/Уот)> Qrp = Упв^г = = УпвТпИ- Уг.вТо» Л' = (^г~ То)/(Тп~ То). В ур-ниях неизвестными являются: а, тп, то и Wot- Замыкает систему ур-ние теплопередачи для отопительных приборов, кот-рое получают с использованием зависимости из отопит, графика темп-р: г о= ^н+ A t ?рё йт6- 0,5Ат gr (Qot/Уот).
В случае элеваторного присоединения расходы теплоносителя на отопление Уот до и после элеватора равны. Получ. система ур-ний решает задачу построения повыш.скорректиров. графика темп-р для открытой системы теплоснабжения с регулятором постоянства расхода на абонентском вводе. При этом (АУот+ + Б^б + Уот = 1, где А = (tr- /ви~ “ A^76)/(Ar&), Б= (0,5Дт£т)/ /(Ат^); Для всех значений Qqt во втором диапазоне темп-р определяют УОт и далее рассчитывают все неизвестные. На схеме показан график регулирования темп-р по совмещ. нагрузке, где тп и то — темп-ры теплоносителя в подающей и обратной линиях. Там же показаны режимы отбора воды и расходы в этих линиях.
Часто применяют открытую систему теплоснабжения без регуляторов расхода. При такой схеме гидравлич. режим определяется режимом отбора воды для горячего водоснабжения. Если на источнике теплоты выдерживать отопит, график темп-р, норм, работу систем отопления обеспечить нельзя, т.к. восенне-весеннийпериод системы отопления недополучат теплоту, а в зимний период происходит перегрев помещений. Чтобы системы отопления работали нормально, на источниках теплоты следует поддерживать спец, график темп-р, при к-ром в осенне-весеннее время поддерживают более высокие темп-ры теплоносителя, в зимнее — более низкие. Этот скорректиров. график рассчитывают исходя из подачи теп-
доносителя только на отопление, а расход теплоты для горячего водоснабжения обеспечивается повышением темп-ры теплоносителя.
ГРЕЙФЕР (нем. Greifer, от greifen — хватать) — грузозахватный механизм с поворотными челюстями, предназнач. для погрузки, разгрузки и перемещения сыпучих и мелких неслежавшихся материал» плотностью 1,6 т/м3 (песка, коагулянта, извести) с размером куске® до 120 мм. В корпусе двухчёлюстного навесного Г. расположены электродвигатели, механизмы смыкания и размыкания челюстей, концевые выключатели, отраничивающие крайние положения челюстей. Г. могут быть подве- шенык крюку крана или ?&и» грузоподъемностью до 5 т. На сыпучий материал Г. опускается с разомкнутыми челюстями, в процессе их замыкания наполняется, после чего происходят подъем и перемещение Г. Навесные Г. выпускают вместимостьюО,4 и 0,63 м3 с крузоподъемностью соответственно 0,6 и 1 т. Кроме Г. применяют грейферную однорельсовую тележку, к-рая может устанавливаться на подвесные двутавровые балки или краны мостовые . К раме тележки крепятся все механизмы. Механизмы подъема и замыкания состоят из мотора-барабана,двухступенчатогоредукторасгрузо- упорным и колодочным тормозами, канато- укладчика, электроаппаратуры и корпуса, связывающего узлы механизма. Механизм передвижения состоит из приводной и двух холостых четырехколесных тележек, к-рые присоединены к раме механизма подъема сферическими шарнирами, что позволяет тележке проходить по криволинейным участкам пути и выравнивает нагрузку на колеса. Кабину грейферной тележки с помощью подвески и четырехколесной тележки устанавливают на двутавровой балке и соединяют тягой с моторной тележкой. Грузоподъемность грейферной тележки 3 т, вместимость Г. 1,5 м , высота подъема до 18 м. ■
Грейфер моторный двухчелюстной навесной
1 — челюсти; 2 — корпус (головка); 3 — крюковая траверса; 4 — крюк; 5 — кабель; 6 — челюстная траверса
ГРОХОТ — устройство для механич. сортировки сыпучих материалов по крупности частиц (кусков). Применяется для разделения на фракции угля, щебня и т.д., а также для обезвоживания материалов (обо- гащ. углей и т.д.). Г. подразделяют на неподвижные — устройства и подвижные — машины. Неподвижные Г. (колосниковые, дуговые, конич.) состоят из неподвижной просеивающей поверхностии установкидля ее крепления. Колосниковые имеют наклонную поверхность и щель шириной более 50 мм и применяются для грубой сортировки крупнокусковых материалов; дуговые. используются для обезвоживания и сортировки мелкозернистых материалов (угля, песка); конические — для обезвоживаниям грубой сортировки. Высокоэффективны подвижные Г., состоящие из одной или неск. просеивающих поверхностей (сит), устройств для их установки и механизма, приводящего сита в движение. По характеру движения сит различают Г. с вращающимися поверхностями (барабанные), качающиеся, вибрац. и полувибрац.
ГРЯЗЕВИК — устройство для осаждения грязи и постор. включений, к-рые несет с собой поток теплоносителя. Земля и песок попадают в трубопроводы при ремонтах, окалина и отложения находятся в трубах Г. устанавливают втепловых пунктах на подающих трубах для защиты систем отопления, калориферов вентиляции и теплообменных аппаратов горячего юдо- ‘ снабжения отзасорения, а также перед водомерами на обратных трубах. Г. для тепловых пунктов, к-рый характеризуется небольшим гидравлич. сопротивлением, изго
товлен из стальных труб. Диаметр корпуса в 3 раза больше диаметра входного патрубка, в результатечегопри входевГ. скорость воды резкоснижается, чтоспособствует оседанию частиц. В выходном патрубке размещен съемный фильтр, представляющий собой кусок трубы с фланцем, имеющей прорези, затянутые сеткой из латунной проволоки. В верхней части Г. имеет кран для выпуска воздуха,-а в нижней — пробку для спуска грязи. Рассчитан на давление 1,6 МПа.
Грязевик
1 — вентиль для выпуска воздуха; 2 — корпус; 3 — съемный патрубок с сеткой; 4 — прокладка; 5 — пробка для спуска грязи ■
ДАВЛЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ — сила динамич. воздействия потока жидкости на единицу площади поверхности элемента системы инж. оборудования (напр., водяного отопления), связ. со скоростью движения и зависящая от плотности жидкости. Проявляется на поверхности, норм, к направлению потока. Измеряется в Н/м2 или Па; вычисляется как произведение плотности (кг/мэ) при данной темп-ре жидкости на половину квадрата скорости ее движения: Рд = pv2/2.
ДАВЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ — сила статич. воздействия жидкости на единицу площади поверхности элемента системы инж. оборудования здания (напр., водяного отопления) , зависящая от уд. веса (Н/м3) и высоты столба жидкости, располож. над ней. Измеряется в Н/м2 или Па и вычисляется как произведение плотности жидкости (кг/м3) при данной ее темп-ре на ускорение свободного падения (м/с2) и на высоту (м) столба этой жидкости: Рс = pqh.
ДАВЛЕНИЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ — разность давлений (Па или кПа), вызывающая циркуляцию теплоносителя в замкнутых кольцах системы, отопления. Может быть естеств. (гравитац.) и искусств, (насосным). Естеств. возникает в вертик. системе отопления вследствие разл. воздействия гравитац. сил в столбах нагретого и охлажд. теплоносителя. Естеств. Д.ц. определяется разностью давлений гидростатических в каждом циркуляр, кольце системы отопления, включающем 2 столба теплоносителя одинаковой высоты, нагретых до разл. темп-ры и, следовательно, имеющих разл. плотность. В простейшем случае естеств. Д.ц. в системе водяного отопления вычисляется как произведение вертик. расстояния А (м) между центрами охлаждения и нагревания воды в системе на ускорение свободного падения g (м/с2)
и на разность плотности охлажд. и ижре- той воды: Др0 =* gh^po - рг).
Искусств. Д.ц. создается циркуляц. насосом или вентилятором, причем учитывается, что в вертик. системе отопления с механич. побуждением циркуляции теплоносителя действует также естеств. Д.ц. (см. Расчетное циркуляционное давление).
ДАМБА (от галл, dam) — гадро- технич. сооружение, аналогичное по устройству земляной плотине, предназнач. для временного удержания воды, ограж- дения территории, направления движения потока. КнапорнымД. относят земляные сооружения малой высоты, возводимые для защиты от воды территорий, расположенных вдоль рек, морских берегов, каналов. К напорным Д. предъявляют те же требования, что и к средне- и высоконапорным земляным плотинам. Безнапорные Д. возводят для защиты акватории порта от воздействия волн (молы и волноломы), для подъема уровня воды в судоходных шлюзах, для устройства на них дорог при затоплении в паводок прилегающих территорий и т.д. По назначению Д. подразделяют на: струенаправляю- щ и е, располагаемые вдоль течения или под углом к нему для отклонения потока в заданном направлении, сужения русла, предотвращения подмыва, сооружений, обеспечения плавного искусств, соединения или разделения потоков. Их возводят из прочных и долговечных материалов, поскольку рассчитывают на длит, срок эксплуатации в условиях активного взаимодействия с речным потоком; оградительные (^. обвалования), возводимые ‘для ограждения и защиты ценных земель, населенных пунктов и пром, предприятий от затопления паводковыми водами, а также уменьшения площади затопляемых земель при стр-ве водохранилищ и создания различных водоемов в поймах рек. Д. обвалования могут быть незатопляемыми (перелив воды через гребень недопустим в любых эксплуатац. условиях) и затопляемыми, обеспечивающими защиту обвалованной территории лишь в определ. время года. Стр-во затопляемых дамб сопряжено с необходимостью укрепления откосов и гребня от размыва и устройства в теле дамб регулируемых водопропускных отверстий; полузапруды (буны, шпоры) — сооружения, примыкающие к берегу или продольной дамбе и входящие в русла под углом к оси потока, применяют для плавного сужения русла, защиты берега или продольной дамбы от подмыва, изменения направления течения. Существуют три вида полузапруд: донные — затопляемые при любом уровне воды в реке; меженные — затопляемые в паводок; паводко
вые — незатопляемые при средних и высоких уровнях воды в реке. Полузапруды подразделяют на короткие и длинные. Короткие наз. шпорами при 2s (0,25— — 0,33 )В, где В — ширина устойчивого русла реки. Для возведения дамб используют те же строит, материалы, что и для возведения плотины. В зависимости от назначения и конструкции применяют разл. способы строит, работ: возведение дамб насухо, гидронамыв и комбинированные.
ДВУХКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА —- система, предназначенная для обслуживания большого числа помещений с разл. тепловлажностным режимом. К каждому помещению или группе сходных по режиму помещений воздух подают по двум каналам: по одному — нагретый, по др. — охлажденный. Смешение в нужной пропорции охлажд. и подогретого воздуха осуществляется в смесит, клапане, установл. у каждого помещения. Возможны разл. варианты установок кондиционирования воздуха. В одном из вариантов их оборудуют воздухонагревателем первого подогрева и камерой орошения. Приточные каналы разделяют на два после вентилятора, при этом в канале теплого воздуха устанавливают воздухонагреватель второго подогрева. Охлаждение воздуха в камере орошения осуществляется до темп-ры, соответствующей миним. темп-ре приточного воздуха, к-рая необходима в одном или неск. обслуживаемых помещениях. Для ост. помещений доводка выполняется смешением в клапане холодного воздуха с подогретым. В др. варианте охлаждение воздуха происходит в воздухоохладителе, устанавливаемом в канале холодного воздуха. В энергетич. отношении такой вариант предпочтительнее. Возможна обработка воздуха в двух центр, кондиционерах раздельно с последующей подачей отдельно в каналы холодного и теплого воздуха. Используют прямоточные и рециркуляционные схемы..
ДВУХПОТОЧНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ — см. Бифилярная (двухпоточная) система отопления.
ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — система, использующая в кондиционере принцип испарительного охлаждения воздуха.
ДВУХТРУБНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ — обогревательная установка, стояки или ветви к-рой состоят из 2 труб — подающей и обратной. Каждый отопительный прибор в такой системе
Т1Т1Т2—Т2—Т1Т2Т1Т2Фрагменты схем горизонтальной двухтрубной системы, водяного отопления с верхней (в) м. нижней (б) разводками магистралей ,Фрагменты схем горизонтальной двухтрубной системы, водяного отопления с верхней (в) м. нижней (б) разводками магистралей ,Схема вертикально# двухтрубной системы водяного отопления с верхней (а) к нижней (б) разводками .1,2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4—падающие и обратные стояки; 5—отопительные приборы; б — краны КРД; 7 — главный стояк; 8 — расширительный бак; 9 — воздушная линия; 10— воздушные краны; 11 — соединительная труба расширительного бака; 12 — циркуляционный насос; 13 — теплообменникСхема вертикально# двухтрубной системы водяного отопления с верхней (а) к нижней (б) разводками .1,2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4—падающие и обратные стояки; 5—отопительные приборы; б — краны КРД; 7 — главный стояк; 8 — расширительный бак; 9 — воздушная линия; 10— воздушные краны; 11 — соединительная труба расширительного бака; 12 — циркуляционный насос; 13 — теплообменник
Т1
Т1
Т2—
Т2—
Т1
Т2
Т1
Т2
Фрагменты схем горизонтальной двухтрубной системы, водяного отопления с верхней (в) м
. нижней (б) разводками магистралей ,
Фрагменты схем горизонтальной двухтрубной системы, водяного отопления с верхней (в) м
. нижней (б) разводками магистралей ,
Схема вертикально# двухтрубной системы водяного отопления с верхней (а) к нижней (б) разводками .
1,2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4—падающие и обратные стояки; 5—отопительные приборы; б — краны КРД; 7 — главный стояк; 8 — расширительный бак; 9 — воздушная линия; 10— воздушные краны; 11 — соединительная труба расширительного бака; 12 — циркуляционный насос; 13 — теплообменник
Схема вертикально# двухтрубной системы водяного отопления с верхней (а) к нижней (б) разводками .
1,2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4—падающие и обратные стояки; 5—отопительные приборы; б — краны КРД; 7 — главный стояк; 8 — расширительный бак; 9 — воздушная линия; 10— воздушные краны; 11 — соединительная труба расширительного бака; 12 — циркуляционный насос; 13 — теплообменник
отопления присоединяется к этим трубам отдельно, и теплоноситель поступает в него независимо от др. приборов. Поэтому при расчете площади отопит, приборов в Д.с.о. исходят из равенства в них темп-ры теплоносителя. По положению труб, соединяющих отопит; приборы, Д.с.о. может быть вертик. (со стояками) и горизонт, (с ветвями); по положению магистралей — с верхней разводкой (с верхним расположением подающей и нижней прокладкой обратной магистралей) и нижней разводкой (с нижним расположением обеих магистралей). Схемы вертик. Д.с. (водяного отопления) показаны в совмещ. виде применительно к двухэтажному зданию. Слева дана часть системы с верхней разводкой, справа — с нижней, причем левый стояк изображен с централизов. удалением воздуха по воздушной трубе, а правый — с местным удалением через воздушные краны на отопит, приборах на верхнем этаже.
Д.с. водяного отопления применяется сравнительно редко. Система с верхней разводкой используется при естеств. циркуляции воды (гравитац. система),, особенно при квартирном отоплении, а также для отопления ж.-д. вагонов. При насосной циркуляции воды эта система сооружалась преимущественно в мало-, этажных (2—3 этажа) зданиях во избежание значит, вертик. теплового разре
гулирования системы отопления. Система с нижней разводкой применяется чаще, особенно при числе этажей более 2—3 и в зданиях, состоящих из разноэтажных частей. При этом исходят из ее преимуществ — меньшего расхода труб и большей вертик. гидравлич. и* тепловой устойчивости по сравнению с системой, выполненной с верхней разводкой. Воздушные трубы для централизов. удаления воздуха монтируются только в спец, обосн. случаях, учитывая увеличение при этом расхода труб. Как правило, система имеет воздушные краны в верхних точках стояков. На схеме изображена распростран. т.н. столбовая схема прокладки стояков, при к-рой подводки к отопительным приборам присоединяются односторонне. Подающие и обратные стояки при этом' прокладываются рядом (подающие всегда справа при взгляде из помещения). При столбовой схеме возможны независимое регулирование и отключение для ремонта обособл. парных стояков. Существует также цепочечная схема прокладки стояков, когда они располагаются разобщенно (по одному между приборами), а подводки присоединяются к приборам с разных сто-' рон. При разностор., особенно диагональном, присоединении труб к радиаторам отопительным эти приборы лучше прогреваются, исключаются также скобы на стояках для огибания горизонт, подводок,
Горизонт. Д.с.о. устраивается при невозможности использовать однотрубную систему водяного отопления и только с попутным движением теплоносителя в ветви (фрагмент системы показан на схеме) . Потери давления в приборных узлах должны по возможности повышаться путем, напр., укрупнения приборов и применения змеевиковой формы движения в них воды.
ДЕАЭРАТОР (от де... и греч. аёг — воздух) — устройство для удаления из воды растворенных газов Ог и СОг. В Д. термин, деаэрация воды сочетается с ее подогревом. Выделение СО2 более сложно, т.к. при подогреве воды его кол-во увеличивается из-за разложения бикарбонатов и гидролиза образующихся карбонатов. Д. устанавливают на ТЭС и в р-ных котельных для деаэрации питательной воды, подаваемой в парогенераторы, и подпиточной воды, подаваемой в тепловую сеть. Термин. Д. подразделяют: п о назначению — наД.питат. воды паровых котлов, Д. добавочной воды и обратного конденсата внеш, потребителей, Д. подпиточной воды тепловых сетей; п о давлению греющего пара — на Д. повыш. давления, работающие при давлении 0,6—0,8 МПа (на АЭС — до 1,25 МПа) и используемые в качестве Д. питат. воды на ТЭС и АЭС, атмосферные Д., работающие при давлении 0,12 МПа, вакуумные Д., в к-рых деаэрация происходит при давлении ниже атм. (7,5—50кПа); по способу обогрева деаэриров. воды — наД.-смешива- ющего типа со смешением греющего пара и обогреваемой деаэриров. воды, применяемые на всех ТЭС и АЭС, Д. перегретой воды с внеш, предварит, нагревом воды отборным паром; по конструктивному выполнению — наД. с поверхностью контакта, образующейся в процессе движения пара и воды (струйнобарботажные, струйные и пленочного типа с неупорядоч. насадкой), Д. с фиксиров. поверхностью контакта фаз (пленочного типа с упорядоч. насадкой). Д. должны: иметь двухступенчатую схему дегазации воды с паровым барботажем (см. Барботирование) в качестве второй ступени деаэрации; а также деаэраторный бак достаточной вместимости; обеспечивать быстрый нагрев воды и соответствующую темп-ру поступающей в Д. воды, а также дробление воды на тонкие струи, пленки, капли для быстрого нагрева от вводимого пара; иметь противоточноперекрестное движение воды и пара для лучшего перемешивания и теплообмена", гарантировать полный и быстрый отвод газов, проходящих через охладитель.
Наибольшее распространение получили Д. струйного типа, с насадкой, струйно-барботажные с внутр, обогревом
воды паром постоянного давления 0,6—v 0,8 МПа. Эти Д. являются одновременно регенеративными подогревателями смешивающего типа. Д. струйного типа состоит из бака и деаэрац. колонки, в верой установлены тарелки. Греющий пар подается в нижнюю часть колонки через горизонт, коллектор — парораспределитель с отверстиями. Выделяемые из воды газы вместе с небольшой нескон- денсиров. частью пара (выпаром) поднимаются и в виде паровоздушной смеси удаляются из колонки через центр, штуцер в верхней ее части. Деаэрация воды обеспечивается ее нагревом до кипения и выделением при этом пара с выпаром в кол-ве не менее 1,5—3 кг на 1 т деаэриров. воды. Д. смешивающего типа снабжают охладителями паровоздушной смеси (выпара), включенными на трубопроводе подвода деаэрируемой воды. В охладителе выпара пар конденсируется и его конденсат возвращается в Д^; воздух удаляется в атмосферу непосредственно, если в Д. поддерживается избыточное давление, или через паровоздушный эжектор, если Д. вакуумный. Деаэриров. вода собирается под деаэрац. колонкой в деаэраторном (аккумулирующем) баке цилиндрич. формы. Д. струйного типа наряду с известными преимуществами (простота конструкции, малое паровое сопротивление аппарата) имеют сравнительно низкую интенсивность деаэрации воды на единицу длины струи. Рост произ- ста установок приводит к значит, увеличению высоты колонки (до 4 м и более), вследствие чего требуется соответствующее помещение для ее размещения и затрудняются обслуживание и ремонт Д. Наиболее эффективны струйно-барботажные Д. Деаэрация воды в них осуществляется по двухступенчатой схеме. 1-я
Атмосферный деаэратор
1 — бак (аккумулятор); 2 — выпуск питательной воды из бака; 3 — водоуказательное стекло; 4 — манометр; 5 —- тарелки; 6 — спуск воды в дренажный бак; 1 — автоматический регулятор подачи химически очищенной воды; 8 — охладитель пара; 9 — выпуск пара в атмосферу; 10—трубы; 11 — деаэраторная колонка; 12 — парораспределитель; 13 — впуск воды в гидравлический затвор; 14 — гидравлический затвор; 15 — выпуск лишней воды из гидравлического затвора
ступень состоит из двух (верхней и перепускной) дырчатых тарелок и пространства между ними, в к-ром образуется водяная завеса для контакта с паром. 2-я ступень — барботажное устройство, состоящее из двух кольцевых перфориров. зон, огранич. снизу равновысокими кольцевыми перегородками. После обработки в барботажном устройстве вода через гидрозатвор сливается в деаэраторный бак. В зависимости от типа ТЭЦ и предназначения Д. применяют различные схемы его присоединения к отборам турбины.
На ТЭЦ обычно применяют двухступенчатую деаэрацию воды. Первой ступенью является атм. Д., работающий на парю регенеративного отбора турбины, после к- рого добавочная вода направляется в линию основного конденсата; второй — Д. питат. воды. Для защиты Д. устанавливают предохранит. клапаны (при повышении давления) и гидрозатвор (при понижении давления) . Для предотвращения вскипания воды на входе в питат. насосы при снижении давления Д. устанавливают на высоте не менее 7 м над насосом. Процесс деаэрации автоматизируют для поддержания необ- ходимойтемп-ры иуровня воды в деаэраторном баке при перем, режиме работы. Тепловой расчет Д. включает составление и решение у-ний матер, и теплового баланса.
ДЕАЭРАЦИЯ — процесс удаления растворенных в воде коррозионноактивных газов (кислород, свободный диоксид углерода, аммиак, азот и др.), к- рые, выделяясь в парогенераторе и трубопроводах тепловой сети, вызывают коррозию металла, что снижает надежность их работы. Продукты коррозии, попадая с питательной водой в котел, способствуют нарушению циркуляции, что приводит к пережогу труб котлоагрегата. Скорость коррозии пропорциональна концентрации газов в воде. Наиболее распространена термич. Д. воды, основ, на использовании закона Генри — закона растворимости газов в жидкости, согласно к- рому массовое кол-во газа, раствор, в единице объема воды, прямо пропорционально парциальному давлению в изотермич. условиях. Растворимость газов с повышением темп-ры снижается и для любого давления при темп-ре кипения равна нулю. При термич. Д. процессы выделения свободной углек- ты и разложения бикарбоната натрия взаимосвязаны. Процесс разложения бикарбоната натрия наиболее интенсивен при повышении темп-ры, большей продолжит. пребывания воды в деаэраторе, и удалении из воды свободной углек-ты. Для эффективности процесса необходимо обеспечить непрерывный отвод из деаэриров. воды в паровое пространство свободной углек-ты и подачу пара, свободного от растворенного СОг, а также
интенсифицировать удаление из деаэратора выделившихся газов, в том числе углек-ты.
ДЕЖУРНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещений с перем, тепловым режимом здания в нерабочий период суток или в дни отдыха и праздников при пониж. темп.-ре воздуха (до 5°С в произв. зданиях, 10—12°С—в гражданских). Д.о. осуществляется путем частичного использования осн. системы отопления или отд. отопит, установками, включаемыми толь- ков нерабочее время; путем переключения установок приточной системы вентиляции на рециркуляц. режим работы (если полная рециркуляция воздуха не противоречит требованиям гигиены, пожаро- и взрывобезопасности помещений). Тепловая мощность Д.о. определяется в соответствии с теплопотерями помтцений при пониж. темп-ре воздуха в них. При расчетной темп-ре наружного воздуха в данной местности выше -5°С Д.о. зданий обычно не предусматривается.
ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ АЭРОСМЕСИ — концентрация твердых частиц в потоке воздуха, определенная с учетом разницы скоростей движения воздуха и материала в системе пневматического транспорта.
ДЕФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ — способ обработки, питьевой воды при содержании в ней фтора более 1,5 мг/л в целях предотвращения заболевания флюорозом. Д.в. можно осуществлять методом сорбции фтора взвешенным осадком гидроксида алюминия, магния или фосфата кальция. Сорбцию целесообразно
Установка дефторирования воды сорбцией сае- жеобразованным гидроксидом магния
1 —вихревой смеситель; 2—осветлитель со взвешенным осадком; 3 — скорый фильтр; 4 — резервуар чистой воды
применять при обработке поверхностных вод, когда кроме Д.в. необходимы ее осветление и обесцвечивание. Дефторирование подземных вод применяют при необходимости их одновременного реагентного умягчения; Д.в. можно осуществить ее фильтрованием через фторселективные сорбенты, при к-ром происходит обменная реакция фтора и ионами сорбента. Оно наиболее эффектирно при обработке под-
земных вод, как правило, не нуждающихся в др. видах кондиционирования, или когда одновременно с Д.в. необходимо ее опреснение. Фильтрование воды через полупроницаемые мембраны (обратный осмос), задерживающие фтор-ионы и пропускающие молекулы воды, также можно применять для Д.в.
Технологич. схема Д.в. методом сорбции предусматривает смеситель, осветлитель со слоем взвешенного осадка или тонкослойный отстойник со встроенной камерой хлопьеобразоваиия и скорый осветлит, фильтр. При применении для Д.в. метода фильтрования используют фильтров, аппараты с модифициров. зернистой загрузкой или активиров. оксидом алюминия либо фильтры с сильноосновными анионами. В качестве обратноосмотич. установок Д.в. могут использоваться аппараты фильтр-прессо- вого, трубчатого и рулонного типов, а также аппараты с полыми волокнами.
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ — система водоснабжения, в к-рой установки по приготовлению горячей воды находятся в непосредств. близости от мест ее потребления. Децентрализ. (местное) горячее водоснабжение применяют в тех случаях, когда экономически нецелесообразно сооружение централизов. системы горячего водоснабжения, — при небольшой плотности тепловых нагрузок в сельских нас. пунктах и т.п. Кроме того, децентрализ. горячее водоснабжение применяют в бытовых помещениях производств, зданий при числе душевых сеток менее 5. Достоинствами децентрализов. горячего водоснабжения являются меньшие по сравнению с централизов. единоврем. капит. вложения, возможность вводить в работу оборудование по мере роста потребления; недостатками — перерасход топлива из-за низкого кпд мелких установок (исключая газовые водонагреватели) , невозможность использо- ' вания низкопотенц. теплоты от ТЭЦ, большая затрата труда и времени населения.
Д.с.г.в. подразделяют на системы горячего водоснабжения жилых домов, коммун. объектов и бытовых помещений пром, зданий. В жилых домах приготовление горячей воды на хоз.-бытовые нужды может быть совмещено с приготовлением теплоносителя для системы отопления. В этом случае источником горячей воды служит серийный двухфункцион. аппарат тепловой мощностью 17,5—23,2 кВт, работающий на разл. видах твердого топлива. Базовый среди них АВТ-17,5, предназнач. для отопления и горячего водоснабжения жилого дома с отапливаемой площадью до 80 м . Конструкция топочного устройства позволяет сжигать твердое топливо в толстом слое, единоврем. загруз
ка его около 30 кг (на 6—8 ч непрерывной работы). Аппарат состоит из 2 цилиндрич. резервуаров, размещ. один в другом. Внутр, резервуар присоединяют к системе отопления, внеш, используют для горячего водоснабжения. Вода для него получает теплоту от’ радиационных поверхностей в топочной части аппарата и через смежные поверхности нагрева, разделяющие теплоносители обеих систем.
В жилых домах для приготовления горячей воды широко используют газовые водонагреватели и водогрейные колонки, топки к-рых предназначены для сжигания дров, торфяных брикетов, угля. Кпд водогрейных колонок невысок.
Приготовление горачей воды для душевых установок бытовых помещений производств, зданий осуществляется индивид, скоростными и емкостными водо-водяными или пароводяными подогревателями.
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ состоит из источника теплоты, к-рый совмещен с нагревательным прибором потребителя или соединен с ним внутр, тепловыми сетями. Т.о., осн. признак Д.с.т. — отсутствие внеш, тепловых сетей. Д.с.т. обеспечивает теплотой помещение, квартиру или здание. Большие здания имеют развитые внутр, тепловые сети, к- рые наз. системами отопления. Т.к. система теплоснабжения • небольшой группы зданий мало отличается от системы отопления одного здания, в энергетике к децентрализов. относят системы с тепловой мощностью-менее 50 МВт. Д.с.т. делятся на две группы: 1) системы, у к-рых источник теплоты соединен с приемниками (нагреват. приборами, калориферами, водоразборной арматурой и пр.), внутр, тепловыми сетями (системы отопления, вентиляции и местные системы горячего водоснабжения); 2) системы, у к-рых источник теплоты и нагреват. поверхности объединены в одном агрегате (.отопительные печи, теплогенераторы).
Значит, распространение получили поквартирные системы отопления и системы, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение квартиры. В качестве источника теплоты используют малые чугунные котлы, автоматич, газовые водонагреватели и двухфункциональные теплогенераторы на твердом топливе.
Децентрализов. системы первого типа находят применение в городах и сельской местности, второго типа — в малых нас. пунктах.
ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН — закон, характеризующий тепловое действие электрич. тока. Согласно этому закону кол-во теплоты, выделяющейся в проводнике при прохождении по нему
пост, электрич. тока, зависит от силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока. Назван по именам англ, физика Дж.П. Джоуля (1818— 1889) и рус. физика Э.Х. Ленца (1804— 1865). По Д. — Л.з. устанавливают тепловую мощность (в ваттах) электроприбора отопительного с прямым преобразованием электроэнергии в теплоту исходя из активного сопротивления проводника. Активное сопротивление провода или кабеля обратно пропорционально площади поперечного сечения и прямо пропорционально длине и уд. электрич. сопротивлению, к-рое возрастает по мере повышения темп-ры проводника.
ДИАГРАММА I—d ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА — графич. изображение возможных сочетаний свойств влажного воздуха, связывающее все параметры, определяющие его тепловлажностное состояние. Диаграмма I—d разработана в 1918 Л.К.Рамзиным. Д.в.в. применяют для определения параметров воздуха: (в — темп-ры, tM — температуры мокрого термометра, tp — точки росы, 1В — уд. энтальпии ,dB — влагосодержания, <р в — относительной влажности воздуха, Рв — парциального давления водяных паров и Рн — то же, при полном насыщении. На Д.в.в. строят кривые изменения тепловлажностного состояния воздуха при его обработке в вентиляц. камере и
Диаграмма I—d влажного воздуха
Схема определения иараметрое влажного воздуха
1в — температура воздуха; гм — температура мокрого термометра; гр — точка росы; /в —- удельная энтальпия; de — удельное влагосодержание; «в- относит, влажность; Рв.п — парциальное давление водяных паров; Рн —■ то же, при полном насыщении при /в; Гм — то же, при /м
кондиционере, а также в результате процессов, происходящих в вентилируемых и кондиционируемых помещениях.
Д.в.в. представляет систему косоугольных координат, к-рые позволили расширить область ненасыщ. влажного воздуха. По оси ординат отложены две тепловые хар-ки — уд. энтальпия и темп- ра воздуха. Для сухого воздуха они связаны через уд. теплоемкость зависимостью /с.в " Св/в. Поэтому две шкалы оси ординат четко связаны одна с др. На оси абсцисс, образующей с осью ординат угол 135°, размещена шкала вдагосодержания влажного воздуха. Поле Д.в.в. разбито линиями постоянных I, t и d. Линии пост, темп-ры построены с использованием осн. ур-ния для уд. энтальпии /в^вМЧго + Св.п/в)</в*10‘3, где Св, Св.п — уд. теплоемкость соответст-
Простейший (политропный) процесс изменения состояния воздуха
точкиЛиД — начало и конец процесса; Е —угловой коэффициент луча процесса
Пример построения на диаграмме сложного процесса изменения состояния влажного воздуха (цснтмлящ процесс для холодного периода года)
8 пом — угловой коэфф, луча процесса в вентилируемом помещении
венно сухой части воздуха и водяных паров; Го — уд. величина скрытой теплоты испарения влаги при темп-ре 0°С; 10'3 — поправка на несовпадение размерности (принято t/в, г/кг).
Зону, ненасыщ. водяными парами воздуха, на Д.в.в. ограничивает линия полного насыщения (^ - 1 или 100%). Она построена по эксперимен. зависимостям давления водяного пара от темп-ры и барометрич. давления воздуха. Для каждого значения последнего (расчетное значение его известно для каждого р-на) строят свою Д.в.в. Линии относит, влажности воздуха строят, используя ур-ние, получ. из закона Клайперона—Менделеева, dp- 623(^> рРк/В— <р»Рк), где 623 — числ. коэфф. — соотношение молекулярных масс водяных паров и сухого воздуха, умнож. на 103.
Определение хар-к влажного воздуха в произвольной точке Д.в.в. показано на схеме. Процесс изменения тепловлажностного состояния воздуха обозначается на Д.в.в. отрезком прямой, начинающимся в точке с нач. параметрами и заканчивающимся с конечными параметрами. Простейшие изображаемые отрезком процессы изменения состояния воздуха: нагрев воздуха, охлаждение воздуха сухое (до р s <р н -1), увлажнение воздуха паром, увлажнение воздуха адиабатное, осушка воздуха сорбционная, смешение воздуха и политропный процесс изменения состояния влажного воздуха. Хар- кой процесса изменения состояния воздуха является угловой коэфф, луча процесса изменения состояния воздуха (луч, проведенный из точки А через точку В, — синоним тангенса угла наклона прямой в
^прямоугольной системе координат). Он определяется по ф-ле в = (1в - 1в) / / ш - dA) • 103.
Диапазон изменения углового ко- эфф. от + оо до нуля и от нуля до - оо , как у тангенса. У многих Д.в.в. по краю нанесена шкала угловых коэфф. Изменение состояния воздуха характеризуется двумя или более простыми процессами. Напр., вентиляц. процесс в холодный период года состоит из: нагрева наружного воздуха Н до темп-ры в точке К (выход из калорифера) ; адиабатного увлажнения воздуха до состояния в точке О (выход из оросит, камеры); нагрева воздуха в системе вентиляции до состояния в точке П (приток в помещение); политропного процесса в помещении (параметры внутр, воздуха в точке В и воздуха, уходящего из помещения в точке У).
ДИАФРАГМА — диск с отверстием, вставляемый в трубопровод или воздуховод в качестве сужающего устройства. Применяется при измерении расхода жидкости, пара, воздуха или газа, протекающих по трубе или воздуховоду. .
ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ — изменение гидравлич. давления в системе водяного отопления при циркуляции теплоносителя, связанное с совместным действием циркуляционного насоса и естеств. циркуляц. давления (в насосной системе отопления) или только естеств. циркуляц. давления (в гравитационном отоплении). Изменение гидравлич. давления рассматривается для того, чтобы выявить в системе отопления места с чрезмерно низким или высоким давлением, в к-рых возможно нарушение циркуляции воды или разрушение отд. элементов. Гидравлич. давление в каждой точке замкнутых циркуляц. колец системы отопления непрерывно изменяется в течение отопительного сезона вследствие непостоянства плотности воды и циркуляц. давления. Исходное давление принимается равным гидростатич. в каждой точке системы в состоянии покоя. Наибольшие изменения давления в системе происходят при циркуляции мдке. кол-ва воды, темп- ра к-рой достигает предельного значения при расчетной темп-ре наружного воздуха. Сравнивая крайние значения давления при этих двух гидравлич. режимах, можно судить о Д.д. в каждой точке системы отопления в течение отопит, сезона. Д.д. рассматривается как в обособл. или изолиров. от наружных теплопроводов системе водяного отопления (имеющей собств. бак расширительный), так и в системе, присо- един. к наружным теплопроводам по г^висимой схеме (без бака расширит.). Для аноиза Д.д. используется графов-
Эпюра гидростатического давления в системе; Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемо* водой при без- водяного отопления при действии насоса действии насоса1 —открытый расширительный бак; 2 — циркуляционный насос; 3 — центр нагревания; 4 — центр охлаждения; О — точка постоянного давленияЭпюра гидростатического давления в системе; Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемо* водой при без- водяного отопления при действии насоса действии насоса1 —открытый расширительный бак; 2 — циркуляционный насос; 3 — центр нагревания; 4 — центр охлаждения; О — точка постоянного давленияналитич. способ, причем в системе отопления определяется измерение только давления гидростатического (без учета в ней несоизмеримо меньшего давления гидродинамического'). Динамику давления в отд. вертик. системе отопления с открытым расширит, баком рассматривают, принимая за плоскость отсчета свободную поверхность воды в баке, находящуюся на неизм. уровне. Тогда в каждой точке системы, заполн. водой, можно найти избыточное гидростатич. давление в зависимости от высоты столба воды, рас- полож. над рассматриваемой точкой. В кольцах системы с нагреваемой водой при бездействии циркуляц. насоса это давление одинаково на выбранном уровне. В системе с нагреваемой и охлаждаемой водой (центр охлаждения располагается выше центра нагревания) при бездействии циркуляц. насоса (фактически в гравитац. системе отопления) происходит переход от статич. режима (гидростатич. давление показано штрихпунктирными линиями на схеме) к динамическому режиму, вызванному естеств. циркуляц. давлением (величина Дре). Естеств. циркуляц. давление возникает вследствие различия в значениях гидростатич. давления двух ■столбов охлажденной (плотность/» 0) и нагретой (плотность р'т ) воды. При установившемся движении воды гидростатич. давление изменяется во всех точках системы (сплошные линии), кроме точки присоединения трубы расширит, бака, наз. точкой пост, давления или "нейтральной" точкой (точка 0) системы отопления. Перед точкой 0 (считая по направлению движения воды) гидростатич. давление увеличится, после тбчки 0 уменьшится по сравнению со значениями гидростатич. давления в статич. режиме.
Эпюра гидростатического давления в системе; Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемо* водой при без- водяного отопления при действии насоса действии насоса
1 —открытый расширительный бак; 2 — циркуляционный насос; 3 — центр нагревания; 4 — центр охлаждения; О — точка постоянного давления
Эпюра гидростатического давления в системе; Эпюра гидростатического давления в системе отопления с нагреваемо* водой при без- водяного отопления при действии насоса действии насоса
1 —открытый расширительный бак; 2 — циркуляционный насос; 3 — центр нагревания; 4 — центр охлаждения; О — точка постоянного давления
В системе отопления с нагреваемой и охлаждаемой водой при действии циркуляц. насоса (в насосной системе отопления) гидростатич. давление в точке присоединения трубы расширит, бака (точка 0) не изменяется (при пост, объеме воды в системе), т.е. точка 0 по-прежнему
остается "нейтральной". В системе возникает усил. динамич. режим благодаря совместному действию двух побудителей циркуляции воды — циркуляц. насоса и естеств. циркуляц. давления. При этом система разделяется на зону нагнетания насоса от его нагнетат. патрубка до точки пост, давления и зону всасывания от этой точки до всасывающего патрубка насоса. Эпюра гидростатич. давления при насосной циркуляции воды в системе отопления показывает, что во всех точках (кроме точки 0) гидростатич. давление (сплошные линии) возросло в зоне нагнетания и уменьшилось в зоне всасывания насоса. Увеличение гидростатич. давления в любой точке i в зоне нагнетания насоса равняется потерям давления в трубах А рпот при движении воды от рассматриваемой точки I до точки пост, давления (точки 0): Pi-наг-pghi + А рпот, а уменьшение давления в любой точке I в зоне всасывания равняется потерям давления А рпот от точки 0 до точки I: р^ьс = pghv- АрПот, где А, — высота столба воды от рассматриваемой точки до уровня воды в расширит, баке. Следовательно, в результате Д. д. в зоне нагнетания насоса возможно опасное для целостности отдельных элементов системы отопления повышение гидростатич. давления (напр., в котле или теплообменнике). Напротив, в зоне всасы-
Эпюр* гидростатического давления в системе водяного отопления, непосредственно соединенной с наружными теплопроводами (без расширительного бака)
Д — точка постоянного давления ('нейтральная* •точка)
вания насоса возможно такое понижение давления, что может произойти вскипание - теплоносителя или подсос воздуха из атмосферы с нарушением циркуляции воды в системе. Для исключения нарушения циркуляции воды по этой причине практикуется присоединение труб расширит, бака к общей обратной магистрали близ всасывающего патрубка циркуляц. насоса системы.
Д.д. в с.о. здания без расширит, бака, непосредственно соедан. с наружными теплопроводами, рассматривается в условиях, когда необходимо определить значения гидростатич. давления в подающем и обратном наружных теплопроводах в месте ввода их в здание. Гидростатич. давление в вертик. системе отопления, непосредственно присоедин. к наружным теплопроводам, должно быть достаточным не только для заполнения системы водой, но и для создания в наиболее высоко распо- лож. точке системы нек-рого избыточного давления. Это необходимо для надежного удаления воздуха из системы при темп-ре воды (г “ Ю0°С и предотвращения вскипания ее при темп-ре /г=100°С. Для выполнения этих условий в статич. режиме на схеме проведена штрихпунктирная линия на достаточной высоте Ai над верхней подающей магистралью системы отопления. Высота Ai при /г=100°С должна соответствовать гидростатич. давлению не менее 0,01 МПа, а при (г- 150°С — давлению 0,4 МПа. Остальные штрихпунктирные линии (статич. режим) нанесены исходя из выбранного избыточного давления в верхней подающей магистрали. В результате получено необходимое гидростатич. давление рг в точке Д обратной магистрали. Если решено давление рг поддерживать на получ. уровне (напр., с помощью регулятора давления "до себя"), то точка Д становится искусств, точкой пост, давления системы отопления. Давление рг является исходным для построения пьезометрич. линий в динамич. режиме (сплошные линии на схеме, выражающие условно равномерные линейные и местные потери давления в системе отопления) . Изменение гидростатич. давления определяется в трех характерных точках системы отопления (не считая точки Д, в к-рой давление рг принято постоянным). Это — точка Г нижней обратной магистрали, наиболее удаленная от наружного обратного теплопровода, точка В верхней подающей магистрали, наиболее высоко располож. и удаленная от ввода наружного подающего теплопровода, и точка А в начале подающей магистрали системы. Гидростатич. давление в точке Г выражает наибольшее давление в нижней обратной магистрали (и в системе): рМакс= = рг+ Арг- д, где Арг- д — потери дав-
ления при перемещении воды от точки Г до точки Д. Наибольшее давление не должно превосходить рабочее для каждого элемента системы. Если, наир., давление рг близко к 0,6 МПа, то с учетом потерь давления в обратной магистрали макс, гидро- статич. давление в радиаторах, располож. на уровне ввода наружных теплопроводов и ниже его, может превысить рабочее давление и привести к их разрушению. Гидростатич. давление в точке В выражает наименьшее давление в верхней подающей магистрали (и в системе) в динамич. режиме: Рмин = Р2 + Арв- д - ро * где Арв-д — потери давления при движении воды от точки В до точки Д; ра — плотность охлажд. воды; h — высота системы. Привед. выражение служит для проверки условия невскипания высоко- темп-рной воды, если давление р2 принято без учета темп-ры воды. Напр., если высота систем^ А - 20 м, А рв-д равно 0,05, а давление рг ” 0,25 МПа, то миним. давление в верхней точке при циркуляции воды в системе составит'рМин " 0,25 + 0,05 - -(977,81-9,81.204 0’6)~ 0,11 МПа. Этого давления будет недостаточно для предотвращения вскипания воды, имеющей темп- ру более 120°С. Гидростатич. давление pi в точке А (если считать, что точка А находится на одном уровне с точкой Д) выражает наибольшее давление в подающей магистрали в динамич. режиме: pi- -рг + Арс- А ре, где Арс-Ард.д — потери давления при движении воды от точки А до точки Д, т.е. общие потери давления в системе отопления; Ape-gA (р0 - -рг) — естеств. циркуляц. давление. Видно, что разность гидростатич. давлений в подающем и обратном наружных теплопроводах на вводе их в здание, вызывающая циркуляцию воды во внутр, системе отопления, меньше потерь давления при движении воды в системе Арс на величину естеств. циркуляц. давления А ре- Закономерность Д .д. в теплопроводах внутр, системы водяного отопления без расширит, бака относится и к случаю применения смесит, насоса или водоструйного элеватора на тепловом вводе в здание.
ДИСБАЛАНС ВОЗДУХА — разность массовых расходов подаваемого в помещение (здание) и удаляемого из него воздуха вентиляционными системами с искусств, побуждением движения или системами кондиционирования воздуха.
ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ — цёнт- рализов. управление режимами системы теплоснабжения, осуществляемое спец, службой эксплуатации теплоснабжающего предприятия, к-рая называется диспет
черской. Осн. задача Д.у.т. — оптим. согласование режимов всех сооружений и оборудования системы с целью бесперебойного снабжения потребителей теплотой и горячей водой. Диспетчерская служба подчинена руководству предприятия, а по вопросам теплоснабжения в энергетич. системах — диспетчерской части последних. Состоит из группы режимов и дежурных смен диспетчерских пунктов. В зависимости от объема обслуживания предусматривают одноступенчатое Д.у.т. — с одним диспетчерским пунктом или двухступенчатое — с центр, диспетчерским пунктом предприятия и неск. р-ными диспетчерскими пунктами, обслуживающими р-ны тепловых сетей (см. Автоматизация систем теплоснабжения). В оперативном управлении диспетчера центр, диспетчерского пункта находятся магистр, и распределит, тепловые сети, насосные станции на сетях, котельные, а р-ного — тепловые пункты потребителей. Д.у.т. осуществляет: контроль за гидравлич., темп-рным и водным режимами, за состоянием оборудования теплоисточников, сетевых сооружений и потребителей; рацион, использование теплоносителя и соблюдение экономичных режимов работы всех звеньев системы теплоснабжения; руководство оперативным персоналом р-нов и служб тепловой сети; руководство операциями по обнаружению, локализации и ликвидации аварий в тепловых сетях. Для выполнения этих функций центр, и р-ные диспетчерские пункты оснащают технич. средствами, к к-рым относятся датчики оперативной информации и исполнит, органы на контролируемых пунктах, аппаратура и каналы телемеханики, средства обработки и воспроизведения инфорг мации на пункте управления в диспетчерских пунктах. Состав оперативной информации (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением). Аппаратура телемеханики предназначена для обмена информацией между контролируемыми пунктами (место размещения объектов контроля и управления) и пунктами управления (место размещения диспетчерского оборудования). Каналы телемеханики могут быть организованы либо прокладкой самостоят. кабельных линий связи, либо выделением в телеф. кабелях гор. сети определ. кол-ва пар жил.
На диспетчерском пункте размещается оборудование Д.у.т., состоящее из диспетчерского щита, диспетчерского пульта, устройств телемеханики, аппаратуры диспетчерской и технология, связи, телетайпа, вычислит, средств АСУ и др. аппаратуры. Оно находится в диспетчерском зале, аппаратных телемеханики и связи, лаборатории. На диспетчерском щите или дисплее изображается мнемонич. схема системы теплоснабжения и
ее отд. сооружений, к-рую рассматривают как информац. модель контролируемого объекта. Д.у.т. применяют как при обычной диспетчеризации системы теплоснабжения, так и при функционировании автоматизированной системы диспетчерского управления централизованным теплоснабжением (АСДУЦТ) и автоматизированной системы управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения.
ДИФФУЗИЯ водяного ПАРА — процесс влагопереноса, заключающийся в изотермич. перемещении влаги в виде пара. Д.в.п. наблюдается в воздухе и происходит при наличии градиента концентрации водяного пара согласно ур-нию: q - -DgradC, где q— плотность потока пара, кг/(м2/с); С — концентрация водяного пара в воздухе, кг/м3; D — коэфф, диффузии, м2/с. Коэфф. Д.в.п. в воздухе определяется эмпирич. ур-нием: D - 0,217(77273)1,88, где 7* — темп-ра, К.
Д.в.п. в строит, материале считают происходящей по механизмам диффузии в макрокапиллярах, эффузии в мезокапиллярах и капиллярного скольжения. Если принять, что вся влага при пароп- роницаемости через образец строит, материала происходит по этим механизмам, то суммарный коэфф, диффузии D этого материала связан с коэфф, паропроницаемост и соотношением D *р&.Р/ДС, где р — коэфф. паропроницасмости, кг/(Па-м-с); АР — перепад упругости водяного пара по толщине образца, Па; АС — перепад концентрации водяного пара в воздухе по толщине образца, кг/м3. Иногда используют безразмерную величину — сопротивление Д.в.п. материала, к-рую обозначают той же буквой р. Эта величина показывает, во сколько раз коэфф. Д.в.п. в материале меньше, чем в воздухе: р -D/D .
ДИФФУЗОР — фасонная часть воздуховода, служащая для перехода от его меньшего сечения к большему по направлению потока. Д. бывают конич. (при круглых воздуховодах) и пирамид, (при
Схема диффу вора
1 — направление движения воздуха; 2 — зона отрывного течения; а — угол раскрытия диффузора
прямоугольных воздуховодах). При плавном расширении в Д. за счет уменьшения скорости увеличивается статич. давление. Д. наиболее часто применяют для присоединения воздуховода к вентилятору со стороны нагнетания. Это позволяет уменьшить коэфф. местного сопротивления вследствие более плавного расширения воздушного потока и исключения условий для образования вихрей и, следовательно, уменьшить потери давления, развиваемого вентилятором.
ДОЗАТОР — устройство для автоматич. отмеривания (дозирования) заданного объема жидких и сыпучих в-в,- Для дозирования известкового молока рекомендуют Д. циркуляц. типа, обеспечивающие пост, его перемешивание во избежание осаждения взвеш. в-в. Циркуляция выполняется насосом через циркуляц. бак (мешалку). К Д. такого типа относится Д. известкового молока бункерный автоматич. (ДИМБА). Он представляет собой емкость, раздел, перегородками на три бункера. В первый подается раствор (суспензия) извести циркуляц. насосом из расходного бака. Постоянство уровня в этом бункере поддерживается водосливом, отводящим излишки жидкости в бункер возврата и далее в расходный бак. Остальной расход проходит через лоток, снабженный стабилизирующими перегородками. Падающая из лотка струя рассекается ножом-делителем на две части, одна из них (дозируемая) падает в расходный бункер и направляется к месту ввода в обрабатываемую среду, вторая попадает в бункер возврата и далее в расходный бак циркуляц. насоса. Положение ножа-делителя может изменяться с помощью исполнит, механизма с электроприводом, меняющего соотношение дозиров. и возвратного расходов реагента пропорционально заданным параметрам (pH, расходу обрабатываемой воды и т.п.). Циркуляц. расход должен превышать дозируемый в 1,5—2 раза. Для дозирования известковых растворов могут применяться Д. со сменными шайбами, в к-рых изменение дозы обеспечивается изменением уровня раствора над шайбой с калибров, отверстием, рассчит. на соответствующий расход. В Д. этого типа также предусматривают циркуляцию известкового молока. Для подачи дозированного расхода в напорные системы применяют на- сосы-Д. (плунжерные или винтовые).
ДРЕНАЖ СООРУЖЕНИЙ — ’ система дрен, предназнач. для сбора и отвода грунтовых вод от сооружений с целью осушения их массивов, защиты от проникания в них воды, упрочения основания, снижения фильтрац. давления. По конструктивным особенностям
различают горизонт., вертик. и комбиниров. типы. Д.с. горизонт, выполняют в виде трубчатых или галерейных дрен, канав и лотков. Трубчатые представляют собой сочетание дренажных труб с одним или неск. слоями фильтрующей обсыпки из песка и гравия. Д.с. вертик. — система скважин, объедин. сборным коллектором, через к-рый вода откачивается насосным агрегатом либо отд. насосом, помещ, на каждой скважине. Д.с. комбинир. — сочетание горизонт, дрены и ряда самоизлива- ющихся скважин. Продольный горизонт, дренаж применяют для искусств, понижения уровня грунтовых вод в узкой полосе подземной трассы трубопровода (канальной и бесканальной прокладки). Грунтовые и поверхностные воды, проникая через стенки каналов и покровные оболочки бесканальных прокладок, увлажняют теплоизоляцию и вызывают коррозию труб. Дренаж представляет собой пористую засыпку из щебня, гравия средней крупности (5—20 мм) и крупнозернистого песка (0,5—1,0 мм). Конструкция дренажа зависит от уровня и дебита грунтовых вод. При малом дебите и невысоком уровне грунтовых вод местное дренирование устраивают в виде фильтрующего основания и обсыпки стенок канала на высоту макс, подъема грунтовых вод. При большом дебите и высоком уровне воды выполняются песчаная и гравийная обсыпки всей конструкции с прокладкой одной, а иногда двух дренажных труб с обеих сторон. Гравийная обсыпка, обладая высокой пористостью, служит в определ. мере воздушным зазором, что важно при бесканальной прокладке теплопровода. Для устройства дренажа используют асбестоцементные, керамич., бетонные и железобетонные безнапорные трубы с цилиндрич. или щелевыми водоприемными отверстиями. Для предохранения дренажных труб от засорения грунтом отверстия в них обсыпают гравием или щебенкой, а для их прочистки используют контрольные колодцы. Для устройства дренажа применяются также трубы из фильтрующего пористого бетона (трубофильтры), выполняющие роль трубчатой дрены и гравийного фильтрата, что упрощает и удешевляет конструкцию. Уклон труб продольного дренажа должен быть не менее 0,003.
ДРЕНАЖНАЯ ЛИНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — горизонт, или вертик. стальная оцинков. труба диаметром 20—25 мм, предназнач. для аварийного слива воды или конденсата из части или всей системы водяного или парового отопления здания, имеющего более 3 этажей, в канализационную
Схема дренажа стояков водяного отопления 1—запорный кран; 2—стояк; 3—спускной кран; 4 — магистраль; 5—дренажная линия; б—общий запорный вентиль; 7 — открытый перепускной бачок; 8— водосток
сеть. В низшей по уклону точке труба заканчивается общим запорным вентилем над перепускным бачком, отделяющим с разрывом струи канализационную сеть от системы отопления, в к-ром вода должна охлаждаться до 40°С
ДРОБЕОЧИСТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА —- устройство для очистки поверхностей нагрева котлов от золошлаковых отложений. Осн. элементами Д.у. являются устройства для транспортировки дроби в верхнюю часть конвективной шахты, сбора и хранения дроби над конвективной шахтой перед вводом ее в газоход и под нею после цикла очистки, распределения дроби по горизонт, сечению газохода перед очищаемыми поверхностями нагрева, поддержания дроби в чистоте и подготовки для ее последующего использования. В верхней части конвективной шахты котла помещают разбрасыватели, к-рые равномерно распределяют дробь по сечению газохода. При падении дробь сбивает осевшую на трубах золу, а затем вместе с ней собирается в бункерах, рас- полож. под шахтой. Из бункеров дробь вместе с золой поступает в сборный бункер, из к-рого питатель подает их в трубопровод, где масса золы с дробью подхватывается воздухом и выносится в дро- беуловитель, откуда дробь по рукавам вновь поступает в разбрасыватели, а воздух вместе с частицами золы направляется в циклон, где происходит их разделение. Воздух из циклона удаляется в газоход перед дымососом, а зола, осевшая в циклоне, сбрасывается в систему золоудаления парогенераторной установки. Транспортировка дроби осуществляется по всасывающей или нагне- тат. схеме. При всасывающей схеме разрежение в системе создается паровым эжектором или вакуум-насосом. При
нагнетат. схеме транспортирующий воздух подается компрессором. '
ДРОБИЛКА —- машина для дробления твердых материалов. Различают Д. крупного (до 100—300 мм), среднего (25—100 мм) и мелкого (5—25 мм) дробления. По форме дробящего органа Д. подразделяют на 5 классов: щековые (материал дробится раздавливанием, изгибом, истиранием между двумя прямоугольными плитами — щеками); конус» н ы е (дробление производится внутри неподвижной чаши конусов, совершающих круговое качение); валковые (материал затягивается силами трения и раздавливается между двумя паралл. цилиндрич. валками, вращающимися с одинаковой скоростью один навстречу др.); молотковые (дробятматериал ударами молотков, шарнирно закрепленных на быстровращающемся роторе); стержневые. Д. трех первых классов используют для дробления твердых материалов (напр., строит, камня и др.); валковые и молотковые Д. дробят хрупкие и мягкие материалы (уголь, известняки и др.). Осн. показателем является кратность дробления — отношение макс, размеров кусков материала до и после дробления. Кратность дробления зависит от конструкции Д. и может колебаться от 4 до 20.
ДРОССЕЛИРУЮЩАЯ ШАЙБА — металдич. (обычно из нержавеющей стали) шайба, устанавливаемая в трубах (напр., систем парового отопления) для увеличения потерь давления на данном участке. Д.ш. может быть установлена в
Схема дробеочистмтеяьмых установок а-— под разрежением с пневматич. распределением дроби; б — под давлением с верхним распределением дроби; 1 — бункер для дроби; 2 — выход продуктов сгорания; 3—трубопровод для подачи дроби; 4 — разбрасыватель дроби; 5 — тарельчатый питатель; 6 — автоматич, клапан- мигалка; 7 — дробеуловитель-циклон; 8 — эжектор; 9 — подвод охлаждающей воды; 10 — инжектор; 11 — выход воздуха из пылеуловителя
муфтовом или фланцевом соединении, в патрубке запорной арматуры. При протекании перемещаемой среды (пара, конденсата, воды) через отверстие Д.ш. происходит понижение давления, величина к-рого зависит от расхода среды и диаметра отверстия Д.ш., принимаемого практическй не менее 3 (вода) — 4 (пар) мм. _
ДРОССЕЛЬ-КЛАПАН — устройство для регулирования расхода воздуха в воздуховодах вентиляц. сети, выполи. в виде поворачивающегося вокруг своей оси клапана. Ось крепится на противоположных стенках канала (воздуховода). С помощью Д.-к. можно уменьшать расход воздуха в широких пределах. Д.-к. устанавливают на ответвлениях от гл. магистрали для выравнивания их сопротивления и регулирования расхода воздуха.
ДРОССЕЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЬ — спец, вентиль (клапан), используемый в холодильных агрегатах и тепловых насосах, в к-ром происходит процесс дросселирования, т.е. необратимого расширения жидкости с понижением давления и темп-ры. В результате дросселирования часть жидкости превращается в пар, причем ее энтальпия остается неизменной. •
ДУТЬЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР — машина для подачи воздуха в котельные и печные агрегаты, устанавливаемая для преодоления при подаче воздуха в топку значит, сопротивления слоя топлива на
колосниковой решетке или горелок, а также сопротивления воздухоподогревателя по воздушной стороне. В отопит, котельных применяют вентиляторы низкого или среднего давления. Воздух, подаваемый в топки отопит, котлов, обычно не подогревают; его забирают из помещения котельной и снаружи. Подачу Д.в., м3/с, определяют по ф-ле У» - 1,1атВрУ0(273 + + ?в)76О/273в, где 1,1 — коэфф, запаса, учитывающий утечки воздуха через неплотности ; а т — коэфф, избытка воздуха в топке; Др — макс, расход топлива, м3/с; Ко — кол-во воздуха, необходимого для сжигания 1 м3 топлива при 0°С и Р™ 101,3 кПа, м3/м3; &—■ темп-pa подав®-, емого воздуха, °C; b — барометрич. давление воздуха, Па. Д.в. (как правило, центробежные) по подаче и необходимому напору подбирают по каталогам. Такие вентиляторы необходимы для преодоления сопротивления на выходе из воздухоподводящего устройства и местных сопротивлений в воздуховодах, форсунке или горелке. В котельных с отопит, котлами устанавливают индивид, и групповые Д.в. При групповой установке предусматривают два Д.в., каждый из к-рых рассчитывают на 60% макс, нагрузки.
ДЫМОВАЯ ЗОНА — часть помещения (как правило, общей площадью не более 1600 м2), из к-рой в нач. стадии пожара удаляют дымы так, чтобы обеспечить эвакуацию людей и нераспространение дыма в смежные помещения. Дым из Д.з. помещения удаляют через дымоприемное устройство, представляющее собой воздуховод (канал, шахту) с установл, на нем дымовыми клапанами с пределом огнестойкости 0,5 ч, открывающимися при пожаре.
б Заказ 4724'б Заказ 4724'ДЫМОВАЯ ТРУБА небольших отопит, котельных — вертик.труба для удаления в атмосферу и рассеивания газообразных продуктов сгорания топлива из котлоагрегатов. В крупных котельных установках естеств. тяга заменена искусств., осуществляемой дымососами. По сан. нормам Д.т. должна быть тем выше, чем больше часовой расход топлива, его зольность и содержание серы. Д.т. состоит из фундамента, цоколя и ствола. Внутр, поверхность ствола Д.т. защищается футеровкой из огнеупорного кирпича. Д.т. работают в сложных условиях: при перепадах темп-ры, давления, влажности, агрессивном воздействии дымовых газов, ветровых нагрузках и нагрузках от собств. массы. Высота Д.т. должна быть не менее чем на 5 м выше конька кровель зданий, располож. в радиусе 25 м от котельной и в радиусе 200 м при высоте зданий более 15 м, но не ниже 35 м. Размеры (высота и диаметр устья, т.е. выходного отверстия)
б Заказ 4724'
б Заказ 4724'
Д.т. унифицированы. Их делают кирпичными — высотой 30—70 м и диаметром 0,6—8 м, железобетонными — высотой до 300 м и диаметром до 10 м (для котлоагрегатов большой мощности) и из стальных листов (толщиной 3—15 мм) — высотой не более 30—40 м и диаметром 0,4—1 м. Согласно сан.-тех. нормам сооружение Д.т. высотой 30 м допускается при суточном расходе многозольного топлива до 5 т/ч. Срок службы стальных труб — до 10 лет и значит, сокращается при сжигании высокосернистых топлив. Кирпичные и железобетонные Д.т. большой высоты дорогостоящие, поэтому одну трубу ставят на неск. котлоагрегатов.
ДЫМОВАЯ ТРУБА ОТОПИТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ — вертик. труба для удаления в атмосферу газообразных продуктов сгорания топлива из отопительных печей. Д.т. предназначена для создания естеств. тяги, под воздействием крой воздух для сгорания топлива поступает в топку, а дымовые газы удаляются из нее. Д.т. отопит, печей бывают неск. видов: внутристенный дымовой канал, насадная и коренная Д.т. Первый устраивают в кладке внутр, стены здания из глиняного кирпича. Отопит .’печь соединяют с ним горизонт, металлич. патрубком длиной не более 400 мм. Насадную Д.т. возводят непосредственно над печью, опираясь на нее. Коренную Д.т. сооружают отдельно на самостоят. фундаменте. В месте пересечения Д.т. с перекрытием здания или покрытием здания из горючих или трудногорючих материалов устраивают разделку. Верхнюю часть Д.т. отопит, печи наз. оголовком. Во избежание нарушения тяги естественной ("задувания"
Расположение оголовка дымовом трубы отопительной печм относительно конька крыши здания '
печи) сверху вокруг устья кирпичной трубы оголовок покрывают слоем цементного раствора.
ДЫМООБОРОТЫ ПЕЧИ, газоходы — система каналов в отопительной печи для перемещения горячих дымовых газов от топливника печи до дымовой трубы. Д.п. отсутствуют в нетеплоемкой печи и камине. Внутр, поверхность Д.п., непосредственно омываемая дымовыми газами, воспринимает теплоту, стенки Д.п. аккумулируют теплоту и передают ее в помещения. Наружная поверхность Д.п. может быть открытой и обращ. в отступку. При конструировании Д.п. предусматриваются: ограничение движения газов; опускные параллельные каналы; использование подтопочных (располож. рядом или под топливником) каналов во избежание перегревания верхней зоны помещений. Толщина стенок Д.п. выбирается в зависимости от допустимой темп-ры теплоотдающей поверхности печи.,
ДЫМОСОС — центробежный (одностороннего или двухстороннего всасывания) или осевой (одно- или двухсту
пенчатый) вентилятор, устанавливаемый за котлоагрегатом для удаления газообразных продуктов сгорания топлива. Необходимость Д. обусловливается тем, что при наличии водяного экономайзера и воздухоподогревателя общее газовое сопротивление котлоагрегата настолько велико, что естеств. тяга, создаваемая даже очень высокой дымовой трубой, недостаточна для его преодоления. Д. создают во всех газоходах разрежение (котлы под разрежением), миним. величина к-рого в верхней части топочной камеры около 20 Па. Д. имеют наплавленные твердыми сплавами лопатки для защиты от абразивного действия золы. Произ-сть Д. определяют исходя из кол-ва газов, покидающих котлоагрегат, с учетдм присоса воздуха на пути до Д. и с введением поправки на действит. темп-ру продуктов сгорания. Произ-сть центробежных Д. 8—700 тыс. м3/ч. Осевые Д. выпускают произ-стью до 1,5 млн м3/ч. Кроме того, в котлоагрегатах, работающих на твердом топливе, перед Д. устанавливаются золоуловители.
ДЫМЫ — разнообразная группа аэродисперсных систем, состоящих из частиц с малой упругостью пара и малой скоростью оседания под действием сил тяжести. Важным признаком Д. является способ их образования — при горении, деструкции (напр., полимеров), возгонке и конденсации паров, в результате хим. и фото^им. реакций и т.д. Т.о., Д. — высокодисперсные аэрозоли с твердыми частицами дисперсной фазы, размеры к- рых 0,1—10 мкм. Часто твердые частицы Д. представляют собой затвердевшие капельки тумана.
Автоматическмй газовый водонагреватель АГВ-801—фильтр; 2—электромагнитный клапан; 3 — стабилизатор «гя (тягопрерывжтель); 4 — термометр; 5 — датчик тага; б — цилиндрический бак для воды; 7 — кожух; 8— теплоизоляция; 9— терморегулятор; 10 — термопара; 11 — запальная горелка; 12 — основная газовая горелка; 13 — жаровая труба с излучателями; 14—пробковый натяжной кранАвтоматическмй газовый водонагреватель АГВ-801—фильтр; 2—электромагнитный клапан; 3 — стабилизатор «гя (тягопрерывжтель); 4 — термометр; 5 — датчик тага; б — цилиндрический бак для воды; 7 — кожух; 8— теплоизоляция; 9— терморегулятор; 10 — термопара; 11 — запальная горелка; 12 — основная газовая горелка; 13 — жаровая труба с излучателями; 14—пробковый натяжной кран
Автоматическмй газовый водонагреватель АГВ-80
1—фильтр; 2—электромагнитный клапан; 3 — стабилизатор «гя (тягопрерывжтель); 4 — термометр; 5 — датчик тага; б — цилиндрический бак для воды; 7 — кожух; 8— теплоизоляция; 9— терморегулятор; 10 — термопара; 11 — запальная горелка; 12 — основная газовая горелка; 13 — жаровая труба с излучателями; 14—пробковый натяжной кран
Автоматическмй газовый водонагреватель АГВ-80
1—фильтр; 2—электромагнитный клапан; 3 — стабилизатор «гя (тягопрерывжтель); 4 — термометр; 5 — датчик тага; б — цилиндрический бак для воды; 7 — кожух; 8— теплоизоляция; 9— терморегулятор; 10 — термопара; 11 — запальная горелка; 12 — основная газовая горелка; 13 — жаровая труба с излучателями; 14—пробковый натяжной кран
ЕМКОСТНЫЙ ГАЗОВЫЙ
АППАРАТ — резервуар вместимостью 80 и 120 л, имеющий двухпозиц. схему автоматич. регулирования темп-ры воды. (включен — выключен) и предназнач. для нагрева воды в системе водяного отопления помещения площадью до 100 м2 или в системах горячего водоснабжения. Е.г.а. сдстоит из внеш, цилиндрич. кожуха, внутр, теплоизолиров. цилиндрич. бака, газогорелочного устройства с зональной горелкой, блока автоматики, терморегулятора, предохранит, клапана и тягоп- рерывателя с патрубком для присоединения к дымоходу. Кожух, выполи. из листовой стали толщиной 0,8 мм, защищает от воздействия внеш, среды теплоизоляцию бака (из шлаковаты), к- рая уменьшает потери теплоты в окружающую среду и снижает темп-ру кожуха. Сварной оцинкованный бак водонагревателя состоит из крышки, днища, цилинДрич. бака и вертик. жаровой трубы с излучателями, располож. по оси бака. Толщина металла бака 3—4 мм. Осн. газовая горелка — эжекционная, атм. типа, низкого давления (номин. давление газа 3 кПа), имеет номин. тепловую мощность: 7000 кВт—для АГВ-80 и 14 000 кВт — для АГВ-120. Перед горелкой (по ходу движения газа) смонтированы фильтр, электромагнитный клапан, терморегулятор, газовый кран. Сетчатый фильтр предназначен для очистки газа от механич. примесей во избежание засорения сопел осн. и запальной горелок. Электро-
магнитный клапан вместе с термопарой составляет автоматику безопасности, время срабатывания к-рой — не более 40 с (см. Автоматика безопасности газовых приборов). Терморегулятор обеспечивает поддержание темп-ры воды в баке водонагревателя в пределах 40—90°С. В крышку бака вваривают патрубок Dy " 20 мм для установки предохранительно-взрывного клапана, срабатывающего при темп- ре воды выше 100°С и давлении внутри бака выше 0,6 МПа. При срабатывании клапана происходит выброс через штуцер горячей воды, к-рая отводится по спец, трубе. В качестве отключающего устройства на водонагревателе используют пробковый натяжной пружинный кран. Кпд аппарата — не менее 81 %. Вода на
ходится в баке водонагревателя постоянно под давлением и нагревается продуктами сгорания газа, омывающими дно бака и проходящими по жаровой трубе, в к-рой установлен турбулизатор. Последний служит для турбулизации и закручивания потока продуктов сгорания, к-рые обеспечивают повышение теплоотдачи от потока к тепловоспринимающим поверхностям. При нагревании воды до требуемой темп-ры терморегулятор автоматически прекращает доступ газа к осн. горелке. Запальная горелка работает постоянно и воспламеняет подаваемую осн. горелкой газовоздушную смесь, когда темп-pa воды становится ниже заданной. В этом случае терморегулятор открывает проход газа на осн. горелку.
ЖАЛЮЗИ —' устройство в виде решетки, представляющее собой раму с наклонными во внеш, сторону неподвижными металлич. планками, предназнач. для прохода воздуха, и препятствующее проникновению солнечных лучей, струй дождя, мелких птиц и крупного мусора. Ж. применяют на воздухозаборе приточной вентиляции и систем кондиционирования воздуха. Ж. часто наз. решетка жалюзийная и решетка воздухозаборная. Конструктивно Ж. представляют собой штампов, базовые решетки размерами от 15Q+150 до 450+600 мм. Воздухозаборную решетку вентиляц. установки обычно набирают из неск. базовых решеток с учетом допустимой скорости движения воздуха в живом сечении Ж., равной 5—-6 м/с. ■
ЖАРОТРУБНЫЙ КОТЕЛ — цилиндрич. паровой котел, имеющий жаровые трубы, проходящие внутри водяного пространства от одного днища к др. Ж.к. появились в начале XIX в. вследствие стремления увеличить паропроиз-сть простых Цилиндрич. котлов или сохранить их габариты путем развития внутр, поверхностей нагрева. Ж.к. Moiyr иметь 1,2 и более жаровых труб. Паровые котлы с жаровыми и дымогарными трубами типа КВ, применяемые в отопит котельных, выпускают номин. произ-стью при работе на жидком котельном топливе 0,18— 0,450 т/ч, давлением пара 0,17 МПа и темп-рой 115 и 130°С. •
ЖИДКОЕ КОТЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО — топливо, применяемое в стационарных котельных установках, в пром, печах
различного назначения. В зависимости от вида сырья Ж.к.т. бывают: нефтяные, получаемые из нефтяных остатков, сланцевые, состоящие из смол полукоксования сланцев, и угольные, представляющие собой тяжелые фракции смол полукоксования углей. Большинство Ж.к.т. составляют нефтяные фракции. Нефть — природная смесь жидких органич. соединений, состоящая из углеводородов. Состав органич. массы нефти (в %): C°w -834-87, Н°- 114-14, Sd - 0,14-5, №- ■ 0,054-1*5, О° - 0,14-1. Низшая рабочая удельная теплота сгорания нефти мало меняется от состава ее органич. массы и составляет 43—46 МДж/кг. Кислород, азот и сера в нефти находятся в составе высокомолекулярных органич. соединений. Природная нефть содержит не более 0,3% минер, примесей и около 2% воды в виде механич. включений. Темп-pa кипения фракций нефти от 30 до 600°С. Сырую нефть как топливо не употребляют. Нефтепродукты являются синтетич. топливом, получаемым из нефти либо методом термической разгонки, при к-рой нефть разделяется на узкие фракции по темп- рам их кипения без разрушения молекулярной структуры этих фракций, либо методом термин, крекинга, при к-ром происходит глубокая переработка углеводородов нефти с разрушением их молекулярной структуры и образованием новых соединений с меньшей молекулярной массой. В зависимости от темп-ры перегонки нефтепродукты делятся на фракции: бензиновые с темп-рой перегонки, °C, до 225, керосиновые — 300, дизельные — 350, соляровые — 400, мазутные — свыше 350. Все фракции, кроме мазутной, — светлые нефтепродукты, наз. дистиллятным топливом. Для бытового потребления выпускается печное бытовое топливо, получаемое из дистиллятных фракций нефтепродуктов. В котлах крупных тепловых станций и отопит, котельных, работающих на жидком топливе, применяют мазут. Физич. свойства Ж.т. характеризуются относит, плотностью, вязкостью, темп- рами вспышки и застывания. Мазуты, применяемые для произ-ва тепловой энергии в котлах, делятся на флотские (легкие топлива), топочные (средние и тяжелые топлива). В качестве котельного топлива применяются также угольный и сланцевые мазуты, являющиеся продуктами термохимич, переработки угля, и
сланца. Флотский мазут предназначен для судовых котлов, газотурбинных установок и двигателей. Средние и тяжелые мазуты используют в отопит, котельных, крупных тепловых станциях и на ТЭЦ. Топочные мазуты по содержанию серы, %, делятся на три группы: малосернистые (до 0,5), сернистые (0,5—2) и высокосернистые (более 2). Зольность мазутов не превыша-: ет 0,1—0,3%, увеличиваясь с повышением вязкости. Кол-во воды в мазуте обусловлено технологией его разогрева в процессе доставки и приемки у потребителя и обычно колеблется от 0,5 до 5 % и выше. При разогреве мазута острым паром его влажность может повыситься до 5—10%. Теплота сгорания мазута зависит в основном от его влажности и составляет ’ 39—42 МДж/кг. Мазуты являются жидкостями с высокой относит, плотностью — 0,98—1,05. Темп-pa вспышки равна 80— 140°С. темп-pa застывания — (-5)— (+42) °C; вязкость определяется при темп- рах 50,80 и 100°С. Топливо печное бытовое имеет теплоту сгорания 41 МДж/кг, содержание серы — от 0,5 до 1,2%, золы — не более 0,02%; тшп-ру застывания — не выше -1УС; темп-ру вспышки — не ниже +42°С. Оно маловязкое, что позволяет использовать его без предварит, подогрева.
Дизельное топливо имеет низкую уд. теплоту сгорания ~ 42,5 МДж/кг. Выпускаются две марки дизельного топлива: ДТ и ДМ. Первое имеет меньшую вязкость, темп-ру вспышки более 65°С и темп-ру застывания менее -5°С. Дизельное топливо марки ДМ обладает большой вязкостью, темп-рами вспышки и застывания соответственно 85 и -10°С. Преимущество Ж.к.т. перед твердыми определяется их высокой уд. теплотой сгорания, удобством транспортировки и хранения, простотой подачи в топку, точностью регулировки температ. режима установки. Затраты труда на добычу нефти намного ниже, чем на добычу эквивалентного по выделяемому теплу кол-ва угля. Экономич. эффективность использования мазута как Ж.к.т. определяется также значит, экономией, обусловленной производств, преимуществами их использования (снижение капит. затрат и расходов на sобслуживание), повышением кпд установки. В этом отношении Ж.к.т. уступает лишь газообразному топливу.
, ЗАГЛУШКА — фасоцная деталь воздуховодов вентиляционных систем, закрывающая их торцовую часть на конечном участке. 3. — стальной лист, имеющий форму закрываемого отверстая. Крепится к фланцу воздуховода болтами с прокладками. . ,
ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО — элемент системы пневмотранспорта, предназначенный для введения транспортируемого материала в систему. Бывают разл. типов и зависят от вида установок пневмотранспорта (всасывающая или нагнетательная), их произ-сти и свойств транспортируемого материала (плот-
Классификация загрузочных устройств
ности, дисперсного состава, влажности, угла естеств. откоса и др.). Существуют различные З.у., применяемые во всасывающих и нагнетат. установках пневмотранспорта. Во всасывающих системах сыпучий материал подается в сеть З.у. типа "тройник" или "сопло". Если система аспирац. типа, роль З.у. выполняют местные отсосы от технология, оборудования, конструкции к-рых весьма многообразны. В нагнетат. системах давление превышает атм., поэтому З.у. выполняют ,герметичными: эжекционные воронки, шлюзовые затворы, роторные питатели, аэрожелоба. В системах пневмотранспорта, работающих с применением сжатого воз
духа в качестве побудителя таги, применяют З.у. в виде пневматич. винтовых насосов, шнековых питателей или пневматич. камерных насосов.
ЗАГРУЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ БИОФИЛЬТРА — осн. конструктивный элемент биофильтров всех видов; на его поверхности располагается биопленка. Для биофильтров с объемной загрузкой используют щебень, гравий, шлак, керамзит, пеностекло и др. зернистые материалы крупностью отдельных фракций 20—100 мм, та. площадью поверхности 120—30 м2/м , пористостью 40—50%f и плотностью 500—1500 кг/м3. Загрузка биофильтра по высоте должна быть выпол-" йена из материала одинаковой крупности. Нижний поддерживающий слой высотой 0,2 м из материала с более крупными фракциями. (70—100 мм) укладывают на дренажное устройство. К загрузочному материалу предъявляют нормативные требования по механич. прочности, морозостойкости, устойчивости к воздействию агрессивных сред и повыш. темп-p. Перед засыпкой в резервуар З.м.б. должен быть отсортирован и промыт. Для биофильтров с плоскостной загрузкой используют жесткую засыпную загрузку в виде колец диаметром 30—75 мм и длиной 30— 150 мм из пластмасс, керамики, металла с перфориров., гофриров. и гладкими стенками, а также резиновых и фарфоровых изделий уд. площадью поверхности 50— 150м2/м , пористостью 70—90% и плотностью 100—600 кг/м3. В- качестве загрузки могут также использоваться различные засыпные элементы (кольца Рашига, кольца с перегородками, кольца Палля, седла Берля и др.), применяемые в хим. технологии для массообменных колонн. Жесткую блочную загрузку выполняют из пространств, пластмассовых решеток, изготовляемых методом литья, или блоков, собранных из чередующихся гофриров. и плоских листов поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, " полиамида, асбестоцемента. Размеры блоков, мм: ширина — 250—500, высота — 500—1000, длина — 800—1200, уд. площадь поверхности 50—250 м2/м3, пористость 80—97%, плотности 30— 400 кг/м3. Блоки собирают также из гофриров., перфориров. и гладких пластмассовых труб и из металлич. и стекл. труб диаметром 20—70 мм. Сборка блоков может осуществляться с помощью сварки, склейки или крепежных соединений. Мягкий З.м.б. из металлич. сеток, полиэтиленовых и поливинилхлоридных пленок, нейлоновых и капроновых тканей, а также стеклотканей крепят на спец, каркасах в виде свисающих полотен или сворачивают в рулоны. Уд. площадь . поверхности мягкого З.м.б. — 80—100 м2/ м3, пористость — 94—99%, плотность
—10—60 кг/м3. К плоскостному З.м.б. предъявляют требования по механич. прочности, устойчивости к воздействию микроорганизмов и агрессивных сред, изменению темп-ры в диапазоне до 40°С, морозостойкости. ■
ЗАГРЯЗНИТЕЛИ АТМОС
ФЕРЫ —твердые, жидкие, газо- и парообразные иеорганич. и органич. вредные в-ва (примеси), содержащиеся в воздушной среде помещений здания и в атм. воздухе вне здания. Твердые примеси — пыль, дымы и жидкие — туманы в смеси с воздухом или газом паз. аэрозолями. Обычно они содержат газовые и парообразные вредные примеси. Источниками З.а. служат естеств. природные процессы и процессы жизнедеятельности человека. Загрязнение атмосферы естеств. путем происходит в результате пыльных бурь, вулканич. деятельности, лесных, степных и торфяных пожаров и т.д. В атм. воздух при этом попадают как твердые, так и газообразные вредные в-ва. В пром, зданиях осн. источником образования и выделения вредных в-в в воздушную среду помещений является разл. технология, и транспортное оборудование. Кол-во выделений вредных в-в обусловливается видом сырьевых материалов и выпускаемой продукции и технологией произ-ва. В обществ, и жилых зданиях выделение вредных примесей происходит в результате жизнедеятельности человека (в процессе приготовления пищи); кроме того, вредные примеси поступают в помещения с наружным воздухом (притоком, инфильтрацией). Наибольший уд. вес загрязнений атмосферы приходится на долю оксидов углерода, серы и азота, углеводородов и пром. пыли. Осн. источниками их являются транспорт (70%), а также пром- сть и тепловые электростанции. В атмосферу Земли ежегодно выбрасываются 250 млн т пыли, 200 млн т оксида углерода, 150 млн т диоксида серы, 50 млн т оксидов азота, более 50 млн т разл. углеводородов и 200 млрд т диоксида углерода. Особый вид загрязнений атм. воздуха представляют радиоактивные в-ва. В результате накопления в атмосфере фреонов, в т.ч. в результате работы холодильных машин, кондиционеров и тепловых насосов систем ОВ и КВ, происходит разрушение озонного слоя, к- рый предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Одним из осн. отрицат. .последствий, связ. с загрязнением воздуха, является влияние вредных в-в на здоровье человека. Если качеств. и количеств, состав воздуха не нарушен, он вполне отвечает физиологич. требованиям организма человека. За свою жизнь человек делает в среднем 600 млн вдохов, потребляя при этом около 600 тыс. м3 воздуха. Очевидно, что загряз-
ненность воздуха даже в малых дозах может причинить серьезный ущерб его здоровью. Свойства большинства аэрозолей и вредных газов и паров, присутствующих в воздухе, достаточно хорошо изучены, и установлены безопасные пределы концентрации ряда наиболее распростран. вредных в-в. Наиболее вредное действие на организм человека оказывают бензопирен, оксиды азота, фтористые соединения, оксид углерода, соединения хлора, свинца, фосфора, мышьяка, ртути, сероводород, сероуглерод, озон, формальдегид, меркаптаны и др. От загрязнений атм. воздуха прежде всего страдают органы дыхания человека. Вредные в-ва вызывают такие болезни, как катар верхних ды- хат. путей, эмфизема легких, ангина, фарингит, пневмония, бронхит, астма, тонзиллит, туберкулез, рак легких и др. Поражение растит, мира атм. загрязнениями наносит большой урон лесному и с.х-ву. Под действием вредных в-в снижается урожайность с.-х. культур и продуктивность зеленых насаждений. Неблагоприятное влияние вредные в-ва, содержащиеся в воздухе, оказывают и на животный мир.
В помещениях пром, зданий с воздухом нередко теряются ценные перерабатываемые материалы и готовая продукция, преждевременно изнашивается технология, оборудование, происходит коррозия металлов, возрастают затраты на сооружение и эксплуатацию зданий.
В результате Загрязнения атмосферы происходят закисление почв, опустынивание и гибель лесов, изменяется видовой состав флоры и фауны, нерационально используются природные ресурсы, с отходами теряется огромное число ценных в-в, разрушаются здания и сооружения. В связи с большим загрязнением воздуха приняты ограничения на концентрации в нем вредных в-в, в частности путем установления ПДК и ПДВ.
ЗАКРУЧЕННАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя, образующаяся при выпуске воздуха из воздухораспределителя с закручивающим устройством. Закруч. потоки широко используются в
УЧАСТОК LУЧАСТОК LФОРМИРОВАНИЯФОРМИРОВАНИЯСхема закрученной приточной струи1—воздуховод;2—закручивающее устройство^ — граница струиСхема закрученной приточной струи1—воздуховод;2—закручивающее устройство^ — граница струи
УЧАСТОК L
УЧАСТОК L
ФОРМИРОВАНИЯ
ФОРМИРОВАНИЯ
Схема закрученной приточной струи
1—воздуховод;2—закручивающее устройство^ — граница струи
Схема закрученной приточной струи
1—воздуховод;2—закручивающее устройство^ — граница струи
технике. З.п.с. обладают повыш. эжек. способностью и, как следствие этого, быстрым падением скорости вдоль потока. Область применения З.п.с. — помещения с большим воздухообменом и низкой допустимой подвижностью воздуха. Закручивающие'устройства придают вектору скорости воздуха на выходе, кроме аксиальной и радиальной составляющих, тангенциальную составляющую. Особенность З.п.с. — наличие участка формирования струи протяженностью около четырех калибров приточного отверстия. В пределах участка формирования происходит интенсивное перемешивание струи с воздухом помещения. В зоне оси струи на участке формирования возникает разрежение, вследствие к-рого появляется поток, на- правл. в обратную сторону. На осн. участ- кеЗ.п.с. разрежение практически отсутствует, превалирует поступат. движение воздуха с хар-ками, зависящими от конструкции закручивающего устройства. Для инж. расчетовЗ.п.с. применяют методику, разработ. для свободных сосредоточ. приточных струй, вводя соответствующие коэфф, затухания скорости и темп-ры.
ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА, ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — такая система, у к-рой веда для горячего водоснабжения берется из гор. водопровода и подогревается теплоносителем в поверхностных теплообменных аппаратах до требуемой темп- ры. Теплообменники располагают в центральных или индивидуальных тепловых пунктах. Циркулирующая в системе теплоснабжения вода используется только как теплоноситель. Пройдя через подогреватели горячего водоснабжения, нагреват. приборы систем отопления и калориферы систем вентиляции и отдав там свою теплоту, она возвращается к источнику теплоты для очередного нагрева. Следовательно, система теплоснабжения закрыта от окружающей среды.
В схеме З.с.т. источником теплоты служит теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Охлажд. вода из р-на теплоснабжения поступает в теплоприготовит. установку ТЭЦ с темп-рой г 4- Потери теплоносителя, связ. с его утечками из тепловой сети, восполняются подпиточной водой. Подача необходимого кол-ва ее обеспечивается регулятором подпитки, импульс на к-рый подается с перемычки циркуляционного насоса. Перемычка моделирует гидравлич. режим тепловой сети и с помощью задвижек воспроизводит давление в нейтральной точке, где оно всегда поддерживается пост., равным статическому. Теплоноситель проходит через осн. теплофикац. подогреватели, куда пар поступает из отборов турбины, и там нагревается примерно до 120°С. Нижний отбор
имеет давление 0,t)3—0,2, верхний — 0,05—0,25 МПа. Макс, уровень давления верхнего отбора определяет макс, подогрев воды. Расчетная темп-pa подогрева — 150°С. Поэтому при пиковых нагрузках вода догревается до требуемого значения в пиковых водогрейных котлах ТЭЦ. Вода от сконденсировавшегося в верхнем теплообменнике пара проходит через конденса- тоотводчик и присоединяется к конденсату нижнего теплообменника, из к-рого весь конденсат подается насосом в питат. линию энергетич. котлов ТЭЦ. Подачу теплоты потребителям регулируют центрально, качеств, методом, при к-ром кол- во циркулирующей воды поддерживается пост., а расход теплоты изменяется путем изменения темп-ры теплоносителя. Однако чисто качеств, регулирование осуществить не удается, т.к. расход теплоты на горячее водоснабжение не связан с темп-рой наружного воздуха, и регулятор темп-ры осуществляет количеств, регулирование подачи теплоты на горячее водоснабжение.
Теплоноситель из ТЭЦ поступает в подающие линии тепловых сетей и транспортируется к цеОТр. тепловым пунктам р- нов потребления. У большинства функционирующих З.с.т. они имеют тепловую мощность 5—10 МВт. В центр, тепловых пунктах водопроводная вода подог- ■ ревается от темп-ры tx до темп-ры tr, равной 60°С. На схеме показан смеш. способ присоединения подогревателей горячего водоснабжения. Водопроводная вода поступает в подогреватель, к-рый присоединен по отношению к системе отопления последовательно, и здесь подогревается до промежуточной темп-ры tn. Далее вода поступает в теплообменник, присоединенный к системе отопления параллельно. Остывание воды в трубопроводах системы горячего водоснабжения компенсируется с помощью циркуляц. линии. Циркуляц. насос возвращает часть охладившейся воды в теплообменник, где она вновь нагревается. Т.к. темп-pa горячей воды должна быть не ниже 60°С, темп-pa теплоносителя т г не должна быть ниже 70°С. В результате в осенне-зимний период, когда на нужды отопления зданий необходимо подавать теплоноситель с темп-рой ниже 70°С, а от источника теплоты поступает теплоноситель с более высокой темп-рой, приходится в системах отопления устанавливать дополнит, автоматику для количеств, регулирования подачи теплоты. Регулятор расхода поддерживает пост, расход теплоносителя через системы отопления, обеспечивая тем самым несвязанное регулирование подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение. Т.о., в течение времени, когда темп-pa наружного воздуха соответствует изменению темп-ры подаваемого теплоносителя ti в
Свема закрыто* «стебйы теплосиебжскмя I-— теплоприготовительная установка ТЭЦ; II—тепловые сети; III — тепловой пункт; IV — тепловой ввод в здание; 1,3 — теплофикационные подогреватели; 2 — конденсатоотводчик; 4, 11 — циркуляционные насосы; 5 — пиковый мугсл; 6, 9 — подающие линии; 7 — регулятор температуры; 8, 16 — теплообменники; 10—циркуляционная линия; 12 — регулятор расхода; 13 — система горячего водоснабжения; 14 — система отопления; 15 — элеватор с регулируемым соплом; 17 — обратная линия; 18 — бустерный (дополнительный) насос; 19 — подпитка; 20 — регулятор подпитки
пределах 150—70°С, системы отопления и горячего водоснабжения работают по несвязанным режимам, а их регулирование обеспечивает спрос потребителей на теплоту. При более высоких темп-pax наружного воздуха потребителю подается горячая вода требуемой темп-ры и в необходимых кол-вах, а в системы отопления — теплоноситель с темп-рой, более высокой, чем' необходимо, что вызывает перегрев помещений." Во избежание этого вводят дополнит. автоматич, регулирование, напр. элеватор с регулируемым соплом, к-рый устанавливают в отапливаемом здании, где монтируют местную систему горячего водоснабжения и систему отопления.
Схема З.с.т. предусматривает несвязанное регулирование подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение, т.к. перед последней установлен регулятор темп-ры, а перед системой отопления — регулятор расхода. При таком регулировании теплопроводы должны быть рассчитаны на макс, расход воды. Для сокращения его, а следовательно, уменьшения капиталовложений в тепловую сеть, применяют связанное регулирование подачи теплоты потребителям. При нем в момент пика потребления горячей воды теплота в системы отопления недодается, а в периоды провалов недоданная теплота возмещается. Достигается это установкой регулятора расхода перед теплообменниками горячего водоснабжения. В результате пиковая нагрузка с тепловой сети снимается. Но связанное регулирование приводит к колебанию темп-ры воздуха внутри помещения на 1—1,5°С. Чтобы эти колебания не выходили за до
пустимые границы, такие системы используют, когда макс, расход теплоты на горячее водоснабжение составляет не более 0,6 расчетного расхода теплоты на отопление. Если этот расход составляет 0,6—1,2, то применяют обычную двухступенчатую схему. При расходе теплоты на горячее водоснабжение ^олее 1,2 расхода на отопление используют параллельную схему.
Для сокращения расхода теплоносителя по тепловым сетям применяют "повышенный" график темп-p, т.е. ведут регулирование по совмещ. нагрузке на отопление и горячее водоснабжение. В этом случае по сети идет теплоноситель, рассчитанный исходя из нагрузки на отопление и вентиляцию без учета расхода теплоты на горячее водоснабжение. Без учета горячего водоснабжения рассчитывают и диаметры тепловых сетей. Теплота на горячее водоснабжение транспортируется тем же теплоносителем, но за счет повышения его темп-ры. В ЦТП поступает теплоноситель с темп-рой более высокой, чемт 1 по отопит, графику. Теплота, соответствующая этой разности темп-р, идет на нагрев горячей воды, соответствующая разница темп-p ti - тг — на отопление, а теплота, соответствующая разности тг - г4 — на горячее водоснабжение. Следовательно, теплота, соответствующая остыванию теплоносителя от нач. темп-ры до л и от т2 до Т4, должна быть равна теплоте, расходуемой на горячее водоснабжение. Исходя из этого условия и определяют темп-ру нагрева воды в источнике теплоты, соответствующую повыш. графику. Т.о., при расходовании теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение применяют регулирование по совмещ. нагрузке. Если доля расхода теплоты на горячее водоснабжение мала, то можно использовать центр, регулирование по отопит, нагрузке.
Осн. достоинством З.с.т. по сравнению с открытой системой является высокое качество горячей воды, т.к. она получается в результате нагрева водопроводной воды в поверхностных теплообменниках, располагаемых в непосредст
венной близости от мест ее разбора. Осн. недостаток — раздробленность тепловых пунктов, где приготовляется горячая вода, что осложняет водоподготовку. .
ЗАМОРАЖИВАНИЕ ОСАДКОВ — способ улучшения водоотдающих свойств осадков сточных вод с последующим их оттаиванием. После замораживания и оттаивания осадок обезвоживается механич. путем без применения дополнит, реагентов. Особенно эффективно его обезвоживание на фильтрах намывных и ленточных фильтр-прессах. Длительная выдержка оттаявшего осадка ведет к ухудшению его водоотдачи. При искусств. З.о. оптим. значения уд. теплового потока (поверхностной плотности) лежат в пределах 5000—15 000 Вт/м . При более высоких тепловых потоках уд. сопротивление фильтрации осадков снижается недостаточно, а при более низких резко снижаются экономич. показатели вследствие роста металлоемкости теплообменного оборудования. Полное промораживание осадков позволяет снижать их уд. сопротивление до (1— 16)1010 см/г, при этом более низкие значения получают путем медленного замораживания.
Благодаря способности воды мигрировать через стенки клеток и ячеек коллоидов, составляющих основную часть осадка, в процессе замораживания происходит обезвоживание твердой фазы. Если процесс протекает достаточно медленно, то вся связанная влага, способная к диффузии при данных условиях, успевает мигрировать в межклеточное пространство, где она и замерзает. Давление, возникающее при расширении кристаллизующейся воды, способствует коагуляции и укрупнению обезвоженных частиц тгердой^^ЖГосадков. Искусств, замораживание и оттаивание осадков могут осуществляться с использованием метода непрерывного тонкослойного замораживания на льдогенераторах барабанного типа. При замораживании в естеств. условиях происходят расслоение с концентрированием осадка в нижней части и образование льда на поверхности. З.о. и оттаивание их на иловых площадках позволяют интенсифицировать их работу, но при этом высота слоя осадка на иловой площадке не должна превышать глубину промораживания, а вода по мере оттаивания должна удаляться с поверхности.
ЗАМОРАЖИВАНИЕ—ОТТАИВАНИЕ ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ ВОД— способ улучшения водоотдающей способности осадков за счет перераспределения форм связи при фазовом превращении. На- &1юдаемый в процессе замораживания эффект носит необратимый характер, после оттаивания водоотдающая способность
осадков возрастает в десятки раз, что позволяет успешно проводить их обезвоживание. В естеста. условиях обработку осадков холодом осуществляют на площадках обез- воживания. Осн. недостаток естеста. замораживания — малая глубина промерзания
Роторный льдогенератор
1 — уплотненный осадок; 2 — льдогенератор двухстороннего намораживания; 3—форсунки для осадка; 4 — срезающее устройство; 5 — теплая вода; б— форсунки для воды; 7 — плавитель; 8 — удаление оттаявшего осадка
слоя замораживаемого осадка в результате резкого снижения интенсивности теплопередачи по мере увеличения толщины слоя. Увеличение нагрузки на площадки в 3—-5 раз достигают интенсификацией теплообмена между воздухом и осадком, для чего осуществляют либо намораживание осадка слоями в 10—20 см, либо послойную срезку заморож. осадка. Площадки целесообразно располагать на открытых, не защищенных от ветра местах, приэтомихдлиннаясторона должна быть ориентирован в сторону наиболее интенсивного движения ветра в зимний период. Когда местные условия не позволяют эффективно обрабатывать осадок в естеств. условиях, переходят на использование искусств. холода, получаемого с помощью холоймльных машин и ап- паратов.
Теплообмен между осадком и хладо- носителем ведется в смесит, или рекуперативных теплообменных аппаратах. В аппарате первого типа осадок замораживается за счет непосредств. контакта с хладоносителем, второго:— теплообмен ведется через разделяющую стенку. Процесс оттаивания протекает в осн. за счет теплоты, отводимой от осадка при его замораживании. Требуемое направление тепловых потоков обеспечивается холодильными машинами, работающими в режиме теплового насоса.
В нашей стране существуют технология и установки для непрерывного тонкослойного З.-о.о.п.в. Толщина замораживаемого слоя в этих установках составляет 1—3 мм, плотность теплового потока в них при замораживании не превышает 10 кВт/м2. Расчет произ-сти установок тонкослойного З.-о.о.п.в. связан с определением продолжит, процесса замораживания, к-рый в свою очередь зависит от условий теплообмена между хладоносителем и осадком.
ЗАСЛОНКА ВОЗДУШНАЯ — регулировочное и запорное устройство,
устанавливаемое на отд. ответвлениях вентиляционной системы, воздухораспределителях и у местных отсосов. Полотно З.в. имеет форму воздуховода-— круглую или прямоугольную. Поворачиваясь вокруг оси, З.в. перекрывает сечение воздуховода. Привод осуществляется снаружи через спец.рычаг, прикрепи, к
Заслонка воздушная с электроприводом для воздуховода прямоугольного сечения1—кориус;2—рычагуправления;3—электродвигатель с редуктором; 4—полотно заслонкиЗаслонка воздушная с электроприводом для воздуховода прямоугольного сечения1—кориус;2—рычагуправления;3—электродвигатель с редуктором; 4—полотно заслонкиА-АА-Аоси З.в. Если привод ручной, З.в. наз. дроссель-клапаном. З.в., установл. в труднодоступных местах, снабжают электроприводом. Регулировку и отключение ответвлений воздуховодов диаметром 100—300 мм можно проводить перемещающейся З.в. — шибером. При испытании и наладке вентиляц. систем для увязки ответвлений устанавливают диафрагмы. В этом случае З.в. используют как отключающее устройство, работающее в режиме "открыто —■ закрыто".
Заслонка воздушная с электроприводом для воздуховода прямоугольного сечения
1—кориус;2—рычагуправления;3—электродвигатель с редуктором; 4—полотно заслонки
Заслонка воздушная с электроприводом для воздуховода прямоугольного сечения
1—кориус;2—рычагуправления;3—электродвигатель с редуктором; 4—полотно заслонки
А-А
А-А
ЗАТЕКАНИЕ ВОДЫ В ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР — кол-во поступающего в него теплоносителя, составляющего часть общего расхода воды в стояке или ветви системы отопления. З.в.в.о.п. определяется в абсолютных и относит, величинах, причем последние, выраж. в долях общего расхода воды, носят назв. коэфф. затекания воды. Напр., этот коэфф., равный 0,3, означает, что в отопительный прибор поступает 30 % общего расхода воды, подаваемого к приборному узлу системы отопления. Чаще всего понятие о коэфф, затекания воды относят к однотрубным системам водяного отопления с приборными узлами, к-рые имеют участки у отопит, приборов. При конструировании таких систем стремятся к повышению этого коэфф.: чем больше затекание, тем выше темп-pa воды в приборе и тем меньше его площадь. Коэфф, зате-
Иамеиеиме коэффициента затекания воды в отопительные юрибсеры одаотрубныя стояков а '
1 — с замыкающими осевыми; 2 — со смещенными участками при движении воды в стояках в количестве Ост сверху вниз (сплошные линии) и снизу вверх (пунктирные линии)
кания зависит прежде всего от направления движения и расхода воды в стояках: при движении сверху вниз З.в. возрастает по мере сокращения ее расхода, при движении снизу вверх — уменьшается. В последнем случае наблюдается миним. расход воды в стояке, при к-ром еще целесообразно применение замыкающих участков в приборных узлах «гмин). Так, если диаметр труб замыкающих участков стояка и подводок к отопительным приборам 15 мм, то при расходе воды менее 200 кг/ч следует переходить к приборным узлам в однотрубном стояке с протеканием общего расхода воды через отопит, приборы. Коэфф. затекания воды повышается также при смещении замыкающего участка от оси стояка, при увеличении диаметра и сокращении длины подводок к прибору, при уменьшении диаметра замыкающего участка (напр., если замыкающий участок имеет диаметр 15 мм при диаметре труб стояка и подводок 20 мм).
ЗАТУХАНИЕ И ЗАПАЗДЫВАНИЕ (тепловой, температурной волны) — хар-ки теплоустойчивости ограждения, при определении к-рых рассматривается прохождение гармонич. колебаний темп-ры и теплового потока от одной среды, соприкасающейся с ограждением, к его противоположной поверхности, со стороны к-рой поддерживается пост, темп-pa др. среды. При этом колебания темп-ры и теплового потока уменьшаются по амплитуде (затухают) и запаздывают во времени, что проявляется, когда воздействующий тепловой поток достиг своего максимума и начал уменьшаться, а темп-pa и тепловой поток на противоположной поверхности еще нек-рое время продолжают увеличиваться. Такое же отставание будет при достижении темп- рой и тепловым потоком своего минимума. З.з. тепловой (температурной) волны—
это модуль и аргумент отношения' ^ радиуса-вектора колебаний темп-ры в среде, из к-рой направлена тепловая волна, к радиусу-вектору колебаний темп-ры в интересующем нас сечении. Затухание (модуль отношений р$ ) показывает, во сколько раз уменьшается амплитуда колебаний, а запаздывание (аргумент отношения ^<) — отставание во времени колебаний в данном сечении от колебаний темп-ры в среде, из к-рой направлена тепловая волна. Величина р«, явлюсь произведением хар-к З.з. на отд. участках прохождения темп-рной волны, выражается комплексным числом
Р< = РФг. • .р^с =
_ 15$^"‘(svfi 4- a i)/(sipTi + yi) х х(«2^ + У1)/($г/ / + У2) . . .
. . . yk - Vyk . . . (Sn <1 + Уп— 1) /
/ (snV7 + Ул)(Уп+ «п)/«п,
где^1^2, •. .• ^п — хар-ки З.з. темп- рной волны в отд. слоях ограждения; рс — хар-ка 3 .з. при переходе темп-рной волны аг среды на прилегающую к ней поверхность слоя и; si, $2,...,$п — коэффициенты тепло- усвоения материала слоев 1,2,..., п; yi, уг, Уп — коэффициенты теплоусвоения поверхности ограждения, от к-рой направлена тепловая вол на каждого слоя 1,2, ...,п; a i— коэфф, теплообмена на поверхности, к крой направлена тепловая волна со стороны, откуда поддерживается пост, темп-pa средней—тоже, на поверхности со сред ой, от к-рой направлена темп-рная волна; ук-х — множитель, показ. З.з. в воздушной прослойке, если она имеется в ограждении, при этом коэфф, теплоусвоения ум относится к той ограничивающей воздушную прослойку поверхности, к к-рой направлена волна, а yk — к поверхности, от к-рой она движется.
Хар-ку затухания тепловых потоков Pq между любыми плоскостями в стенке т и т-1 (при переходе волны от т к т-1) можно получить в зависимости от pt между этими плоскостями: Ро™ = Pt (Ут/Ут- 1).
Т.о., затухание тепловой волны равно произведению затуханий на отд. участках ее пути, а запаздывание—сумме запаздываний на этих участках.
З.з. в конечном итоге зависят Ът теплофиз. свойств материалов слоев, их расположения и толщин, периода тепловой волны и условий теплообмена на обеих сторонах ограждения. При изменении направления волны на противоположное в стенке, на обеих поверхностях крой условия теплообмена одинаковы, затухания колебаний темп-ры и тепловых потоков не изменяются. Если же коэфф, теплообмена снаружи а н и изнутри а в неодинаковы, то перемена направления волны в ограждений в обратную сторону
(изнутри наружу вместо снаружи внутрь) увеличит сквозное затухание в а в/а в раз. Запаздывание фазы колебаний в обоих случаях не меняется. Расположение слоев с высокой теплоустойчивостью материалов с внутр, стороны ограждения увеличивает сквозное затухание наружных воздействий несмотря на то, что рй становится меньше. Чтобы получить большее затухание темп-ры в двухслойной стенке, надо слой из более теплоустойчивого материала располагать с той стороны, где коэфф, теплообмена меньше, независимо от направления волны. Очень тонкий слой (лист стали, рубероида и т.д.), у к-рого термич. сопротивление близко к нулю, можно при определении сквозного затухания через ограждение не учитывать. Если ограждение целиком состоит из такого слоя (напр., в воздухоопОрных сооружениях), то затухание в нем равно коэфф, теплообмена на поверхности, со стороны к-рой направлена волна. Запаздывание ' колебаний темп-ры практически отсутствует (близко к нулю). Воздушная прослойка в ограждении увеличивает затухание в нем тем в большей степени, чем теплоусточивее материал, в к-рый прослойка включена. Увеличение термич. сопротивления воздушной прослойки (напр., за счет оклеивания алюминиевой фольгой поверхностей, ограничивающих прослойку) увеличит сквозное затухание. В ограждении, практически лишенном теплоустойчивости, гго обладающем термич. сопротивлением (напр., в окнах), затухание равно отношению Ro/R» общего сопротивления теплопередаче ограждения к сопротивлению теплообмену на поверхности, куда направлена волна. Это наименьшее затухание, к-рым может обладать ограждение. З.з. в одной и той же конструкции тем больше, чем меньше период тепловой волны.
ЗАЩИТА ВОДОЗАБОРОВ ОТ НАНОСОВ — комплекс сооружений и устройств на равнинных реках, включающий водоприемные береговые ковши, самопро- мывающиеся ковши, донные V-образные пороги, наносозащитные открылки, поверхностные и донные щиты, отклоняющие поток, шпоры и дамбы, ловушки и отстойники наносов. Водоприемные береговые ковши могут быть с верховым и низовым входами воды с незатопляемыми и затопляемыми дамбами. В ковшах обеспечиваются гидравлич. режим течения, способствующий более раннему, чем в реке, отстаиванию наносов и покрытию акватории поверхностным льдом, и эффективная шугозащита. В меженный период года можно производить механич. и гидравлич. очистку ковшей от наносов, не нарушая при этом нормальной эксплу-
атации водозабора. Самопромывающиеся ковши берегового и островного типов врезаются в берег или размещаются в русле реки, их оборудуют затопленными стенками или дамбами. В обоих случаях предусматривают верховые и низовые стенки ковша, обеспечивающие его автоматич, промывку. Последняя достигается за счет кинетич. энергии речного потока и закрутки его придонных струй. Закрученный поток омывает затопленный водоприемник и препятствует отложению у его окон донных наносов. V-образные пороги и открылки на водоприемнике создают местные течения, препятствующие отложению наносов. Поверхностные и донные щиты усиливают циркуляцию речного потока и способствуют перераспределению наносов по дну реки, улучшающему работу водозабора. Отклоняющие поток шпоры и дамбы выполняют вспомо- гат. роль, способствуя более эффективной работе как береговых водоприемных, так и самопромывающихся ковшей. Для отвода донных наносов от водозабора по дну реки прокладывают перфориров, трубы, в к- рые под напором подается вода. Длина трубы достигает 5—10 м. При промывке водоприемников обратным током удаляются наносы, отложившиеся внутри водоприемников и во всасывающих трубопроводах. Донные прорези перед водоприемниками перехватывают наносы реки и не допускают подход их к сооружениям; Их эффективность связана с кол- вом наносов в речном потоке. Прошедшая через сооружение первого подъема вода при необходимости осветляется в спец, отстойниках.
ЗАЩИТА ВОДОЗАБОРОВ ОТ ШУГИ — комплекс приемов и устройств, предохраняющих водозаборные сооружения от закупорки скоплениями рыхлого губчатого льда, находящегося в водной толще (глубинная шуга) или на поверхности водоема (поверхностная шуга) и образуемого из кристалликов глубинного льда (внутриводного и донного), сала и снежуры. Сплывая вниз по течению рек, шуга, к-рая возникает до ледостава при переохлаждении воды ниже 0°С, занимает большие площади и заполняет живое сечение, образуя зажоры, часто приводящие к наводнениям, кроме того, она затрудняет эксплуатацию гидротехнич. сооружений, забивая водоприемные отверстия водозаборов. При шугоходе на реке появляются след, ледовые образования: сало — иглообразные и пластинчатые кристаллы льда; забереги — полосы льда, смерзшиеся с берегами реки при незамерзающей основной части водного пространства; снежура *- плывущие комковые скопления рыхлой несмерзающейся массы; внутриводный лед, формирующийся на дне рек с быстрым течением; донный лед — растущие
первичные ледяные кристаллы, соприкасающиеся с выступами дна и превращающиеся в рыхлый лед. Очагами возникновения шуги могут служить полыньи, иногда образующиеся в ледяном покрове на быстринах и в местах выхода более теплых подземных вод. Осенний ледоход может сопровождаться заторами, при к-рых образуются перемычки, постепенно удлиняющиеся, пока вся рек| не покроется льдом.
Ледошуговые осложнения на водозаборах вызываются: закупоркой входных окон водоприемного оголовка вследствие непосредств. появления льда на стержнях решеток; закупоркой входных окон из-за прилипания кристаллов внутриводного льда к стержням решеток; забивкой решеток на входных окнах комьями шуги. Средствами борьбы с ледошуговыми осложнениями на водозаборах являются: правильный выбор местоположения, типа и конструкции водозабора; выпрямление русла реки на участке расположения последнего; изменение динамического состояния потока путем устройства непосредственно у водозабора струенаправляющих дамб и сооружений; обеспечение не- значит. скоростей поступления воды в водоприемные отверстия водозабора (0,05— 0,1 м/с); установка на дне водотока перед фронтом водозабора перфориров. труб и Родача в1 них сжатого воздуха; сбрею теплой воды выше водозабора по течению реки; выпуск пара перед решетками; обогрев элементов, решеток в окнах водоприемника; применение спец, фильтрующих водоприемных оголовков (деревянных, ряжевых, железобетонных); устройство плавучих ограждающих шугоотбойников в виде запаней в сочетании с небольшими скоростями поступления воды в водоприемные отверстия; оборудование эодозабора промывными устройствами, позволяющими освобождать самотечные или сифонные водоводы и решетки оголовков от шуги и сора (импульсная или обратная промывка); устройство ковшовых водозаборов. Малые скорости движения воды в ковше (0,15— 0,05 м/с) обусловливают раннее образование ледового покрова. Поступающая из реки в ковш переохлажд. вода с заключенными в ней кристаллами льда достигает темп-ры 0—гС за счет теплоты, выделяющейся в процессе внутриводной кристаллизации, быстро затухающей в ковше. Благодаря малым скоростям шуга, занесенная в ковш из реки, всплывает и смерзается с поверхностным льдом. Если ковш предназначен для борьбы с шугой, то отметка гребня дамбы должна быть выше отметки уровня воды в период шугохода, но в другие периоды дамба может быть заливаемой высокими водами. Для расположения ковша следует выбирать плесы малой кривизны А>(4—5)В (где. J? —
радиус кривизны плеса, В — ширина русла реки) и большой длины, а место водозабора назначать в пределах третьей четверти длины плеса, считая сверху вниз по течению. Нежелательно располагать ковш в зоне возможного формирования береговых шугозажоров. Длина водоприемных ковшей и скорость течения воды в них должны обеспечивать всплытие к поверхности всех кристаллов ледяной взвеси, имеющей гидравлич. крупность более 0,015—0,02 м/с.
ЗАЩИТА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ — система мероприятий, направл. на снижение загрязненности вредными примесями окружающего атм. воздуха и вентиляц. воздуха производств., обществ, и жилых помег щений. Совокупность физ. процессов, определяющих выбор и оптимизацию технич. решений по очистке воздуха и обеспечению заданных микроклиматич. условий в помещениях, определяют воздушный, тепловой, влажностный,- пылевой и газовый режимы здания. Эти режимы составляют сложную биотехнич., многомерную и взаимосвязан, систему, объединяющую процессы воздействия на здание окружающей среды, образования и выделения в воздушную среду помещений вредных в-в, а также процессы и системы очистки воздуха, вентиляционные системы и системы кондиционирования воздуха. Режимы здания обусловливают распределение темп-ры, влагосодержания, концентрацию вредных в-в в воздухе помещений и концентрации загрязнений в выбросах. Пылегазовое состояние помещения определяется совокупностью процессов, связ. с перемещением перерабатываемых материалов, воздуха, пыли, газов и паров, а также пылевоздушных, газо (паро) воздушных и пылега- зо (паро) воздушных потоков в помещении и вентиляц. системах и устройствах для очистки воздуха в здании и вне его.
Задачи, к-рые необходимо решить для определения пылегазового состояния помещения, можно разбить на три группы: внутр., граничную и внешн. Внутр, включает процессы, связ. с образованием вредных в-в в оборудовании и выделением их из оборудования и укрытий, со вторичным образованием и распределением примесей в воздухе помещения. Решение отд. задач этой группы сводится к осуществлению мероприятий по сокращению образования и выделения вредных в-в в воздух помещений, локализации выделений и устройству местной вентиляции технологии, оборудования; вакуумной пылеуборке; очистке воздушной среды помещения иус- тройству его общеобменной вентиляции; созданию в помещении допустимых уровней запыленности и загазованности воздуха и нормируемых значений его темп-ры,
от tww^»t гам» м иатойот tww^»t гам» м иатой№ЖДВ№АТОШ№ЖДВ№АТОШпыпа®вднш9пыпа®вднш9| топки'| топки'[oria*mM*Ai<oii« |[oria*mM*Ai<oii« |бшаденсдци**» wttoMiowctkhбшаденсдци**» wttoMiowctkhтегакжлтАттпЮ' KWMAKTOWтегакжлтАттпЮ' KWMAKTOWМетоды и средств* очистки вентиляционных выбросов от вредных газов н паровМетоды и средств* очистки вентиляционных выбросов от вредных газов н паровMCWHVHWW# WTOWOWCTX*MCWHVHWW# WTOWOWCTX*метод* оаджтквметод* оаджтквАдсоёбект*Адсоёбект*влажности и подвижности. Решение указ. . задач содержится в работах В.В.Батурина, С.Е.Бутакова, П.Н.Каменева, М.Ф.Бром- лея, В .М.Эльтермана, И.А.Шепелева, М.П.Калинушкина, Л.С.Клячко, В.Н.Бо- гословского, Г.А.Максимова, Л.Алдема, С.Кейна, Е.В.Доната, М.И.Гримитлина, Г.М.Позина, В.Н.Посохина, В.Д.Столера, В.А.Минко, Н.А.Фукса, , В.Г.Левича, А.Д.Зимона, О.Д.Нейкова и др.
от tww^»t гам» м иатой
от tww^»t гам» м иатой
№ЖДВ№АТОШ
№ЖДВ№АТОШ
пыпа®вднш9
пыпа®вднш9
| топки'
| топки'
[oria*mM*Ai<oii« |
[oria*mM*Ai<oii« |
бшаденсдци**» wttoMiowctkh
бшаденсдци**» wttoMiowctkh
тегакжлтАттпЮ' KWMAKTOW
тегакжлтАттпЮ' KWMAKTOW
Методы и средств* очистки вентиляционных выбросов от вредных газов н паров
Методы и средств* очистки вентиляционных выбросов от вредных газов н паров
MCWHVHWW# WTOWOWCTX*
MCWHVHWW# WTOWOWCTX*
метод* оаджткв
метод* оаджткв
Адсоёбект*
Адсоёбект*
Граничная (краевая) задача пылегазового режима здания определяется- процессами движения пылегазо(паро)воздушных потоков в трубопроводах систем очистки и очистки приточного вентиляц. и вытяжного воздуха от вредных в-в. Эти
Методы н средства очистки вентиляционных выбросов от аэрозолей
КАТАтттские
МЕТОДЫ отистки
мактош со сжим KATAWaATOM
TMWMSOCM
*- жйтттоАция ГАЗОВЫХ ЙМВКЮО©
гагЕНЕРдиэтм установкигагЕНЕРдиэтм установкивопросы отражены в работах Е.П.Медникова, И.Е.Идельчика, А.Е.Смолдырева, В.Н.Талиева, Л.МЛе- вина, В.П.Титова, Д.В.Коптева, А.И.Пи- румова, А.М. Гервасьева, В.Н.Ужова, А.Ю.Вальдберга, Б.Н.Мягкова, Г.М.Али- ева, Г.М.Гордона, И.Л.Пейсахова, И.П.Мухленова, Э.Я.Тарата, М.Е.Пози- на, И.К.Решидова, А.А.Русанова, П.А.Ко- узова, М.Е.Кузнецова, А.И.Родионова, П.Г.Романкова, В.Ф.Максимова, В.Н.Шаприцкого, В.ДЛукина, В.П.Кур- кина, А.М.Белевицкого, В;А.Спейшера, И.Я.Сигала, С.А.Богатых, Е.А.Штокма- на, М.Я.Юдашкина, В.И.Левитова, В.Страуса и др.
гагЕНЕРдиэтм установки
гагЕНЕРдиэтм установки
Внешн. группа задач связана с процессами взаимодействия здания с набегающим потоком загрязн. воздуха, рассеивания выбросов в атмосфере и утилизации пылей и отходов. Эти вопросы успешно решали Э.И.Рэттер, П.И.Андре- ев, Ф.А.Серебровский, М.Е.Берлянд,
В.С.Никитин, В. М. Эльтерман, В.П.Титов, Дж.Тейлор, О.Сеттон, М.В.Сумароков, А.И.Родионов, Д.Вилсон, В.И.Паркер и др.
Осн. направлением обеспечения необходимой чистоты воздуха в помещениях и защиты атм. воздуха от загрязнений является разработка безотходных и малоотходных технологич. произ-в. Однако на практике наиболее распространены мероприятия по совершенствованию технологии произ-ва и по борьбе с образованием ■ и выделениями пыли. К ним относятся: замен® сухих технологич. процессе® мокрыми, влажными; переход на новые более совершенные технологии произ-ва; использование более мощного технологич. оборудования; компактное расположение технологич. оборудования; уменьшение числа и высоты перегрузок измельч. и порошкообразных материалов; механизация и автоматизация технологич. процессов и операций; использование гидро- и пневмотранспорта; удаление мелких фракций из материалов; герметизация и уплотнение стыков в оборудовании и на коммуникациях; подготовка измельч. и порошкообразных материалов к переработке; обеспыливание одежды, материалов, готовых изделий; повышение эффективности технологич. вентиляции.
К мероприятиям по сокращению образований и выделений газо- и парообразных вредных в-в относятся: использование более мощного технологич. оборудования вместо неск. агрегатов; замена в-в в произ-ве безвредными или менее вредными; замена пламенного нагрева электрич.; замена твердого и жидкого топлива газообразным или электроэнергией; герметизация и макс, уплотнение стыков и соединений в технологич. оборудовании и коммуникациях; комплексная автоматизация произ-ва; дистанц. управление процессами; .непрерывность процессов произ-ва; автоблокировка оборудования и сан.-тех. устройств; предотвращение вторичных выделений вредных в-в (сорбции газов строит, конструкциями и последующей десорбции). Действующие способы З.в.б.з. от газообразных, жидких и твердых загрязнителей сводятся к устройству: вытяжной вентиляции, местной; обеспыливанию технологич. оборудования (аспирации); гидро-, пара-, пено- и элек- тропылеподавления источников пыли; очистки приточного, вытяжного аспирац. воздуха от вредных примесей. Активный способ З.в.б.з. — очистка воздуха от вредных примесей. Существуют различные методы и средства очистки вентиляц. воздуха от вредных газов и паров, а также аэрозолей. Пассивный способ З.в.б.з. — рассеивание вредных примесей в атмосфере. При этом уровень ПДК вредных в-в и примесей в воздухе, поступающем в ат-
мосферу, ограничен сан. нормами. Процесс рассеивания вредных примесей в атмосфере зависит от аэродинамики здания, аэродинамики застройки, метеорологии. условий, свойств вредного в-ва и др. условий.
ЗАЩИТА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — комплекс устройств и способов, предотвращающих разрушение теплопроводов, оборудования сетевых сооружений и источника теплоты, а также теплопот- ребляющих установок от недопустимо высоких давлений. Такие повыш. давления возникают обычно при аварийных внезапных остановках сетевых насосов в источнике теплоты и насосных станциях от гидравлического удара. Для З.т.с. от недопустимо высоких давлений при гидравлич. ударе предусматривают: 1) устройство в источнике теплоты и в насосных станциях противоударной перемычки между обратным и подающим трубопроводами с установкой на ней обратного клапана. При внезапной остановке насосов, когда давление в обратном трубопроводе превышает давление в подающем, открывается обратный клапан на противоударной перемычке, что приводит к выравниванию давлений в трубопроводах и затуханию ударной волны; 2) устройства для сброса давлений — гидрозатворы, сбросные предохранит. клапаны, разрывные выпуклые и' плоские мембраны. Педрозатвор, уста- новл. вертикально "труба в трубе", примерно на 3 м больше напора в обратном трубопроводе. Внутр, труба гидрозатвора врезана в.обратный трубопровод, внешняя — служит для приема выброса воды при срабатывании гидрозатвора и подключается к приемной емкости либо к системе канализации; 3) автоматич, включение резервного насоса при выходе из строя рабочего насоса.
Для защиты теплопотребляющих установок от повышенных давлений наибо- . лее эффективно присоединение их по независимой схеме через теплообменники с установкой сброёного предохранит, клапана на обратном трубопроводе местного отопления. Значит, давления в трубопроводах появляются в статич. режимах при остановках сетевых насосов в источнике теплоты и подкачивающих насосов на насосных станциях. Способы и устройства защиты см. Автоматизация насосных станций.
ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОМЕЩЕНИЕ —помещение, в к-ром с помощью воздушных завес, дисбаланса воздуха, механич. вентиляции, активного шлюзования и др. вентиляц. мероприятий создаются условия, препятствующие проникновению холодного наружного воздуха, поступлению загрязнен, воздуха, дыма или вредных примесей из соседних помещений или
снаружи при аварийных ситуациях (пожар, загрязнения аварийными выбросами вредных газофазных в-в и др.).
ЗДАНИЕ С ЭФФЕКТИВНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ — здание, в к-ром во всех элементах системы кондиционирования микроклимата применены рациональные инж. методы и средства, направленные на эффективное использование энергии при соблюдении комфортных для человека и оптим. для технологич. процесс® внутр, условий и экономное расходование матер, и др. ресурсов. З.э.и.э. должно быть по форме .ближе к кубу, иметь малое остекление фасада (10%), хорошую теплозащиту с сопротивлением ■ теплопередаче ограждений ~ 2,5—3, окон — до 1 м • С/Вт, как правило, управляемую авто- матизиров. гибридную, поливалентную систему отопления — охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха с использованием возобновляемых источников низкопотенц. энергии.
ЗЕРНОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЯ —«зависимость полных остатков на ситах от размера отверстий сит, мм, выраженная в процентах по массе. Для определения кол-ва кусков определ. размера в общей массе топлива отработ. пробу просеивают через набор сит, сетки к-рых имеют ячейки с линейными размерами 150; 100; 50; 25; 13; 6; 3 и 0,5 мм. З.х.у. зависит от сорта топлива и условий добычи. Макс, размером куска в массе топлива считается такой, при к-ром остаток на сите этого размера составляет 1 %.
ЗМЕЕВИК ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА — нагреват. элемент, представляющий собой канал для движения теплоносителя системы отопления, состоящей из неск. горизонт, ниток, последовательно соедин. одна с др. при помощи двойных отводов (калачей). З.о.п. отличается от регистра увелич. потерями давления вследствие последоват. движения всей массы теплоносителя через все нитки и отводы (калачи).
ЗОЛА — порошкообразный, несго-. раемый остаток, образующийся из минер, примесей топлива при его сгорании. Содержание 3., %: в каменных и бурых углях — 1—45 й более, горючих сланцах — 50—80, топливном торфе — 2—30, дровах — обычно менее 1, растит, топливе др. видов — 3—5, мазуте — до 0,15, а иногда выше. Верхний предел содержания минер, примесей определяется технич. возможностью и экономич. целесообразностью использования данного ископаемого в качестве топлива. 3. может быть летучей и в виде провала. Летучая 3. (3. уноса или
унос) — пылевидные фракции, выносимые продуктами сгорания из топки котла или осаждающиеся в его конвективных газохоА». Она истирает котельные трубы и дымососы, при удалении с дымовыми газами загрязняет атмосферу. Провал — более крупные фракции 3., выпадающие в холодную воронку топки или под колосниковую решетку. Присутствие 3. снижает относит, содержание горючих составных частей в топливе. При сжигании топлив® нек-рое кол-во теплоты теряется вместе с 3. В котлоагрегатах расплавл. 3. оседает на трубах топочных экранов, ширм и др. элементов в виде спекшегося шлака топливного. Отложения 3. на поверхностях нагрева препятствуют передаче трплоты от топочных газов к воде или пару" и увеличивают аэродинамич. сопротивление котла. В пром-сти строит, материалов 3. используется для произ-ва нек-рых видов бетона, в с. х-ве — как удобрение. Из 3. нек-рых углей добывают редкие и рассеянные элементы, напр. германий и галлий.
ЗОЛООТВАЛ, эоловой пляж — место для сбора золы и шлака топливного, образующихся при сжигании твердых топлив на ТЭС. Золу и шлак транспортируют, как правило, в виде пульпы (с помощью воды) по водопроводам (см. Гидрозолошлакоудаление). В 3. происходит естеств. осаждение золы и шлака, а вода стекает в ближайшие водоемы (см. Золоудаление).
ЗОЛОУДАЛЕНИЕ — удаление за пределы котельной золы и шлака, топливного, скапливающихся в бункерах паровых котлов при сжигании твердого топлива. На электростанциях наиболее распространено гидрозолошлакоудаление, менее — пневмозолоудаление. В производств, котельных при сжигании топлива в слоевых топках широко применяют механич. 3. посредством скреперных установок, скиповых подъемников, скребковых и пластинчатых конвейеров. Эти механизмы транспортируют золу и шлаки в сборный бункер, располож. вне котельной, из к-рого их вывозят ж.-д. вагонами или автосамосвалами. В небольших котельных с выходом золы и шлаков менее 200 кг/ч применяют узкоколейные вагонетки с опрокидывающимся кузовом, монорельсовый подвесной транспорт и само- разгружающиеся контейнеры. Во избежание пыления шлаки и золу до спуска их из бункеров заливают водой.
ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЕ — процесс очистки дымовых газов от летучей золы. Осуществляется механич. или электрич. аппаратами — золоуловителями.*
ЗОЛОУЛОВИТЕЛИ — газо- очистит, устройства разл. конструкций
для улавливания летучей золы из дымовых газов. Эффективность работы 3. в большой степени зависит от физ.-хим. свойств золы и поступающих в 3. газов. По принципу работы и конструктивным особенностям 3. разделяют на 5 групп: механич. сухие, мокрые (скрубберы), электрофильтры, фильтры тканевые, комбиниров. с разл. способами очистки. Определяющие параметры при выборе типа 3.: кол-во улавливаемой золы, ее дисперсный .состав и физич. свойства, требуемая степень очистки (но не ниже допустимой сан.-тех. нормами и равной 0,5 мг/см3). Степень очистки газов определяют по формуле »у " “ Суд/ (Сул + Свых) ” (Свх - Свых) /Свх, где Сул — масса уловленных в аппарате частиц, кг; Свх, Свых — масса частиц, входящих и выходящих в 3., кг.
Механич. с у х и е 3. разделяют на центробежные (блоки циклонов^ и инерц. (или жалюзийные). Принцип действия циклонного 3. НИИОГАЗ: к цилиндрич. корпусу продукты сгорания подводятся по касательно располож. трубе со скоростью 20 м/с. Двигаясь по инерцйи, частицы золы прямолинейно прижимаются к корпусу циклона, теряют скорость и по конич. части под действием силы тяжести опускаются в бункер, откуда золу периодически удаляют. Блок циклонов — группа паралл. включ. циклонов с диаметром 400—800 мм. В жалюзийном 3. газ проходит между лопастями решеток, увлекая с собой мелкие частицы золы, более крупные собираются в циклон, где отделяются от продуктов сгорания и периодически выбрасываются в сборный бункер через затвор — мигалку. Достоинства жалюзийных 3.: малые габариты, небольшое сопротивление, возможность установки их в вертик. и горизонт, газоходах. Недостатки — быстрое истирание (износ) золой и необходимость частой замены реше-
аб
Схемы жалюзийных золоуловителей
а,6 — с одним и двумя циклонами; 1,9 — входная и выходная камеры; 2 — уголок; 3 — решетка; 4— отсосная щель; 5 — диффузор; 6 — поворотная заслонка; 7 — циклон; 8—мигалка
з-
Схема электрического золоуловителя
1 — вход газов; 2 и 3 — осаждающий и ко- ронирующий электроды; 4—выход газов; 5—бункер осевшей золы
ток. Степень очистки — 70—80%. К мо- к р ы м 3. относятся центробежные скрубберы, осн. достоинство к-рых — высокая степень очистки уходящих газов (до 99 %), недостатки — большое сопротивление (до 0,08 МПа), износ прутков, засорение оросит, сопел. Расход воды на очистку продуктов сгорания 0,15—0,2 л/м3, что составляет для котла ДЕ-20-13 около 4,6 т/ч.
На мощных ТЭС и ТЭЦ для улавливания золы и очистки продуктов сгорания в осн. используют эл.ектро- фильтры. Способ очистки в них основан на том, что при пропуске через электрич. поле высокого напряжения, создаваемого между отрицат. и положит, полюсами, происходит ионизация газового потока. При этом частицы уноса, содержащиеся в продуктах сгорания, получают электрич. заряд. Осн. масса частиц заряжается отрицат. ионами и переносится к положит, полюсу — осаждающему электроду. Степень улавливания золы в электрофильтре возрастает с ростом напряженности электрич. поля, определяемой свойствами пылегазового потока, и падает с увеличением скорости дымовых газов. Электрофильтры, как и механич. 3., лучше улавливают крупные частицы золы. Выпускают электрофильтры ДВП, ДГП, ДГПИ, ПГЗ, ПГДС, УГ (Д —- дымовой, П — пластинчатый, В — вертик., Г — горизонт., 3 — золоуловитель, У — унифициров., С — С-образный электрод). Коэфф. обеспыливания в электрофильтрах — 88,5—98% при возможности улавливания частиц не менее 10 мкм. Гидравлич. сопротивление газово
му потоку невелико —- 20—200 Па. Расход электроэнергии на очистку газов — 0,1—0,15 кВт ч на 1000 м3 газа. Электрофильтры устанавливают в помещениях котельной или на открытом воздухе. Наружные поверхности электрофильтра покрывают тепловой изоляцией. Достоинства электрофильтров — высокий коэф, очистки газов и малое гидравлич. сопротивление; недостатки — большие габариты, высокая стоимость в связи с применением устройства для получения пост, тока высокого напряжения.
■ В энергетике получили применение тканевые фильтры, использовавшиеся ранее в др. отраслях пром-сти для улавливания пыли. Фильтрация осуществляется через гибкую ткань, выполи, из тонких нитей (диаметром около 100— 300 мкм). Ткань имеет цилиндрич. форму, поэтому фильтры наз. рукавными. Их применяют в котлоагрегатах с небольшой произ-стью (20—-90 т/ч). Рукавные тканевые фильтры различают по форме фильтров (плоские, рукавные), наличию опорных устройств (каркасные, рамные), месту расположения вентилятора или дымососа (всасывающие, работающие под разрежением, и нагнетательные, работающие под давлением), способу регенерации тканей (встряхивание, обратная продувка, вибровстряхивание, импульсная продувка), числу секций в установке (односекц., многосекц.), виду используемой ткани. Рукава чаще всего имеют диаметры 127—300 мм и длину от 2,4 до 10—12 м. Если тканевые фильтры правильно сконструированы и обоснованно выбрана ткань (пористый материал), то эффективность улавливания пыли — более 99%. Однако их использование связа- нос рядом трудностей и значит, затратами. Скорость газового потока через ткань должна быть очень низкой — 0,01—0,02 м/с, а гидравлич. сопротивление высоким — 0,5—1,5 кПа. Наибольшую трудность при эксплуатации представляет удаление осевшей на ткани золы, для чего применяют либо механич. встряхивание, либо продувку воздухом в обратном направлении с отключением секции газового потока шиберами. Тканевые фильтры за паровыми котлами должны выполняться из материала, выдерживающего темп-ру уходящих газов. Рукавные фильтры из стекловолокнистой ткани с тефлоновым покрытием выдерживают темп-ру 130— 250°С. Длительность работы ткани — 1 —3 года.
ЗОЛЬНИККОТЛА, поддувало — часть слоевой топки, располож, под колосниковой решеткой. Через нее в 3. проваливается зола. При чистке тогах: с кюворот- ными колосниками в 3. сбрасывают шлак топливный. Через 3. и решетку подают воздух, необходимый для сгорания топлива.
ЗОЛЬНИК ПЕЧИ — камера в нижней части отопительной печи под колосниковой решеткой, предназнач. для сбора золы и шлака, образующихся при сгорании твердого топлива. З.п. отделяется от помещения поддувальной дверцей.
ЗОНА ДЫХАНИЯ — пространство, огранич. сферой радиусом 0,5 м вокруг центра лица работающего человека.
ЗОНА САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ — территория на водопроводах хозяйственно-питьевого назначения, в районе источника водоснабжения, водопроводных сооружений и водоводов, на крой обеспечена санитарно-эпиде- миологич. надежность.
З.с.о. источника водоснабжения состоит из трех поясов: первого — строгого режима, второго и третьего — режимов ограничения. З.с.о. водопроводных сооружений (насосных станций, станций подготовки воды, емкостей) состоит из первого пояса и полосы земли (при расположении водопроводных сооружений за пределами второго пояса эоны источника водоснабжения). З.с.о. водоводов ограничена полосой земли вдоль водовода.
Для поверхностного источника водоснабжения границу первого пояса З.с.о. устанавливают в целях устранения возможности случайного или умышленного загрязнения воды в этом поясе. Пояс охватывает акваторию рек и подводящих каналов не менее чем на 200 м от водозабора вверх по течению и 100 м вниз по течению. По прилегающему берегу граница пояса
проходит на расстоянии не менее чем 100 м от линии уреза воды при максимальном уровне. При ширине реки и канала до 100 м в первый пояс входит часть противоположного берега (по отнощению к водозабору) шириной 50 м от уреза воды. Первый пояс З.с.о. для водохранилищ и озер охватывается границей, проходящей по акватории источника во всех направлениях на расстоянии 100 мот водозабора, а по прилегающему к водозабору берегу — на расстоянии не менее 100 м от уреза воды. Второй пояс З.с.о. охватывает территорию по обеим сторонам реки на расстоянии 500—-1000 м от уреза воды. Границу вниз по течению реки принимают на расстоянии не менее 250 м от места водозабора. Вверх по течению реки границу устанавливают исходя из пробега воды от нее до водозабора в течение 3—5 сут. Для водоемов границу второго пояса назначают в радиусе 3—5 км по всей их акватории. Граница третьего пояса З.с.о. для поверхностного источника водоснабжения вверх и вниз по течению реки или во все стороны по акватории водоема должна быть такой же, как для второго пояса, а боковые границы должны проходить по водоразделу, но не дальше 3—5 км от водотока или водоема.
Для подземных источников водоснабжения границу первого пояса З.с.о. устанавливают на расстоянии 30—50 м от водозабора. Границы второго пояса З.с.о. подземного источника служат для защиты водоносного горизонта от микробных загрязнений. Основным параметром, определяющим расстояние от водозабора до
границы, является достаточная для гибели микроорганизмов продолжительность продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору. Для подземных вод третий пояс служит для защиты от химических загрязнений. Они практически не изменяют свой состав и концентрацию при взаимодействии с подземными водами и могут переноситься потоком в водоносном горизонте на большие расстояния.
ЗОНА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — часть системы отопления опре- дел. высоты, выбираемой с целью ограничения давления гидростатического при вертикально-однотрубном водяном отоплении, теплового разрегулирования при вертикальной двухтрубной системе отопления или канальном воздушном отоплении. Высота З.с.о. однотрубной системы водяного 1 отопления, если исходить из предельно допустимого (рабочего) давления для отопительных приборов и арматуры на трубопроводах, не должна превышать (с нек-рым запасом) 55 м при применении чугунных и стальных приборов (радиаторов типа МС — 80 м) и 90 м для приборов со стальными греющими трубами. Высота З.с.о. двухтрубной системы ограничивается приблизительно 25 м, канальной системы воздушного отопления — 15 м во избежание чрезмерного теплового разрегулирования под воздействием изменяющегося (непропорционально по высоте) естеств. циркуляц. давления.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО И ВОЗДУШНОГО РЕЖИМОВ ЗДАНИЯ — определение неизвестных или приближенных параметров модели на основе сопоставления данных ее реализации с аналогичными данными натурного обследования объекта моделирования. Идентификация позволяет уточнить и упростить математическую модель теплового и воздушного режимов здания, предназнач. для управления параметрами микроклимата. Основу для идентификации составляют результаты измерений в натурных условиях в процессе функционирования помещения.
Возмущающее воздействие на помещение, в результате к-рого происходит изменение измеряемых параметров, может быть естественным или искусственным.
ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА на поверхностях ограждений здания — разность между давлением воздуха на поверхности здания и его атм. давлением в отдалении от него на том же уровне. Избыточное давление формируется под действием ветровых и гравитац. сил, а также за счет дисбаланса воздуха систем вентиляции и может быть положит, и отриц. Измеряется в Па. Гравитац. давление возникает за счет разницы уд. веса воздуха снаружи и внутри здания.
ИЗВЕСТЕГАСИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ —- комплекс механизмов, установок, аппаратов и устройств, предназнач. для гашения извести и дробления ее
Шаровая мельница
I — загрузка извести; II — подача воды; III— отвод известкового молока; 1 — загрузочный бункер; 2 — роликовые опоры; 3 — корпус; 4 — электропривод с редуктором; 5 — металлические шары
(при необходимости) с получением известкового молока или известкового теста. В качестве И.о. применяют шаровые или стержневые и ротац. жидкостные мельницы, известегасилки. Подаваемая в качестве исходного сырья в аппарат комовая или порошковая известь реагирует с подаваемой в него же водой, интенсивно перемешивается и измельчается. В результате образуется известковое молоко или тесто определ. концентрации. В конструкциях без дробления остаются неиспользуемые отходы — инертные включения в сырье, продукты недожога, пережога. В установках с дроблением практически все компоненты исходного сырья попадают в суспензию. Для гашения извести используют в основном оборудование, применяемое в произ-ве строит, материалов.
ИЗВЕСТКОВОЕ ХОЗЯЙСТВО — комплекс оборудования помещений для
Маамячесхая лопастная известсгасижа
I — загрузки извести; II — подача воды; III—отвод известкового молока; 1 — рама; 2—вал с лопастями; 3 — чаша-резервуар; 4 — лоток отвода известкового молока; 5 —. загрузочный бункер; б — вентиль на подаче воды; 7 —- привод
Телемеханическая мзвестегасилка
I — загрузка извести; II — подача воды; III — отвод известкового молока; 1 —загрузочный бункер;2,3 — наружный и внутренний корпусы; ■#— рабочая камера; 5 — центр, вал; б — металлические шары; 7—лоток выгрузки известкового молока; 8— привод; 9— рама; 10 — дырната* перегородка (диафрагма)
приготовления, складирования (хранения) и подачи (дозирования) реагента, содержащего окись кальция (СаО), на во- допроводно-канализац. сооружения в качестве подщелачивающего в-ва. Как правило, И.х. размещают в блоке реагентного х-ва очистных водопроводных и ка- нализац. станций. Известь, поступающая в И.х., может быть в виде известкового молока (суспензии СаО), содержащего активное в-во в концентрации, получаемой в пределах его растворимости при соответствующей темп-ре, или известкового раствора, из к-рого удалены взвеш. в-ва. Иногда применяют и сухую порошкообразную известь. Исходный товарный продукт, содержащий СаО, может поставляться на сооружения в виде комовой негашеной извести либо гашеной порошкообразной — пушонки.
В зависимости от вида товарного продукта и способа его доставки существует неск. схем реагентных х-в. При получении в качестве исходного сырья известкового молока или теста, доставляемого автоцистернами или по трубопроводам, предусматривают прием и складирование его в резервуарах-хранилищах с пост, перемешиванием суспензии мешалками, рециркуляцией насосами или сжатым воздухом (что менее желательно). По мере расходования реагент перекачивается из хранилища в расходные баки, где добавлением воды при пост, перемешивании
достигается необходимая концентрация, осуществляются дозирование и доставка раствора к местам ввода в обрабатываемую среду (воду, сточную воду, осадок и т.п.). При получении товарного продукта в виде комовой негашеной извести схема существенно усложняется. В зависимости от способа доставки (автосамосвалами, ж.-д. транспортом — в крытых вагонах или са- моразгружающихся) необходимо организовать разгрузку транспортных средств, место и порядок складирования груза. Предпочтительно "мокрое" хранение извести, т.е. в резервуарах- хранилищах. Из них известь подается грейфером в известегасилки для гашения,
Схема известкового хозяйства
а—при исходном сырье в виде известкового молока или теста; б — с использованием комовой извести (при "мокром* хранении); в — то же, при сухом хранении; 1 — разгрузочный лоток (бункер); 2 — резервуар-хранилище; 3 — насос; 4 — циркуляц. гидравлич. мешалка; 5 —т циркуляц. насос; о —дозатор; 7 — подача известкового молока к месту входа; 8— сетчатая корзина; 9 — мешалка; 10— насос-дозатор; 11 — грейферный кран; 12 — загрузочный бункер; 13 — известегасилка; 14— слив известкового молока; 15 — тележка для непогасившихся отходов; 16 — склад-бункер
дробления и приготовлений известкового молока, собирается в расходные баки, дозируется и транспортируется к местям ввода в обрабатываемую среду
При получении в качестве исходного сырья порошкообразной извести-пушонки предусматривают ее складирование в резервуарах-хранилищах в виде известкового молока — ’’мокрый способ" либо в спец, бункерах — сухое дозирование.
Известковые суспензии и растворы обладают способностью засорять коммуникации (трубопроводы), по к-рым их транспортируют, в связи с чем необходимо обеспечивать скорость их движения не менее 0,8 м/с, а также периодическую промывку трубопроводов чистой водой. Диаметр трубопроводов должен быть не менее 50 мм, радиус кривизны поворотов — не менее пяти диаметров трубы; на поворотах следует предусматривать устройства для прочистки. Насосы для перекачки известковых реагентов должны быть рассчитаны на работу с жидкостями, содержащими взвеш. в-ва, и устанавливаться "под заливом". Для удаления взвеси из известкового молока могут применяться гидроциклоны напорные (типа ГКЦ).
ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ, РАСХОДА И УРОВНЯ ЖИДКОСТИ — выполняется для определения осн. параметров при оценке работы систем водоснабжения и канализации. Для измерения давления применяют манометры, к-рые подразделяют на показывающие, самопишущие иМ-датчики. Показывающие манометры! зависимости от применяемого чувствит. элемента бывают пружинными или мембранными. Наиболее распространены пружинные, чувствит. элементом к-рых является полая (трубчатая) пружина. По точности различают образцовые, контрольные и технич. манометры. Самопишущие манометры кроме чувствит. элемента и шкалы имеют механизм для приведения в движение диаграммы (круговой или ленточной), на к-рой регистрируется изменение давления ад времени. М-д а т ч и к и не имеют шкалы, а чувствит. элемент воздействует на преобразователь давления в электрич. сигнал (как правило, 0—5 или 0—20 мА). Сигнал М-датчика можно использовать в САУ системой водоснабжения или канализации.
Для изменения расхода жидкости применяют расходомеры, а объема жидкости, поданной или израсходов. за промежуток времени, — счетчики жидкости. В системах водоснабжения и канализации применяют расходомеры переменного перепада давления, ультразвуковые, электромагнитные, ротаметры. В расходомерах переменного перепада давления, наиболее распространенных, мерой расхода служит перепад давления, возникающий при протекании жидкости через сужающее устройство (диафрагму, сопло или трубу Вен-
тури), установи.' а трубопроводе. Перепад давления воспринимается дифференц. манометром (ДМ) и воспроизводится либо на шкале (показывающий ДМ), либо на диаграмме (самопишущий ДМ), а также в виде электрич. выходного сигнала (ДМ- датчик). Чаще всего в качестве сужающего устройства используют диафрагму — диск из нержавеющей стали с отверстием в центре, к-рый вставляют ® трубопровод так, чтобы центр отверстия совпадал с осью трубы. Различают камерные диафрагмы, в к-рых отбор давления осуществ- ляетса по периметру диска с помощью спец, камер, и дисковые диафрагмы, в к- рых отбор давления осуществляют с помощью двух штуцеров, размещенных перед диафрагмой и за ней. Диафрагмы вызывают большие потери напора, поэтому их обычно применяют для измерения расхода жидкости в трубах условным проходом до 400—700 мм. При измерениях давления в трубах больших диаметров используют трубы Вентури, перепад давления в к-рых возникает за счет сужения потока в их горловине, соединяемой с трубопроводом с помощью конфузора (входного патрубка) и диффузора. Как правило, трубы Вентури выполняют в виде сварной конструкции. Сонм в системах водосиаб- жения и канализации практически не применяют. Дифференц. манометры в зависимости от конструкции чувствит. элемента бывают мембранными или сильфонными. В первых перепад давления преобразуют в электрич. сигнал, к- рый затем используется те вторичных приборах или системах централизов. контроля и управления. Сильфонные дифференц. манометры бывают показывающими, самопишущими и со счетчиками. Перепад давления в них преобразуется механически с помощью системы рычагов и шестерен. В самопишущих приборах имеется электропривод для перемещения диаграммы. В сильфонных дифференц. манометрах это механич. (кулачковые) устройства, в мембранных или вторичных приборах — электронные и электромеханические. Недостатками расходомеров переменного перепада давления являются наличие потерь напора и узкий диапазон измерения расхода (не более 1г4).
Ультразвуковые расходомеры — наиболее совершенные приборы для измерения расхода жидкости в трубах большого диаметра. Они основаны на измерении разности времени прохождения ультразвукового сигнала по направлению течения жидкости и против него. Ультразвуковой расходомер включает два пьезоэлектрич. датчика, размещенных с разных сторон трубы так, чтобы ось акустич. канала между ними была расположена под углом 45° к оси потока, и измерит, блок, воспринимающий сигналы датчиков и преобразующий их в единицы
расхода и объема жидкости. Пром-сть выпускает ультразвуковые расходомеры для трубопроводов Ру ~ 400..Л400 мм. Достоинства расходомеров этого типа — отсутствие дополнит, потерь напора, высокая точность и большой диапазон измерений (до 1:10). '
Электромагнитные расходомеры применяют для измерения расхода агрессивных или содержащих большое кол-во твердых или газообразных примесей жидкостей. Они основаны на эффекте Фарадея, их датчик представляет собой патрубок с располож. на нем обмотками индуктивности и двумя электродами, с к-рых снимают эдс, пропорцион, расходу; вторичный прибор преобразует сигнал ^ показания расхода жидкости. Пром-сть выпускает электромагнитные расходомеры с условным проходом 10— 400 мм. .
Ротаметры применяют для измерения относит, небольших расходов жидкости или газа. Они представляют собой вертик. конич. трубку, в к-рой расположен спец, поплавок. Положение его зависит от расхода жидкости или газа. Ротаметры могут быть и с электрич. выходным сигналом. 1
Для измерения объема жидкости применяют счетчики жидкости. Их чувствит. элемент — турбинка. В водосчетчиках небольших условных проходов (20—50 мм) используют крыльчатые
Ротационный счетчик типа РГ
а — схема работьцб —'типа РГ-40, - Ito; в — типа РГ-250, -40Д -ж -ЮТО.
турбинки с осью, перпендикулярной оси потока, а условных проходов 60— 250 мм — аксиальные турбинки с осью, параллельной оси потока. Турбинки через редуктор связаны со счетным механизмом. Частота вращения турбинки пропорциональна объему воды, протекающей через водосчетчик.
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА — процесс получения опытным путем числ. соотношения между измеряемой величиной и нек-рым ее значением, принятым за единицу сравнения. Прибор, измеряющий кол-во в-ва, протекающего через данное сечение газопровода за нек- рый промежуток времени, цаз. счетчиком. При этом кол-во в-ва определяют как разность двух последоват. показаний счетчика в нач. и в конце этого промежутка. Показания счетчика выражают в единицах объема. Прибор, измеряющий расход газа, проходящего через данное сечение газопровода в единицу времени (ч), наз. газовымрасходомером;измерение в нем происходит по перепаду давления в ссужающемся устройстве — диафрагме или сопле. Для определения расхода газа с давлением не более 0,1 МПа и темп- рой газа и окружающего воздуха 0—50°С используют ротационные счетчики.
В счетчике для получения сравниваемых результатов измерений расход газа
178 Изоляция газопроводов
приводят к норм, условиям. При пром, измерениях .норм, показателями считают темп-ру, равную 20°С, давление, равное 101 325 Па, и относит, влажность, равт^ю 0. Объемный расход газа выражают в м3/ч. Счетчики располагают по ходу газа после регуляторов давления газа, при использовании сужающих устройств (диафрагм) — до регуляторов давления и предохранит. запорного клапана, но после фильтров с целью уменьшения эрозии острой кромки диафрагм.
Ротац. счетчик состоит из измерителя, счетного механизма и диффе- ренц. манометра. В чугунном корпусе измерителя расточены два полуцилиндра, в каждом из к-рых размещен один ротор, имеющий вид восьмерки. Располагают роторы взаимно перпендикулярно. В боковых стенках корпуса смонтированы подшипники — опоры для роторов. Газ поступает через верхний патрубок, давление газа в к-ром всегда несколько меньше, чем во входном. За счет этого перепада давления роторы вращаются. За один полный оборот пространство между стенками корпуса и ротора, являющееся измерит, объемом, наполняется дважды и дважды выталкивается газ из этого объема через нижний патрубок. Счетный механизм роликового типа закрыт герметичной крышкой и работает в газовой среде. Дифференц. манометр служит для определения потерь давления газа в ротац. счетчике. По показываемому им перепаду давления можно судить о работе счетчика: резкое возрастание или колебания перепада свидетельствуют о его засорении. Для восстановления норм, работы счетчик промывают. В зависимости от общего расхода на объекте монтируют один или два параллельно присоедин. ротац. счетчика.
В газовом расходомере перепад давления измеряют с помощью дифманометра. Сужающее устройство, выполняющ. функции первичного преобразователя, устанавливают в газопроводе. При протекании через него газа скорость потока в суженном сечении повышается по сравнению с его скоростью в газопроводе. Увеличение скорости, а следовательно, и кинетич. энергии вызывает уменьшение потенц. энергии потока в суженном сечении. Соответственно и статич. давление в нем будет меньше, чем до него. Перепад давления связан с расходом квадратич. зависимостью. В качестве сужающих устройств применяют стандартные диафрагмы, представляющие собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр к-рого лежит на оси трубы. Сужение потока начинается до диафрагмы, и на нек-ром расстоянии от диафрагмы оно достигает минимума. Далее сечение потока постоянно расширяется до тех пор, пока не станет равным полному сечению трубопровода. При протекании газа через диафрагму за
ней в углах образуется мертвая зона, где вследствие разности давлений возникает обратное движение газа, на преодоление к-рого затрачивается значит, часть энергии. При этом происходит потеря давления. Отбор давлений осуществляют с помощью двух отд. отверстий, располож. до и после диска диафрагмы в углах, образуемых ее плоскостью и внутр, поверхностью трубопровода. Дифманометры могут быть показывающими (П) или самопишущими (С). Последние кроме устройства, записывающего перепад давления, могут иметь дополнит, запись давления и интегратор. Привод диаграммы может быть от часового механизма или от синхронного микроэлектродвигателя. По конструктивному устройству дифманометры бывают сильфонные (С), поплавковые (П) и трубчатые (Т).
ИЗОЛЯЦИЯ ГАЗОПРОВОДОВ — покрытие наружной поверхности газопровода спец, мастиками и оберточными материалами для защиты металла трубы от почвенной коррозии. И.г. — пассивная защита. К изоляц. материалам предъявляются след, требования: монолитность покрытия, водонепроницаемость, хорошее прилипание к металлу, хим. стойкость, механич. прочность, диэлектрические свойства. Применяют битумно-полимер- ные, битумно-минер. и битумно-резиновые мастики. В битумно-минер. мастиках в качестве заполнителей используют хорошо измельч. доломит, до- ломитизиров. или асфальтовые известняки; в битумно-резиновых — резиновую крошку, изготовл. из амортизиров. покрышек; в битумно-полимерных — атактич. полипропилен, порошкообразный полипропилен. Для повышения пластичности1 и уменьшения хрупкости при отриц. темп-pax в битумные мастики добавляют пластификаторы. В городах и нас. пунктах применяют защитные покрытия весьма усил. типа, к-рые наносят на трубу только в заводских условиях. Нанесение защитных покрытий непосредственно на месте укладки газопровода допускается только при проведении ремонтных работ, изоляции сварных стыков и мелких фасонных частей. Битумные покрытия весьма усил. типа имеют след, структуру: битумная грунтовка (толщина слоя 0,1— 0,15 мм), битумная мастика (толщина слоя 2,5—3 мм); армирующая обертка (в 3 слоя), наружная обертка из бумаги. Общая толщина весьма усиленной изоляции не менее 9 мм. Перед нанесением изоляции трубу очищают стальными щетками до металлич. блеска и протирают. После этого накладывают грунтовку, края представляет собой нефтяной битум, развед. в бензине в соотношении 1:2 или 1:3. После высыхания грунтовки на нее накладывают в неск. слоев горячую (160—
180°С) битумную мастику исходя из требований, предъявляемых к изоляции. В зависимости от числа нанес, слоев мастики и усиливающих оберток различают след, типы изоляц. покрытий: нормальную, усил. и весьма усил. В качестве изоляц. покрытий для газопроводов применяют пластмассовые пленочные материалы (ленты) с подклеивающим слоем. Поливинилхлоридные и полиэтиленовые ленты выпускают толщиной 0,3—0,4, шириной 40О-—500 мм и длиной 100— 150 м, намот. в рулоны. Трубы очищают, затем покрывают грунтовкой, представляющей собой клей, раствор, в бензине, после чего обертывают изоляц. лентой в неск. слоев и защитным покрытием из рулонного материала. Весьма усил. изоляция состоит из 3 слоев ленты толщиной не менее 1,1 мм. Для обертки труб применяют спец, машины. В качестве защитного покрытия используют также эмаль этиноль, состоящую из лака этиноль (примерно 2/3) и асбеста (1/3). Толщина покрытия —- не менее 0,6 мм.
ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — любая воздушная струя при условии, что темп-ра воздуха на выходе из приточного отверстия равна темп-ре воздуха в помещении. Отсутствие действия гравитац. сил на поток дездуха — гл.'особенность И.п.с. В вентиляции. И.п.с. практически не встречаются. Однако теория свободной И.п.с., позволившая создать простые математич. модели, широко используется для расчета большинства разновидностей приточных струй (см. Неизотермическая приточная струя, Стесненная приточная струя1).
ИЗОЭНТАЛЬПИЙНЫЙ ПРО
ЦЕСС (от греч. isos — равный, одинаковый, подобный и enthalpo — согреваю) — термодинамич. процесс изменения состояния воздуха при пост. уд. энтальйии. Его наз. также адиабатным (адиабатич.) процессом, процессом адиабатного увлажнения или процессом прямого испарительного охлаждения воздуха. И.п. происходит при контакте воздуха с тонким слоем или каплями воды, имеющими темп-ру мокрого термометра. Практическая реализация И.п. достигается разбрызгиванием форсунками в камере орошения кондиционера рециркуляц. воды. Широко используется в технике. кондиционирования воздуха и вентиляции, т.к. позволяет понизить темп-ру воздуха без затрат энергии на его охлаждение Параметры воздуха на выходе из аппарата, осуществляющего И.п., регулируют изменением кол-ва разбрызгиваемой воды. '
ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ — сооружения для подсушивания (обез-
воживания) осадка в природных условиях. Подсушивание на И.п. происходит за счет фильтрации свободной влаги из объема осадка и ее испарения с открытой поверхности. И.п. бывают: с естеств. и искусств, (асфальтобетонным) основаниями с дренажом; каскадные — с перепуском с одной на другую площадку, отстаиванией и поверхностным удалением иловой воды; с удалением отстоен- ной иловой воды через водосливы в ограждающих стенках (площадки-уплотнители) ; с гравийными колодцами, выполняющими роль вертик. дренажа и др. За рубежом применяют И.п. со стеклянным покрытием, с системой ■ обогревающих труб под искусств, основанием, с вакуумированием дренажных систем. Подсушенный осадок с И.п. удаляют вручную или с использованием дорожно-транспортных машин (экскаваторов, бульдозеров). Разработаны спец, механизмы типа снегоуборочных машин и мостовых кранов, обеспечивающие удаление и погрузку подсушенного осадка на автотранспорт. Преимущество И.п. — в их надежности, недостаток — в потребности значит, земельных площадей, больших объемов ручного труда при уборке, высоких уд. канит, и эксплуатац. затратах. Основное условие надежной работы И.п. — выполнение регламента по их эксплуатации, т.е. налив осадка на определенную высоту за определенное время; правильный режим эксплуатации дренажной системы; своевременная уборка подсохшего осадка и подготовка И.п. к новому наливу осадка. В нашей стране на И.п. подсушивается примерно 75% всего образующегося осадка городских и пром, сточных вод, в развитых странах Западной Европы и США — примерно 50—60%. При проектировании сооружений для механич. обезвоживания осадка необходимо предусматривать аварийные И.п. (20% их годового числа). В зависимости от климатической зоны скорость подсушивания осадка (нагрузка на них) находится в пределах 0,8— 2 м3/(м^год). Расчет И.п. производят исходя из кол-ва образующегося сухого в- ва осадка, выражаемого в кг/(м3'год). Нагрузка на И.п. зависит от уд. сопротивления фильтрации осадка. Она может быть повышена предварит, обработкой труднофильтруемых осадков хим. реагентами, промывкой и др. методами, снижающими уд. сопротивление.
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ (ИТП) —комплекс оборудования для приготовления теплоносителя, обеспечивающего отопление и вентиляцию, и горячей воды для водоснабжения здания. Размещается часто в подвальных помещениях. Для повышения надежности и культуры обслуживанияего следует располагать в помещениях первого
Схема индивидуального теплового пункта
1 — водонагреватели горячей воды (теплообменники) I и II ступеней; 2 — регулятор температуры; 3 — обратный клапан; 4 — циркуляционный наоос;
5 — водомер горячей воды; б — элеватор с регулируемой иглой; 7 — задвижка; 8 — водомер холодной воды
этажа здания с естеств. освещением. Сиете- миотопления зданий присоединяют в ИТП к тепловым сетямс помонщюсмеоит. установок — элеваторов, подмешивающих насосов, которые должны быть бесшумными, или через поверхностные теплообменные аппараты. Во всехузлах присоединения более высокая темп-ри теплоносителя, поступающего от источников теплоты системы теплоснабжения, снижается до требуемой деличины. Системы горячего водоснабжения подключаются через адонагревд- тели по схеме, определяемой в зависимости от опюшения расхода теплоты На горячее водоснабжение к расходу на отопление здания и наличия баков-аккумуляторов (см. Тепловые пункты). При открыты» системах теплоснабжения в ИТП для горячего водоснабжения устанавливают смесит, устройства. Системы вентиляции присоединяются до теплообменников или смесит, устройств горячего водоснабжения. На схеме показан ИТП при закрытой системе теплоснабжения. Водонагреватели горячего водоснабжения включены по смеш. схеме. I ступень работает на обратной воде. Задвижка пост, закрыта. II ступень водонагревателя работает на воде из подающей линии, подачей к- рой управляет регулятор темп-ры. Теплоноситель для системы вентиляции отбирается из подающей линии до регулятора II ступени. Подача теплоносителя в систему отопления осуществляется с помощью элеватора, к-рый оборудован иглой, управляемей регулятором отопления. Игла автоматически перемещается в проточной части сопла и изменяет проходное сечение. В связи с этим изменяется коэфф, подмешивания, а с ним темп-pa и кол-во поступающего в систему отопления теплоносителя. ИТП оборудуется грязевиками, расходомерами, манометрами и термометрами.
ИНЖЕКТОР (от франц, injecteur, от лат. injicio — вбрасываю) — см. Струйный насос.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ (ИАСУЦТ) — это АСУ цеитрализов. теплоснабжения, в к-рой объединены функцион., организац., технич., информац. и программно-ал- горитмич. структуры АСУ технология, процессами, диспетчерского управления и АСУ предприятием централизованного теплоснабжения. Преимуществом ИАСУЦТ является комплексный характер решаемых задач и наиболее рацион, использование технич. средств, интеллект. потенциала и трудовых ресурсов.
См. Автоматизированная система диспетчерского управления централизованным теплоснабжением (АС ДУ ЦТ), Автоматизированная система управления предприятием централизованного теплоснабжения, Автоматизированная система управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения, Автоматизированная система управления централизованным теплоснабжением.
ИНФИЛЬТРАЦИЯ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДЕНИЯ — 1) неорганизов. воздухообмен в здании или помещении, возникающий под действием ветровых и гравитац. сил или из-за дисбаланса приточно-вытяжной ' механич. вентиляции; 2) поток наружного воздуха, инфильтрующегося через неплотности наружных ограждений здания или помещения. Необходимость нагрева этого воздуха до темп-ры помещения обусловливает дополнит, теплопотери в холодное время года.
ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА — отрыв от Молекулы или атома газов, входящих в состав воздуха, одного из наружных валентных электронов. В результате этого первоначально нейтр. молекулы и атомы становятся положит, заряж., а образовавшийся свободный электрон, присоединяясь к одному из нейтр. атомоа, становится отрицательно заряж. Так попарно образуются первичные аэроионы. Под действием поляризац. сил к первично образовавшимся аэроионам присоединяется онредел. число нейтр. молекул газов, входящих в состав воздуха. В результате образуются комплексы молекул, получившие иазв. легкие аэроионы. Сталкиваясь с присутствующими в воздухе ядрами конденсации, они оседают на них и, отдавая свой заряд, образуют т.н. вторичные аэроионы — средние, тяжелые, ионы Ланжевена и сверхтяжелые. Важнейшими хар-ками аэроионов являются подвижность и заряд.
В зависимости от природы внеш, факторов различают естеств. и искусств. И.в. Источники первой: радиоактивные в-ва,
находящиеся в земной коре, воде, воздухе; космич. лучи; нейтронные потоки и ультрафиолетовое излучение; электрич. разряды в атмосфере; баллоэлектрич. эффект (дробление и распыление воды); трибоэ- лектрич. эффект (взаимное трение пылинок, частиц снега и т.п.). В приземном слое источники И.в. — радиоактивные в-ва и космич. лучи. Почти все породы, входящие в состав земной коры, содержат радиоактивные в-ва, излучения и эманации к-рых ионизируют воздух. Наряду с возникновением легких аэроионов происходит их непрерывное исчезновение. Факторами, определяющими их исчезновение, являются рекомбинация двух легких аэройонов разл. полярностей, адсорбция легких аэроионов разл. полярностей, адсорбция легких аэроинов на незаряж. ядрах конденсации и т.п. В зависимости от соотношения процессов ионизации и деионизации устанавливается определ. уровень И.в. Концентрация легких аэроионов обеих полярностей составляет для сельских р-нов 1 ОСЮ—1500 в 1 см3, доходя до 2000—2200 в 1 см3 в чистом горном воздухе и ряде курортных мест.
Уровень И.в. в помещениях зависит от уровня ионизации наружного воздуха и интенсивности воздухообмена. Осн. причина уменьшения концентрации легких аэроионов в помещениях — поглощение их в процессе дыхания людей; интенсивность этого процесса прямо пропорциональна кол-ву этих аэроионов. Большое влияние на уровень И.в., особенно в помещениях с малой кратностью воздухообмена, оказывают материал строит, конструкций и отделочные материалы. Присутствующие в них следы радиоактивных примесей служат источниками т.н. "внутр, ионообразо- вания", способного существенно увеличить уровень И.в. в помещениях. Вентиляционные системы и системы кондиционирования воздуха оказывают существ, влияние на концентрацию легких аэроионов. Воздух, проходя через фильтры, воздуховоды, др. конструктивные элементы систем, теряет до 80% легких аэроионов. Уровень И.в. в помещениях, концентрация легких аэроионов, особенно отриц., концентрация тяжелых аэроионои и соотношение концентраций тяжелых и легких ионов — важнейшие показатели сан.-гигиенич. состояния воздуха, определяющие его свежесть и биологич. полноценность. Русский ученый АЛ.Чижевский (1897— 1964) экспериментально доказал, что присутствие в воздухе повыш. концентраций легких отрицат. аэроионов оказывает положит, влияние на самочувствие человека, тоща как увеличение концентраций тяжелых аэроионов в помещениях, особенно при большом кол-ве людей в них,
является причиной ощущения духоты. Установлено, что легкие аэроионы оказывают влияние на физ. -хим. свойства воздуха, сообщая электрич. заряд молекулам кислорода и озож, усиливая т.о. их биологич. активность. Для обеспечения в помещениях повыш. концентрации легкихотрицат. аэроионад
АЛ.Чижевский в конце 20-х it. впервые предложил электроэффлювиальный способ И.в. и изготовил первый аппарат — электроэффлювиальную люстру.'
Искусств. И.в. осуществляется спец, устройствами, получившими назв. аэрожжизаторы. В зависимости от физ. явления, используемого в аэроионизаторе для продуцирования аэроионов, различают след, их типы: электроэффлювиальный, радиоизотопный, термоионный, пидродинамич., фотоэлектрич. В соответствии с размерами обслуживаемой зоны аэроионизаторы подразделяют на местные и общие, а от назначения и варианта расположения —- на стационарные и переносные. По своему устройству, принципу действия и технич. хар-кам аэроионизаторы бывают регулируемые и нерегулируемые, . униполярные (генерирующие ионы одного знака) или биполярные (генерирующие ионы обоих знаков одновременно).
Для создания благоприятного аэроионного режима в помещениях, изучения физиология, действия аэроионад и аэроионотерапии создано большое число разл. аэроионизаторов, в т.ч. наиболее совершен. — биполярных аэроионизаторов с системой обратной связи.
ИОНООБМЕННОЕ ОБЕССОЛИВАНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД — последо- ват. фильтрование воды через гранулиров. Н-катиониты и ОН-аниониты, представляющие собой полимерные нерастворимые в воде к-ты и основания. Эта технология наиболее экономична по сравнению с другими при исходном солесодер- жании обрабатываемой воды до 1—1,5 г/л. При фильтровании воды через катионит раствор, в воде соли превращаются в соответствующие кислоты: [Кат] Н + NaCI[Кат] Na + НС1; 2[KaT]H+MgSO4 ■♦ [KaT]2Ng + H2SO4; 2[Кат]Н + Са( НСОз)2-* [ Кат]гСа + +2СОз +2НгО.
При фильтровании воды через анионит происходит сорбция анионов сильных к-т:
[Ан] ОН + НС1 -* [Ан]С1 + НгО;
2[Ан]ОН + Нг8О4-* [Ah]2SO4 + 2H2O.
После истощения емкости поглощения Н-катионитовые фильтры регенерируют раствором к-ты:
2[KaT]Na + H2SO4 -* 2[Кат]Н + №гЗО4, а анионитовые фильтры — раствором щелочи:
[AH]2SO4+2NaOH -* 2 [Ан] ОН + Na2SO4.
Отмытые от продуктов регенерации ионитовые фильтры снова включаются в. работу для обессоливания след, порций воды. Существующие ионообменные материалы делятся на три большие группы: органич., неорганич. и минерально-неор- ганич. В практике водоподготовки применяют в осн. органич. ионообменные смолы, полученные искусств, путем. Иониты по свойствам можно разделить на три класса: со свойствами сильных к-т или оснований, обменная емкость к-рых постоянна в широком диапазоне pH среды; со свойствами слабых к-т или оснований, емкость их макс, только при определ. значении pH среды — высоком для катионитов и низком для анионитов; проявляющие свойства смеси сильной и слабой к-т или оснований. Слабокислотные и слабоосновные иониты при оптим. pH среды имеют повыш. обменную емкость, позволяют осуществлять процесс регенерации расходом реагента, близким к стехиометрическому, но не способны к удалению из обрабатываемой воды катионов и анионов слабых оснований и к-т. Сильнокислотные и сильноосновные иониты эффективно удаляют из воды все ионы. Ниже дана краткая хар-ка наиболее распростр. отечеств, ионитов, применяемых для обессоливания воды.
Катионит КУ-2-8 имеет1 гелевую структуру, является" монофункцион. сильнокислотным сополимеризац. катионитом, обладает высокой хим. стойкостью к щелочам, к-там, окислителям, а также высокой механич. и термич. (до 120°С) прочностью, сохраняет обменную емкость при pH ™ 1...14. Практически не отравляется органич. соединениями, легко регенерируется растворами солей и к-т. Полная статич. обменная емкость этого катионита —1,8 мг-экв/см3.
Катионит КБ-4 — сополимеризац. слабокислотный монофункцион. карбоксильный катионит гелевой структуры достаточно устойчив к растворам щелочей, к-т и окислителей, имеет высокую термостойкость (до 150°С), обладает высокой селективностью к 2- и 3-зарядным катионам. Его полная статич. обменная емкость 3—5 мг-экв/см3; диапазон рабочих значений pH при обессоливании воды — 7,4—14.
Анионит АВ-17-8 — сополимеризац. сильноосновный монофункцион. анионит гелевой структуры, недостаточно устойчив к действию высоких (более 90°С) темп-p. При 18—20°С устойчив к действию разбавл. к-т, щелочей и окислителей. Полная статич. обменная емкость анионита — 1,15 мг-экв/см3, диапазон рабочих значений pH обрабатываемой воды — 1—14.
Анионит АН-31 — поликонденсац.
Дврстуиеичатая екема обеотолнваиня
1 — Н-катионитовые фильтры I ступени; 2 — ОН- анионитовые фильтры 1 ступени; 3 — Н-катионитовые фильтры II ступени; 4 — декарбониэатор; 5 — вентилятор; б —- промажут, резервуар; 7 — наоос; 8— ОН-анионитовые фильтры II ступени
слабоосновный, полифуикцион. Устойчив к разбавл. растворам к-т и щелочей, в растворах окислителей его обменная емкость снижается даже при комнатной темп-ре. Его полная статич. обменная емкость — 2,6 мг-экв/см3; диапазон рабочих значений pH обрабатываемой воды — 1 -—6,5.
В зависимости от требований к качеству обессол. воды ее обработка может пройзводиться в одну или неск. ступеней. При одноступенчатом обессоливании со- лесодержание обработанной воды может быть снижено до 2—20, при двухступенчатом — до 0,1—0,5, при трехступенчатом — до 0,05—0,1 мг/л. Одноступенчатая схема, как правило, не предусматривает снижения содержания кремния в обрабатываемой воде, двухступенчатая позволяет уменьшить содержание крем- некислоты до 0,1, трехступенчатая — до 0,02 мг/л. Н-катионитовые фильтры I ступени ' загружают сильнокислотным катионитом, а ОН-анионитовые — слабоосновным анионитом. II ступень обессоливания служит для устранения из обрабатываемой воды катионов Na+ и анионов ЗЮз2" и СОз2". Поэтому Н-катионитовые фильтры II ступени загружают сильнокислотным катионитом, а ОН- анионитовые — сильноосновным анионитом.
В зависимости от качества исходной воды схема И.о.п.в. может иметь сооружения предварит, очистки. При этом рекомендуется на ионитовые фильтры подавать воду с содержанием взвешенных в-в не более 8 мг/л, цветностью не менее 30° с перманганатной окисляемостью до 7 мгО/л. Разработано множество конструкций ионообменных установок, к-рые условно можно разделить на две группы: установки периодич. действия и установки непрерывного и полунепрерывного действия. На установках периодич. действия все технологии, операции проводят в одном фильтре последовательно. Различают фильтры со сплошным и взвешенным слоем, с противоточной регенерацией, однослойные и многослойные, однопоточные и многопоточные. Известны такжё намывные фильтры и фильтры сме
шанного действия, к-рые загружают смесью анионита и катионита и применяют в основном на последней ступени обессоливания. Установки периодич. действия просты ио конструкции, для их обслуживания не требуется квалифициров. персонала. К их недостаткам относятся значит. (Льем загружаемого ионита, повышенный расход реагентов на регенерацию, необходимость большого числа коммуникаций с запорной арматурой. Установки непрерывного и полунепрерывного действия состоят из неск. фильтров, в каждом из к-рых проводится. только' один процесс с непрерывно или периодически циркулирующим ионитом. Размеры фильтров выбирают такими, чтобы в процессе участвовал весь ионит. В результате этого объем загружаемого ионита в установках этой группы сокращается в 2—15 раз по сравнению с его объемом в установках периодич. действия. Получило распространение также ступенчато-противоточное ионирование, предусматривающее пропускание обрабатываемой воды вначале через предварит, включенный, затем через основной ионитовый, напр. Н-катионитовый, фильтр. Регенераций таких фильтров, производится в обратном порядке: один и тот же регенерац. раствор вначале пропускают через осн. фильтр, затем через предварит. включенный. Регенерацию ОН- анионитовых фильтров II ступени производят большим избытком раствора щелочи. Поэтому очень часто обработ. регенерац. растворы этих фильтров применяют для регенерации ОН- анионитовых фильтров I ступени.
ИРРЕГУЛЯРНЫЙ РЕЖИМ — нач. стадия нагрева или охлаждения тел, характеризуемая неупорядоченностью изменения темп-рного поля. И.р. обусловлен влиянием нач. распределения темп-р (начального условия). В начале переходного процесса теплопередачи темп-рное поле внутри тела остается невозмущенным, за исключением поверхностного слоя толщиной 5 а — у/ах (тепловой пограничный слой), где а — коэфф.темп- ропроводности, нпс\ z— время, с. Размер тела U на этой стадии обычно намного превышает -толщину За и практически не влияет на процессы в пограничном слое. Решение упрощается, если на этой стадии вместо обычно используемой относит, ко-
Стадии переходного теплового процесса /—иррегулярный режим; II— регулярный режимСтадии переходного теплового процесса /—иррегулярный режим; II— регулярный режимординаты х/к воспользоваться отношением х/да, что равноценно переходу к модели полуогранич. пространства [см. Непрерывный нагрев (охлаждение) тел]. При этом толщину теплового пограничного слоя <За принимают равной 3,1 Vaz — при драничных условиях I рода и 3,2/дх — II рода.
Стадии переходного теплового процесса /—иррегулярный режим; II— регулярный режим
Стадии переходного теплового процесса /—иррегулярный режим; II— регулярный режим
ИСКУССТВЕННОЕ ТОПЛИВО — горючие в-ва, получаемые из органич. сырья (твердого, жидкого и газообразного) либо путем его целенаправл. переработки, либо в виде побочного продукта, образуемого параллельно с осн. продуктом технологич. процесса. И.т. подразделяют на композиц., синтетич. и горючие отходы. Композиц. топливо получают путем смешения неск. видов топлива или топлива с др. горючими и негорючими компонентами. К нему относят эмульсии, суспензии, гранулы и брикеты. Эмульсии — равномерные смеси двух и более взаимно нерастворимых жидкостей, из к-рых одна является жидким топливом. Распространение получили водомазутные эмульсии, содержащие 10—20% воды. Использование таких эмульсий, особенно с применением обводи, мазутов, существенно улучшает процесс их горения, снижает образование сажи и др. вредных выбросов с продуктами сгорания. Удельная теплота сгорания водомазутных эмульсий — 30—38 МДж/кг. Суспензии — равномерная смесь мелких твердых частиц в жидкой среде. Размер твердых частиц 0—0,2 мм. В качестве топлива применяют .водоугольные суспензии — механич. смеси угля с водой. Уд. теплота их сгорания — 8—16 МДж/кг. Эти суспензии обладают высокой стабильностью при хранении; транспортируют их как жидкое топливо. Мазутоугольные суспензии — механич. смеси мелких угольных частиц (до 0,04 мм) с мазутом. Смеси не стабильны, поэтому при их использовании необходимо вводить стабилизирующие присадки. Присадкой может служить вода (до 15% к массе сус-
пензии). Уд. теплота сгорания водомазутоугольной суспензии — 25—30 МДж/кг, мазутоугольной — 35—-38 МДж/кг. Последние применяют для частичной замены жидкого топлива и уменьшения вредных в-в, выбрасываемых с продуктами сгорания. Композиц. твердым топливом являются брикеты и гранулы. Брикеты — механич. смесь угольной или торфяной мелочи со связующими в-вами (как правило, нефтяного происхождения, напр. с нефтебитумом), стрессов. под давлением до 100 МПа. Брикеты являются относительно малозольным (10—25%) сортиров, топливом с теплотой сгорания от 17—18 (буроугольные брикеты) до 20— 30 МДж/кг (каменноугольные). Гранулы изготовляют на вращающихся тарельчатых грануляторах из смеси бурой и каменноугольной мелочи (размером до 0,25 мм) и водного раствора органич. жидких отходов целлюлозного произ-ва. Диаметр гранул определяется требованиями, предъявляемыми к топливу для слоевого сжигания, и составляет 12—35 мм. Влажность гранул 20—30%, уд. теплота сгорания 18 Мдж/кг. Для повышения прочности гранулы подвергают термин, обработке при темп-ре до 250°С. Синтетич. топливо получают в результате термохим. и хим. переработки горючих ископаемых. Исходный материал — уголь. Продукты его термохимич, переработки путем скоростного пиролиза при темп-ре до 590°С состоят: 15% из горючего газа с уд. теплотой сгорания 14,5—16,5 МДж/м3, 15% жидких углеводородов с уд. теплотой сгорания 36—38 МДж/кг и 70% полукокса с выходом летучих в-в 10,7 % и уд. теплотой сгорания 27—28,5 МДж/кг. Полукокс — синтетич. твердое топливо, используемое в топках котлов ТЭЦ и ТЭС с пылевидным сжиганием, а также как исходное сырье для брикетов и гранул. Жидкие продукты термохим. разложения угля содержат ценные хим. соединения и могут использоваться для дальнейшей хим. переработки. Горючий газ — высококачеств. топливо, в т.ч. для произ-ва тепловой энергии. Окусковывание угольной мелочи без применения связующих в-в осуществляется в процессе термобрикетирования — кратковременного нагрева угля до 350—440°С (в зависимости от степени углефикации угля) с последующим брикетированием нагретой угольной массы под давлением 40—75 МПа. Уд. теплота сгорания термобрикетов из бурых углей 29— ЗОМДж/кг. .
Горюфие отходы пром, и с.-х. произ- ва, бытового потребления, а также гор. мусор являются энергетич. ресурсами. Из них получают И.т. путем механич. или термохйм. переработки. Отличит, особен- ность первичных горючих отходов — их нестабильность по "составу и забал- ластированность негорючими компонен
тами (стеклом, металлом и др.). Горючие отходы делят на жидкие и твердые. Первые — отработ. масла, обмывочные жидкости с большим содержанием органич. в-в, жидкие органич. соединения хим. произ-в и т.п. Их используют как топливо, когда применение в качестве хим. сырья нецелесообразно. Жидкие горючие отходы могут быть использованы самостоятельно, если их уд. теплота сгорания выше 6—8 МДж/кг, совместно с др. видами топлива, имеющими большую уд. теплоту сгорания, а также в качестве дисперс. среды в топливных эмульсиях и суспензиях. Твердые .горючие отходы перед использованием подвергают обработке. Из гор. мусора извлекают стекло и металл, измельчают растит, органич. отходы и т.п. Подготовл. для сжигания гор. мусор влажностью 29 и зольностью 21 % имеет уд. теплоту сгорания 11 МДж/кг, сухие с.-х. отходы (солома и др.) — 14— 16, древесные отходы — 19—22 МДж/кг. Возможно совместное сжигание твердых отходов с осн. топливом в котлах крупных котельных и ТЭЦ.
ИСПАРИТЕЛЬ — теплообменный аппарат для испарения жидкостей. В теплоэнергетике И. предназначен для выработки дистиллята, восполняющего потери конденсата и пара. По конструкции/ различают И. горизонтальные паротрубные, в к-рых греющий пар проходит внутри труб, а испаряемая вода омывает трубы снаружи, и более совершенные вертикальные водотрубные. Они обогреваются первичным паром, проходящим в межтрубном пространстве греющей секции. Испаряемая' предварит, умягч. питательная вода проходит внутри труб. ’ Образующаяся внутри них пароводяная эмульсия выходит в верхнюю часть водяного объема корпуса И. Вторичный пар, выделяющийся из эмульсии, удаляется через сепарирующие устройства и верхний штуцер, корпуса, а отселариров. частицы воды опускаются по кольцевому пространству вокруг камеры. Для получения чистого пара необходимы: поддержание оптим. парового напряжения зеркала испарения (устройства для надежной и рацион, сепарации влаги в паровом объеме И.); применение непрерывной продувки для отвода растворимых солей и ще- лочёй, чтобы поддержать допустимую их концентрацию в выпариваемой воде. И. бывают одно-, двух- и многоступенчатые. С целью повышения произ-сти группу И. (2 и более) соединяют последоват. по пару ипитат. воде, образуя испарительную установку. Существуют также И., согреваемые дымовыми газами, уходящими из котлоагрегатов. Получаемый в таких И. пар может быть использован для восполнения потерь конденсата и для теплоснаб-: жения. Питат. вода И. (после деаэрации)
Вертикальный водотрубный испаритель
1 — выход вторичного пара; 2 — сепаратор; 3 — дренаж сепаратора; 4 —- греющая секция; 5 — опора; 6 — растопочная паровая линия; 7 — нижний лаз; 8—подвод питательной воды; 9—отвод конденсата; 10—водоуказательное стекло для конденсата; 11 — распределительная перегородка; 12 — вход греющего пара; 13 — предохранительный клапан
должна соответствовать по качеству питат. воде котлов давлением до 4 МПа, работающих на твердом топливе, а качество дистиллята И. удовлетворять нормам: концентрация соединений натрия в пересчете на Na — не более 100 мкг/кг, свободной уг- лек-ты — не более 2 мг/кг.
ИСПАРИТЕЛЬ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ — теплообменный аппарат, в к- ром за счет циркуляции теплоносителя происходит интенсивное испарение сжиж. газа. И.с.г. применяют: в пром, и коммунально-бытовых установках; в установках по смешению паров сжиж. газов с воздухом; на станциях приема, хранения и распределения сжиж. газов в качестве аппарата, обеспеч. перемещение жидкостных и паровых потоков. И.с.г. разделяют на два вида — прямого и непрямого подогрева. К первым относятся аппараты, в к- рых сжиж. газ получает теплоту через стенку непосредственно от рорячего теплоносителя (змеевиковые, трубчатые, оросит, и огневые И.с.г.). К аппаратам второго вида относятся аппараты, в к-рых сжиж. газ получает теплоту через стенку от промежуточного газа или жидкости, (Согреваемых горячим теплоносителем, — огневой И.с.г. с водяной ванной с промежуточным теплоносителем азотом или гелием и электрич. И.с.г. с промежуточным теплоносителем азотом.
Змеевиковый И.с.г. с расчетной испарит, способностью 100 кг/ч и темп- рой теплоносителя 80°С представляет со-
Малогабаритный испархтель сжиженных газов
бой цилиндрич. вертик. сосуд, внутри к- рого вмонтированы змеевик из труб диаметром 27x3 мм и поплавок с выходным клапаном. В днище И.с.г. имеется трубка с накидной гайкой для входа сжиж. газов. Крышка крепится к корпусу с помощью фланца и снабжена клапаном для выхода паров сжиж. газов и плавким предохранителем для предотвращения взрыва испарителя в случае пожара. Сжиж. газ из подземного резервуара поступает в И.с.г. через нижний входной патрубок, заполняя корпус. От соприкосновения со змеевиком, по к-ро^му циркулирует горячая вода темп-рой 80' С, сжиж. газ интенсивно испаряется, и его пары через выходной патрубок поступают к потребителю. При увеличении расхода газа давление его паров в И.с.г. повысится, rad заполнит большее число витков змеевика, и его испарение будет происходить более интенсивно. Испарит, способность И.с.г. возрастет. В случае резкого увеличения расхода газа сжиж. газ, продолжая заполнять И.с.г., поднимает поплавок, к-рый закроет клапан выходного патрубка и предохранит систему от заполнения ее жидкой фазой. Давление паров сжиж. газа возрастет, сжиж. газ стечет в подземный резервуар и оголит змеевик. Давление паров сжиж. газа в И.с.г. в любом случае не может быть выше давления паров в подземном резервуаре.
ИСПАРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА — установка, предназнач. для осуществления процессов испарения. Состоит из теплообменных аппаратов (испарителей) и вспомогат. оборудования (труб, насосов и др.) И.у. применяют в теплоэнергетике (установки для произ-ва дистиллята) , для опреснения воды (опреснители) и т.п. Повыш. потери конденсата — пара ТЭЦ (АТЭЦ) восполняют с помощью многоступенчатых испарителей. Ступени чаще включают последовательно по пару. 1 - я ступень питается отборным паром турбины; вторичный пар 1-й ступени служит греющим паром 2-й ступени, где и конденсируется, образуя дистиллят; вторичный пар 2-й ступени — греющим
паром 3-й ступени и т.д. Вторичный пар последней ступени отводится в конденсатор И.у., в к-ром подогревается конденсат турбины или др. низкотемп-рный поток воды. Чем больше число ступеней И.у., тем больше готового дистиллята она дает и тем большие потери конденсата могут быть восполнены.
ИСПАРИТЕЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА — способ обработки приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Различают И.о.в. прямое, косв. и двухступенчатое (прямое и косв.). Прямое И.о.в. основано на изоэнтальпийном процессе и используется в кондиционерах в холодное время года; в теплое время оно возможно лишь при отсутствии или не- значит. влаговыделениях в помещении и низком влагосодержании наружного воздуха. Неск. расширяет границы его применения байпасирование камеры орошения. Прямое И.о.в. целесообразно в условиях сухого и жаркого климата в приточной системе вентиляции.
К о с в. И.о.в. осуществляется в поверхностных воздухоохладителях. Для охлаждения воды, циркулирующей в поверхностном теплообменнике, используют вспомогат. контактный аппарат (градирню). Для косв. И.о.в. можно использовать аппараты совмещ. типа, в к- рых теплообменник выполняет одновременно обе функции — нагрев и охлаждение. Такие аппараты аналогичны воздушным рекуперативным теплообменникам. По одной группе каналов проходит охлаждаемый воздух, внутр, поверхность второй группы орошается водой, стекающей в поддон, а затем вновь разбрызгиваемой. При контакте с проходящим во второй группе каналов выбросным воздухом происходит испарит, охлаждение воды, в результате чего воздух в первой группе каналов охлаждается. Косв. И.о.в. позволяет снизить произ-сть системы кондиционирования воздуха по сравнению с ее произ-стью при прямом И.о.в. и расширяет возможности использования этого принципа, т.к. влагосодер- жание приточного воздуха во втором случае меньше. '
При двухступенчатом И.о.в. используют последоват.' косв. и прямое И.о.в. в кондиционере. При этом установку для косв. И.о.в. дополняют оросительной форсуночной камерой, работающей в режиме прямого испарит, охлаждения. Типовые оросит, форсуночные камеры используют в системах И.о.в. как градирни. Помимо одноступенчатого косв. И.о.в. возможно многоступенчатое, в к- ром осуществляется более глубокое охлаждение воздуха, — это т.н. бескомп- рессорная система кондиционирования воздуха.
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ — устройства, служащие приводами для регулирующих клапанов. По виду используемой энергии они могут быть электрич., гидравлич., мано- метрич. Среди электрич. И.м наибольшее распространение получили однооборотные пост, скорости. Включаются они через пусковые устройства (пускатели, усилители), к к-рым поступают командные импульсы от электронных авто- йатич. регуляторов с релейно-импульсным выходом. В состав электрич. И.м. обычно входят асинхронный двигатель, редуктор, концевые и путевые выключатели, датчики положения, тормозное ус-' тройство, ручной привод. Электрич. И.м. выпускают как отд. изделие или поставляют в сочлененном виде с регулирующим клапаном как единое изделие. Как отд. изделие выпускают однооборотные электрич. И.м. типов МЭО, МЭОК, МЭОБ (механизм электрич. однооборотный), к-рые сочленяются своими рычагами на выходном валу через тяги с рычагами регулирующих клапанов, заслонок, затворов. В И.м. типа МЭО электродвигатель однофазный или трехфазный, типов МЭОК (контактный) и МЭОБ (бесконтактный) — трехфазные. Электрич. И.м. типа МЭО (номин. момент на выходном валу 16——630 Н'м) рассчитан на бесконтактное управление с помощью магнитных усилителей или реверсивного тиристорного пускателя и допускает контактное управление с помощью магнитных пускателей. Электрич. И.м. типа МЭОК-4 (номин. момент 250— 630 Н'м) рассчитан на контактное управление с помощью пускателя, а типа МЭОБ — на бесконтактное управление с помощью тиристорного пускателя.
И.м. гидравлич. типа применяют как приводы регулирующих клапанов типа РК-1 или клапанов универе, гидравлич. регуляторов типа УРРД, УРРД-М. Гидравлич. И.м. состоят из мембранного гидропривода, в верхнюю и нижнюю полости к-рого подаются командные импульсы давления от регулирующих приборов (напр., от реле давления типа РД-За или датчика темп-ры типа ТМП). При подаче одного командного импульса давления воздействие на гидравлич. И.м. будет односторонним (применяется при регулировании давления, темп-ры), а при подаче обоих импульсов давления воздействие на гидравлич. И.м. будет двухсторонним (применяется при регулировании расхода, перепада давления). Манометрич. И.м, преимущественно сильфонного типа применяют как приводы регуляторов прямого действия, напр., регуляторов темп-p типа РТ (см. Регуляторы давления и расхода, Регулятор температуры).
. iкДж/ке. iкДж/ке-«-ЗкДж^»*)-«-ЗкДж^»*)Цикл паросиловой установки на i—S-дижграммс (а) и принципиальная схема ТЭЦ (б)1—2 (1—2к) — адиабатное теплопадетае на лопатках турбины до давления в отборе (до давления в конденсаторе); 2—3 — линия конденсации; 3—4 — сжатие в насосе; 4—5—6 — парообразование в котле; 6—1 — перегрев пара; К — котел; пароперегреватель; Т — турбина; ЭГ — электрогенератор; ТП — теплофикационный водоподо!реватель; СВ — сетевая" вода; ОВ — охлаждающая вода; КОН — конденсатор; КН, ПН — конденсатный и питательный насосыЦикл паросиловой установки на i—S-дижграммс (а) и принципиальная схема ТЭЦ (б)1—2 (1—2к) — адиабатное теплопадетае на лопатках турбины до давления в отборе (до давления в конденсаторе); 2—3 — линия конденсации; 3—4 — сжатие в насосе; 4—5—6 — парообразование в котле; 6—1 — перегрев пара; К — котел; пароперегреватель; Т — турбина; ЭГ — электрогенератор; ТП — теплофикационный водоподо!реватель; СВ — сетевая" вода; ОВ — охлаждающая вода; КОН — конденсатор; КН, ПН — конденсатный и питательный насосы
. i
кДж/ке
. i
кДж/ке
-«-ЗкДж^»*)
-«-ЗкДж^»*)
Цикл паросиловой установки на i—S-дижграммс (а) и принципиальная схема ТЭЦ (б)
1—2 (1—2к) — адиабатное теплопадетае на лопатках турбины до давления в отборе (до давления в конденсаторе); 2—3 — линия конденсации; 3—4 — сжатие в насосе; 4—5—6 — парообразование в котле; 6—1 — перегрев пара; К — котел; пароперегреватель; Т — турбина; ЭГ — электрогенератор; ТП — теплофикационный водоподо!реватель; СВ — сетевая" вода; ОВ — охлаждающая вода; КОН — конденсатор; КН, ПН — конденсатный и питательный насосы
Цикл паросиловой установки на i—S-дижграммс (а) и принципиальная схема ТЭЦ (б)
1—2 (1—2к) — адиабатное теплопадетае на лопатках турбины до давления в отборе (до давления в конденсаторе); 2—3 — линия конденсации; 3—4 — сжатие в насосе; 4—5—6 — парообразование в котле; 6—1 — перегрев пара; К — котел; пароперегреватель; Т — турбина; ЭГ — электрогенератор; ТП — теплофикационный водоподо!реватель; СВ — сетевая" вода; ОВ — охлаждающая вода; КОН — конденсатор; КН, ПН — конденсатный и питательный насосы
ИСПЫТАНИЕ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ —- проверка, вновь смонтиров. или действующей вентиляц. установки с целью выявления возможных дефектов монтаж® или отклонений при длит, эксплуатации. Перед пусковыми испытаниями проверяют: соответствие проекту; правильность установки оборудования, изготовления и монтажа воздуховодов, каналов, вентиляц. камер, шахт и др. устройств; прочность креплений вентиляц. оборудования, воздуховодов; наличие ограждений у ременных передач и др.; правильность установки жалюзийных решеток, клапанов герметич. дверей и наличие фиксирующих приспособлений, обеспечивающих их норм, работу; выполнение предусмотр. проектом мероприятий по борьбе с шумом и вибрацией. При Идя. проверяют соответствие подачи вентилятора проектным данным, выявляют неплотности в воздуховодах, определяют соответствие проектным данным объемов воздуха, проходящего через воздухораспределители и воздухозаборные устройства, а также равномерность прогрева калориферов и распыления воды форсунками. Особое внимание обращают на соответствие проектным данным темп-p и влажности подаваемого в помещение воздуха.
ИСПЫТАНИЯ И НАЛАДКА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ — обязат. мероприятия, предшествующие сдаче вентиляционной системы после монтажа в эксплуатацию. Измерение объемных расходов воздуха, протекающего по отд. участкам системы, определение полного, статич. и динамич, давлений воздуха в характерных сечениях ответвлений и магистралей систем, определение темп- ры и влажности воздуха при обработке его в вентиляц, установке и в рабочей эоне обслуживаемых помещений, испытание вентиляторов, калориферов и фильтров проводят с помощью измерит, приборов. В их числе Пито трубка, микроманометр, анемометры для разных диапазонов измеряемой скорости, психрометр, термометры, расходомеры для воды, приборы и оборудование для пылевых испытаний и др. Для поверочного расчета при обработке результатов составляют тепловой и воздушный балансы не только помещения, но и отд. видов оборудования (калорифер, камера орошения и др.). По результатам испытаний системы разрабатывают план проведения наладочных работ, вычисляют динамику изменения расходов воздуха по отд. ответвлениям в процессе изменения аэродинамич. хар-к участков. После выведения вентиляц. системы на заданный расход воздуха регулируют работу оборудования для обработки воздуха. По окончании И.н.в.с. составляют паспорт каждой вентиляц. системы и инструкции по
регулированию (управлению), ими. Технич. паспорт вентиляц. установки (системы) включает: общие сведения, технич. хар-ки работы и результаты проверки гигиенич. эффективности, записи о конструктивных изменениях.
ИСТОЧНИК ТЕПЛОТЫ ПРИ ТЕПЛОНАСОСНОМ ОТОПЛЕНИИ — твердое, жидкое или газообразное в-во, обладающее большим запасом тепловой энергии, к-рая может быть извлечена и использована для отопления зданий с помощью испарителя теплового насоса. В качестве И.т.п.т.о. для теплового насоса используются окружающая среда" — наружный воздух, вода из открытого водоема (озера, реки, моря), грунтовые воды, сточные воды, грунт или среда, нагретая в коллекторе солнечной энергии. И.т.п.т.о. может стать дополнит., если он используется в дополнение к системе солнечного отопления. В этом случае И.т.п.т.о. работает на огранич. топливе или электроэнергии и предназначен для отопления здания в те периоды, когда солнечного излучения недостаточно для покрытия тепловой нагрузки отопления. В большинстве случаев мощность дополнит. И.т.п.т.о. выбирается в соответствии с расчетной тепловой нагрузкой отопления. Дополнит. И.т.п.т.о. может быть частью системы солнечного или геотермального отопления или отд. установкой типа котельной. . .
ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — комплексные технич. устройства, в к-рых первичная энергия превращается в энергию теплоносителя (воды или пара) с» требуемыми параметрами. В качестве первичной энергии в осн. используют органич. топливо, ядерную энергию, теплоту Земли и Солнца," вторичные энергетические ресурсы, низкопотенц. теплоту. Доля возобновляемых ' (альтернативных) источников энергии в теплоснабжении не превышает-10%, однако они перспективны. Источники теплоты цент- ‘ рализованных систем теплоснабжения в осн. работают на твердом, жидком котельном и газообразном'топливах. Децентрализованные системы теплоснабжения работают на твердом и частично на газообразном топливах. Централизация систем теплоснабжения достигает 70— 80%, осн. источниками теплоты являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и крупные котельные установки (тепловые станции). На базе ТЭЦ создана теплофикация — система централизов. теплоснабжения, позволяющая сократить расход топлива для выработки теплоты и электроэнергии на 20—25%. При теплофикац. цикле пар из пароперегревателя энергетич. котла поступает в турбину, где расширяется и отдает часть
своей энтальпии для выработки электроэнергии. На I—S-диаграмме проставлены параметры применительно к теплофикац. турбине Т-100-130/565. Пар входит в нее с давлением 13 МПа, темп-рой перегрева 565°С и энталы-зй й - 3525 кДж/кг.
После частичного расширения в турбине пар из регулируемого отбора с давлением 0,1 МПа, темп-рой 100°С и энтальпией for - 2613 кДж/кг поступает- в теплофикац. подогреватель, зде кон
денсируется и с энтальпией /кот" 419 кДж/кг забирается питательными насосами. Последние поднимают давление конденсата (практически без изменения темп-ры и энтальпии) до давления в котле и подают в него конденсат. В котле
и пароперегревателе конденсат превращается в перегретый пар за счет теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Из 1 кг пара на выработку электроэнергии расходуется Д/з = it — for = 3525 - 2613 = = 912кДж/кг, а на теплоснабжение — ' Д/тс= 2613 — 419= 2194кДж/кг.
Электроэнергия вырабатывается с потерями, к-рые учитываются с помощью коэфф.: j/oi — внутр, относит, кпд турбины (он использован при определении for* /1м “(й -h)$ioi, 6?oi-0,83);f?aM — электроне-
Прмкцхпмжльная схема котельной со стальными водогрейным» котламн яры двухтрубной тепловой сети
1 — котлы; 2—рециркуляционный насос; 3—регулятор расхода; 4 — перемычка из обратной линии в подающую; 5—регулятор температуры; б—сетевой насос; 7—аппараты химводоочистки; 8 — подпиточный насос; 9 —- регулятор подпитки
Принципиальная схема АЭС с реакторами ВВЭР- 1 — реактор; 2 — парогенератор; 3 — паровая турбина; 4 — электрогенератор; 5 — конденсатор; б — насос; 7—подогреватель; 8 — защитный кожух
ханич. кпд турбогенератора, равный 0,98. Регенеративные подогреватели повышают кпд цикла примерно на 1,2. Следовательно, из 1 кг пара можно получить Эуд" - 912-0,98-1,2/3600 - 0,3 кВт-ч/кг электроэнергии.
Для выработки электрич. мощности турбины 100 МВт необходим расход пара D-1004О3/О,3 ■ 333 т/ч. При этом расходе пара на теплоснабжение будет подано теплоты Qt.c™ 2194-3334О3 “ 730 кДж/ч - -203 МВт.
Затрач. топливо условно распределяется пропорционально теплоте, израсходован. на получение электроэнергии, и на теплоснабжение. Общий расход теплоты в паре равен Q£ - (3525 — 419)3334 03" -1034 ГДж/ч. Из них на выработку электроэнергии идет 912*333 ~ 304 ГДж/ч, на теплоснабжение 730 ГДж/ч. Одному ГДж соответствует 34,1 кг условного топлива или с учетом кпд котельной установки 1/ку= 34,4/»/к.у. Следовательно, расход топлива на выработку электрич. мощности в 100 МВт составит 304-34,1/0,9" "11 518 кг/ч. Уд. расход топлива ^г" -11 5184О3/1ОО4О3“ 115 г/кВт-ч. Общий расход топлива на выработку 100 МВт.ч
электроэнергии и 203 МВт-ч теплоты на теплоснабжение равен 39 178 кг.
При раздельной выработке электроэнергии на конденсац. электростанции (КЭС) конденсац. способом и теплоты в котельной расходы топлива будут больше. Параметры пара перед турбиной те же, а в конденсаторе давление 0,0042 МПа, темп- ра 30°С, энтальпия пара и конденсата 2020 и 126кДж/кг. 1 кг пара отдает теплоту (в адиабатном процессе) Д 1э ■■ 3525 — 2020 - - 1505 кДж/кг и вырабатывает электроэнергии Эуд ■ 15050,83*0,984,1/36СЮ* -0,37 кВт-ч/кг (здесь 1,1 учитывает регенеративный подогрев). Расход пара составит 100-103/0,37 " 270 т/ч. Расход теплоты в паре <2 - (3525 - 126) 2704О3 ~ "917 ГДж/ч, в условном топливе 917-34,1/0,9 - 34 ТОО кг/ч. Уд. расход топлива в конденсац. цикле 6к" -34 7004 О3/1004 О3 - 347 г/кВтч, что в три раза больше, чем в теплофикац. цикле. Расход топлива на теплоснабжение останется тот же (пренебрегая разницей в кпд котельных). Общий расход составит 34 700 + 27 660 - 62 360 кг вместо 39 178 кг в теплофикац. цикле. Следовательно, при выработке 100 МВт-ч электроэнергии в 203 МВт-ч теплоты на теплоснабжение экономия топлива составляет 62 360 — 39 178 - 23 182 кг. В действительности экономия топлива будет меньше, т.к. в течение года на ТЭЦ часть электроэнергии вырабатывается по конденсац. циклу из-за сезонногосокращения нагрузки на теплоснабжение. Средний уд. расход условного топлива на ТЭЦ около 260, а на КЭС — 360 г/кВт-ч. Такая разница приводит к существ, экономии топлива при теплофикации.
Паровые турбины для ТЭЦ по нач. параметрам пара перед ними бываютнизко- го (до 4 МПа), среднего (4—6 МПа), высокого (9—13 МПа) и сверхкритического (24 МПа) давлений. Темп-pa перегрева пара—до 565°С. Турбины небольшой мощ- ности (до 25 МВт) имеют низкие и средние параметры, средней мощности (25— 50 МВт) — высокие параметры, большей мощности (а 100 МВт) — высокие и сверхкритич. параметры. Для удовлетворения жилищно-коммун. нагрузок применяют теплофикац. турбины типа Т и про- мышленно-теплофикац. типа ПТ, выполняемые с конденсатором и регулируемым отбором пара. Противодавленч. турбины типа Р вырабатывают энергию только комбиниров. способом, поэтому их используют для покрытия пост, тепловых нагрузок, обычно технологич. нагрузок пром, предприятий. На ТЭЦ осн. тепловая нагрузка в течение года обеспечивается паром из отборов турбин, к-рый нагревает воду в теплообменных аппаратах теплоподготовительной установки до 20°С. Нагрев воды до более высокой темп-ры снижает
экономичность теплофикации, т.к. с повышением давления в отборах сокращается выработка электроэнергии. Отношение теплофикац. мощности осн. подогревателей, получающих пар из отборов турбин, к общей тепловой мощности ТЭЦ (включая мощность пиковых котлов) ваз. коэфф, теплофикации. Он определяется экономия, расчетами и составляет 0,5—0,7.
В больших системах теплоснабжения широко используют котельные установки мощностью 1 ОО—500 МВт. Они могут работать совместно с ТЭЦ. Котельные установки используют как самостоят. источники в локальных системах теплоснабжения или при совместной работе неск. котельных на общую сеть. Для централиз. теплоснабжения помимо крупных р-ных котельных используют квартальные и групповые с нагрузкой 15—100 МВт, для теплоснабжения сельских и малых нас. пунктов — котельные мощностью до 15 МВт, децентрализов. домовые (местные) и поквартирные источники теплоты.
В отопит, котельных в большинстве случаев устанавливают водогрейные котлы, но применяют и паровые котлы, приготовляя горячую воду для теплоснабжения в пароводяных подогревателях.
На схеме показана водогрейная котельная со стальными котлами для двухтрубной тепловой сети* Теплота топлива, сжигаемого в топках котлов, передается циркулирующей в системе теплоснабжения воде и нагревает ее до 150°С. После котлов часть воды рециркуляц. насосами подается в обратную линию для подогрева поступающей в котлы воды, чтобы ее темп-pa была выше темп-ры точки росы отходящих газов. В этом случае не будет конденсации водяных паров из газов и исключается коррозия поверхностей нагрева. Рециокуляцию применяют также для того, чтобы поддерживать пост, расход воды через котлы, в противном случае возникают неравномерное распределение воды по трубкам котла, локальное вскипание ее и пережог трубок. Осн. расход воды поступает в подающую магистраль тепловой сети. Для снижения темп-ры и поддержания ее соответственно графику качеств, регулирования осуществляется подмешивание охлажд. воды по перемычке из обратной линии. Кол-вом подмешиваемой воды управляет регулятор, устанавливая темп-ру горячей воды в зависимости от темп-ры наружного воздуха. Циркуляцию воды в системе теплоснабжения осуществляет насос. Подпитку системы хим. очищ. водой производит через регулятор подпиточный насос.
При использовании котельных установок в качестве И.т.с.т. экономич. ограничений на темп-ру воды в подающей линии нет, т.к. в данном случае не вырабатывается электроэнергия. Это открывает возможность для количеств, метода
регулирования подачи теплоты потребителям, когда в течение всего года поддерживается пост. макс, темп-ра. Этот метод можно применять при сплошной автоматизации систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения у потребителей. При количеств, регулировании уменьшаются диаметры теплопроводов, снижается площадь поверхности нагрева теплообменных аппаратов горячего водоснабжения и сокращается расход энергаи на перекачку теплоносителя. Кроме того, при поддержании в течение года высокой темп-ры в подающей линии снижается скорость наружной коррозии труб, увеличивается срок их службы и повышается надежность теплоснабжения. Однако повышение темп-ры теплоносителя увеличивает потери теплоты через трубопроводы.
Мощным источником для теплоснабжения городов и пром-сти является ядер- ная энергия, занявшая значит, место в энергоснабжении передовых стран мира. Так, во Франции 79% электроэнергии вырабатывается 'на АЭС, в Бельгии около 70%, в ФРГ более 40%. В странах СНГ на АЭС вырабатывалось более 10% всей электроэнергии. Чернобыльская катастрофа приостановил^ развитие атомной энергетики, привела к прекращению выработки электроэнергии на ряде АЭС. Очевидно, атомная энергетика будет создаваться на др. научных, инженерных, социальных и психологич. основах.
Под воздействием ударов нейтронов ядра атома урана расщепляются на 2—3 осколка с получением новых ядер и нейтронов. Процесс сопровождается выделением очень большого кол-ва энергии. Так, 1 кг разложившегося урана выделяет теплоты примерно в миллион раз больше, чем 1 кг природного газа. Выделившиеся при расщеплении нейтроны воздействуют на др. атомы урана и расщепляют их. Возникает процесс с возрастающей скоро стью, не зависящей от темп-ры, и способный приобрести цепной характер. Но нейтроны могут теряться непроизводительно, процесс может затормозиться и полностью прекратиться. Ввиду малых размеров встреча нейтронов и ядер маловероятна, поэтому нейтроны обладают большой проникающей способностью, легко проходя сквозь в-во. Во избежание торможения цепной реакции из-за потерь нейтронов в окружающую среду кол-во в-ва, участвующего в процессе, должно быть больше критической массы. Для этого реактор делают большим и активную зону окружают отражателями.
Способность урана к делению не одинакова у разл. изотопов. Атомы U238 могут делиться только под действием очень быстрых нейтронов, а атомы U235 — под воздействием как быстрых, так и медленных нейтронов, причем для их деления
наиболее эффективны медленные нейтроны, движущиеся с тепловыми скоростями. Снижение скорости нейтронов достигается с помощью замедлителей — чистого графита, тяжелой и простей воды. При движении в них нейтроны не захватываются, а быстро теряют скорость. Уран помещают в замедлитель небольшими порциями на нек-ром расстоянии одна от другой. Быстрые нейтроны вылетают в замедлитель, их скорость снижается до тепловой, и они поглощается ураном U23, расщепляя его. Выделившаяся энергия отводится из. реактора теплоносителем. Цепным процессом управляют с помощью стержней, выполн. из кадмия и бора, хорошо поглощающих нейтроны. Стержни-поглотители вводят в активную зону на разл. глубину, замедляя размножение нейтронов и уменьшая скорость цепного процесса.
В естеств. рудах содержание и235” 0,7%. В реакторах использую»слабообо- гащ. U23 — двуокись урана.
В мировой практике атомной энергетики наибольшее распространение получили воде-водяные энергетич. реакторы (ВВЭР) с электрич. мощностью 900— 1400 МВт (тепловая мощность больше в 3 раза). ВВЭР имеют толстостенный стальной корпус, заполн. обычной водой, к-рая выполняет функцию замедлителя и теплоносителя одновременно. Активная зона расположена внутри корпуса. Для предотвращения закипания вода находится под давлением. Вода как замедлитель обладает высокой эффективностью, поэтому у этих реакторов компактная топливная решетка. На отечественных АЭС построены реакторы ВВЭР-440 (электрич. мощность 440 МВт, тепловая — 1375 МВт), освоен ВВЭР-ИКЮ. Технологич. схема блока с ВВЭР-440 — двухконтурная с шестью петлями. Петля включает главный насос, парогенератор, задвижки, стальные трубопроводы, диаметром 500 мм. Второй контур имеет общепринятую схему. Принцип, схема АЭС с реакторами ВВЭР- 440 предусматривает возможность присоединения любого из шести парогенераторов к любой из двух турбин. Мощность турбин 2x220 - 440 МВт. Произ-сть одного парогенератора 425 т/ч. Давление пара перед турбиной 4,4 МПа. Реактор устанавливают в шахте. По радиусам вокруг нее располагают помещения циркуляц. петель со всем оборудованием. Помещения герметичны и отделены от других. Перегрузка топлива осуществляется I —2 раза в год. Длительность остановки реактора для перегрузки 7—8 суток. Ядсрное топливо в виде таблеток диаметром около 1 см и высотой 1,5 см собирается в колонку (200 штук) и загружается в тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) — пустотелый цилиндр, выполненный из циркония с 1 % ниобия. Длина ТВЭЛ примерно 3,5 м,
диаметр 1,36 см. ТВЭЛ собирают в кассеты и загружают в замедлитель реактора — воду, к-рая под давлением 12,5 МПа (ВВЭР-440) циркулирует через реактор и парогенератор, образуя первый контур. Второй контур включает парогенератор, где получается пар с давлением 4,4 МПа, и турбину. Пар расширяется на лопатках турбины, конденсируется в конденсаторе и насосом додается в парогенератор. На АТЭЦ пар расширяется в турбине частично и конденсируется в теплофикац. подогревателях, через к-рые циркулирует сетевая вода, образуя третий контур.
Для теплоснабжения можно использовать след, атомные источники: конден- сац. АЭС с нерегулируемыми отборами пара, атомные котельные ACT, атомные теплоэлектроцентрали АТЭЦ. В странах СНГ накоплен нек-рый опыт использования АЭС для теплоснабжения строит, площадок и пос. при АЭС.
Осн. источники теплоты цент- рализов. систем теплоснабжения — паротурбинные ТЭЦ и котельные установки — работают на органич. топливе. В р-нах, обеспеченных природным газом, целесообразно применение на ТЭЦ газовых турбин и парогазовых установок, но для практич. применения таких установок требуются дальнейшие научно-инж. разработки.
ИСТОЧНИКИ ХОЛОДА ДЛЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — элементы систем кондиционирования воздуха, обеспечивающие возможность охлаждения обрабатываемого воздуха. Эти источники разделяют на естеств., искусств, и испарительного охлаждения, воздуха. К естеств. источникам относятся прежде всего артезианские скважины, допускающие прямое использование артезианской воды в контактных аппаратах, если она имеет питьевые качества; в противном случае артезианскую воду подают в поверхностные воздухоохладители. Для повышения эффективности использования этой воды применяют охлаждение водой и машинное охлаждение. Затраты на сооружение скважин не всегда ниже затрат на установку холодильных машин, кроме того, необходимость соблюдения требований экологич. безопасности и увеличение дефицита питьевой воды ограничивают использование артезианских скважин для технич. нужд. Естеств. источником холода для установок кондиционирования воздуха малой мощности может служить тающий лед. Намораживаемый за зиму в местностях с умеренным климатом ледяной бурт толщиной до 3 м укрывают матами и слоем опилок либо намораживают лед в спец, льдогенераторе. В теплый период года лед орошают тепл, водой из кондиционера, в к-рый насосом подается охлажденная
и растаявшая вода из поддона хранилища или льдогенераторе. Для охлаждения воздуха помещений в климатич. зонах с существ. суточной амплитудой темп-ры используют "ночной холод". Наружным воздухом с относительно низкой темп-рой ночью охлаждаются строит, конструкции или спец, емкие аккумулирующие устройства, в к-рых днем охлаждают более теплый наружный воздух.
Искусств, источники холода используют в холодильных машинах,"потребляющих электрич. или тепловую энергию. Наибольшее , распространение для кондиционирования воздуха получили парокомпресс. холодильные машины, работающие по холодильному циклу с изменением агрегатного состояния холодильного агента при подводе и отводе теплоты. В холодильных машинах абсорбционных . для выработки холода используется тепловая энергия, что позволяет утилизировать низкопотенц. и возобновляемую тепловую энергию. В холодильных машинах воздушных рабочим в-вом служит воздух, к-рый может подаваться непосредственно в помещение. Эффективность получения холода в этих машинах ниже, чем в компресс, и абсорбц. Для выработки искусств, холода используются также термоэлектрич. аппараты, выполняемые из батарей полупроводниковых элементов. Их применяют в кондиционерах и воздухоохладителях.
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ — в-ва или природные носители * энергии, потенциал к-рых достаточен для преобразования в др. виды энергии для последующего целенаправл. использования. Все И.э. условно делят на первичные и вторичные. Первичные И.э. созданы природными процессами. К ним относятся ископаемое горючее (органич. и неор- ганич.), расщепляющееся топливо, терм, воды, энергия Солнца, ветра, рек, морей и океанов. Они могут быть невозобновля- ющимися и возобновляющимися. К нево- зобновляющимся относят уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф и ископаемые расщепляющиеся в-ва — уран, торий; к возобновляющимся — продукты непрерывной деятельности Солнца и природных процессов на поверхности Земли: ветер, водные ресурсы, растит, продукты. Практически неисчерпаемыми первичными И.э. служат терм, воды, Солнце, ветер и в-ва, к-рые могут быть источниками термоядерной энергии. Эне
ргетич. ресурсы — природные носители энергии, образовавшиеся в результате геология. развития Земли и природных процессов. Аналогично И.э. их делят на возобновляющиеся и невозобновляющиеся. Отличит, особенность невозобновля- ющихся энергетич. ресурсов — их высокий энергетич. потенциал и относит, доступность извлечения. Поэтому использование ресурсов данной группы достигает 90%, большую ее часть составляют ископаемые горючие в-ва — органич. топливо. Наибольшие энергетич. ресурсы органич. топлива сосредоточены в угле. Геологич. ресурсов нефти в мире в 20—30 раз меньше, чем угля. Ее месторождения разведаны значительно полнее. В мире имеются также большие запасы т.н. нетрадиц. ресурсов нефти, для извлечения к-рой нужны новые технологии. К ним относятся битуминозные пески, нефтенотные сланцы, а также уголь, к-рый может использоваться как сырье в произ-ве синтетич. нефти. Геологич. ресурсы такой нефти в 2—3 раза больше ресурсов традиц. нефти. Перспективные источники добычи нефти — глубоководные морские и арктич. месторождения. Развед. запасы урана ограничены. Расширению ресурсов урановых руд и др. изотопов урана для произ-ва тепловой энергии способствует использование на атомных станциях реакторов на быстрых нейтронах вместо реакторов на тепловых нейтронах. Возобновляющиеся энергетич. ресурсы способны ежегодно восстанавливаться. Одним из видов этих ресурсов является гидроэнергия рек, в настоящее время используется только 16% ее мирового потенциала. Другой вид возобновляющихся энергетич. ресурсов — биотопливо. Самый крупный энергетич. ресурс Земли — солнечная энергия. До 43% общей солнечной радиации преобразуется в тепловую энергию с энергетич. ресурсом около 2,4 млн ЭДж в год, что значит, превышает развед. ресурсы органич. и ядерного топлива. Коев, видами солнечной энергии являются энергия ветра и волн и теплота океана. Геотерм, энергетич. ресурсы являются низкопотенц., огромные запасы позволяют считать их неисчерпаемыми. ■ Сконцентрированы они вдоль изуч. ге- офизич. поясов, занимающих около 10% поверхности Земли. В России для теплоснабжения много лет работают геотерм, установки в Ставропольском и Красиодар- скрм краях. Камчатской обл. и др.
• Эффективность использования энер
горесурсов характеризуется степенью преобразования их энергетич. потенциала в конечную продукцию или в конечные виды энергии, полезно используемые. Уровень использования энергетич. ресурсов зависит от степени извлечения их при добыче, от сохранения добытого топлива при его первичной переработке (напр., обогащении), транспортировке и хранении, от степени преобразования первичных энергетич. ресурсов в нужный вид энергии (тепловую, механич., электрич.), а также от степени полезного использования конечного вида энергии. В основе традиционных процессов добычи, переработки и использования энергетич. ресурсов лежат простота их добычи и небольшие затраты труда. Это обстоятельство, а также невысокий уровень развития техники обусловливают сохранение низких значений коэфф, извлечения топлива, %: для месторождений нефти — не выше 30—40, газа — 80, угля — 40 и ниже. Выработка дешевых месторождений топлива, необходимость разработки труднодоступных его запасов и связ. с этим повышение стоимости добычи обусловили необходимость внедрения новых технологий добычи топлива. Для повышения степени извлечения нефти до 40—45% и , выше применяют закачивание в нефтяной пласт водяного пара, газов с высокой темп- рой и химич. реагентов, понижающих вязкость нефти; для увеличения объемов добычи газа — закачивание жидкостей, вытесняющих газ, и др. способы.
Использование ряда первичных И.э. сдерживалось либо сложностью преобразования их энергии в тепловую (напр., расщепляющиеся в-ва), либо относительно низким их энергетич. потенциалом, что требовало больших затрат на получение тепловой энергии необходимого потенциала (напр., использование солнечной энергии, энергии ветра и др.). Мировое развитие научно-производств. потенциала позволило получать тепловую энергию из ранее не разрабатывающихся первичных И.э.
Вторичные И.э. — в-ва, обладающие энергетич. потенциалом и являющиеся побочными продуктами деятельности человека. К ним относятся отработ. горючие органич, в-ва, гор. отходы, горячий отработ. теплоноситель (газ, вода, пар),нагретые вентиляц. выбросы, отходы с.-х. произ-ва и др.
КАВИТАЦИЯ (от лат. cavitas — пустота) —- нарушение сплошности внутри жидкости, т.е. образование в капельной жидкости полостей, заполн. газом, паром или их смесью (т.н. кавитац. пузырьков, или каверн). Возникает в результате местного уменьшения давления ниже критич. значения (для реальной жидкости оно приблизительно равно давлению насыщ. пара этой жидкости при данной темп-ре). В случае понижения давления вследствие местного повышения скорости в напорном потоке капельной жидкости К. наз. гидродинамич.; в случае понижения давления вследствие прохождения в жидкости акустич. волн—акустич. К. Неблагоприятно отражается на работе насосов, гидротурбин (вибрация, снижение кпд, разрушение рабочих органов).
КАЛАЧ — изогнутый под углом 180° отрезок теплопровода в системе отопления, предназнач. для соединения двух параллельно располож. труб (с изменением направления движения теплоносителя на противоположное).
КАЛОРИФЕР (от лат. calor — тепло, (его— несу), воздухонагреватель, воздухоподогреватель— теплообменный аппарат для нагревания проходящего через него воздуха. Воздухоподогреватели (ВП) широко применяют в котельных установках ТЭС и пром, предприятий, в пром, печных агрегатах, в системах воздушного отопления, приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. В качестве теплоносителя используют горячие газообразные продукты сгорания (в котельных и печных установках), водяной пар, горячую воду или электроэнергию (в системах отопления и вентиляции). По принципу действия ВП разделяют на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных теплообмен между теплоносителем и нагреваемым воздухом происходит непрерывно через разделяющие их стенки поверхностей нагрева, в регенеративных — попеременно нагреванием и охлаждением насадок (металлич. или керамич.) неподвижных или
вращающихся. По виду применяемого материала рекуперативные ВП подразделяют на чугунные, стальные и неметаллич., а по конструктивному оформлению — на пластинчатые и трубчатые. У чугунных толщина теплопередающей поверхности обычно равна 6 мм, у стальных — 0,5— 2 мм. Поверхность нагрева чугунных ВП обычно состоит из горизонт., овальных с внутр, и наружной сторон оребренных (для увеличении площади поверхности) чугунных труб. Продукты сгорания проходят между трубами, воздух — внутри труб. В последние годы чугунные ВП в котлост- роении практически не применяют из-за громоздкости,.большой массы, хрупкости. Их преимущество т- стойкость против коррозии и жаростойкость. Стальные ВП подразделяют на пластинчатые и трубчатые. Пластинчатые состоят из системы вертик. (протекают продукты сгорания) и горизонт, (протекает воздух) каналов. Из- за недостатков (неравномерность темп- рного поля по всей поверхности листов и, как следствие, коробление, разрыв сварных швов и др.) пластинчатые ВП. не используют. В котлостроении наиболее распространены трубчатые ВП. Они состоит из пучка парами труб., располож. в шахматном порядке, присоедин. к трубным доскам (верхней и нижней) и вместе образующих секцию или "куб". В вертик. ВП газ движется внутри труб, воздух — в межтрубном пространстве, в горизонт. ВП -- наоборот. Снаружи ВП имеет плотные стенки и воздухоперепускные короба. По уровню нагрева воздуха все ВП делят на низкотемп-рные (150—200°С), средне- темп-рные (200~350°С), высокотемп- рные (350—450°С) и радиац. (450— 700°С). В зависимости от кол-ва нагреваемого воздуха, требуемой темп-ры и площади поверхности трубчатые ВП имеют разл. компоновку. Нагрев воздуха до 200— 250°С достигается в одноходовом, 350— 4О0°С в двухходовом или двухъярусном многоходовом ВП, выполняемом обычно в рассечку с водяным экономайзером. При увеличении числа ходов растет скорость воздуха. Применение труб малого диаметра (менее 25 мм) привело к созданию малогабаритного ВП. При этом для сохранения прежней скорости ' воздуха увеличивают кол-во труб. В 1980-х гг. нашли применение обращенные ВП, в к- рых продукты сгорания проходят межтрубное пространство, а нагреваемый воздух — внутри труб. Преимущество их инструкции — в выносе трубных досок из зоны обогрева, недостаток — в высокой по сравнению с традиц. загрязненности золой. Из нетрадиц. конструкций ВП (при необходимости нагрева воздуха до темп- ры 400°С и выше) применяют: змеевиковые ВП из плоских и спиральных змеевиков, преимущества к-рых в компактности при относит, большой длине труб;
радиац. панельные ВП, располагаемые в топке или др. зоне высоких темп-р.
Для защиты от низкотемп-рной серно-кислой коррозии и для низкотемп- рных поверхностей нагрева котла используют ВП со стекл. трубами (СВП), в к-рых воздух проходит внутри труб длиной 1— 3 м, а продукты сгорания — в межтрубном пространстве. Расположение труб в пучке — шахматное и коридорное вертик. и горизонт. Концы стекл. труб закреплены в металлич. трубных досках.
В котлах большой произ-сти широко применяются регенеративные ВП. Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель (РВП) состоит из цилиндрич. ротора, медленно вращающегося вокруг вертик. оси, и патрубков, через к-рые к ротору подводятся и отводятся дымовые газы и воздух. Преимущества РВП по сравнению с трубчатыми ВП состоят в меньших затратах металла, возможности использования неметаллич. антикорроз. поверхностей нагрева (керамич. блоки, эмалиров. листы стали, стекл. и керамич. шарики и т.п.) без ухудшения теплообмена, меньшей высоте, простоте обдувки и промывки поверхности нагрева от золовых отложений, недостатки — в наличии вращающихся элементов и системы водяного охлаждения ротора и подшипников, сложности уплотнений и увеличении притока воздуха в газовый поток (от 10 до 20%).
В вентиляционных системах, воздушном отоплении и системе кондиционирования воздуха для нагревания наружного и рециркуляц. воздуха широко используют поверхностные рекуперативные К., к-рые делятся на две группы — обогреваемые горячей водой или паром и использующие электрич. энергию. К. первой группы состоят из теплообменной поверхности, трубных решеток, двух крышек, выполняющих роль распределит, и сборного коллекторов, и съемных боковых щитов. В каждой крышке для присоединения К. к тепловой сети имеются один или два штуцера, к-рые располагаются с одной стороны для "водяных" К. и с двух сторон для "паровых". Осн. отличит, особенностью К. второй группы (электрокалориферы серии СФО) является использование в качестве теплообм. поверхности трубчатых электронагревателей (ТЭН), прикрепляемых к трубной решетке, к-рая является корпусом клеммной коробки К. По схеме движения воды или пара К. могут быть одноходовыми (теплоноситель движется только в одном направлении) и многоходовыми. К., обогреваемые водой, бывают многоходовыми или одноходовыми, а обогреваемые паром —- только одноходовыми.
Теплообменная поверхность К. состоит из пучка оребр. круглых или плоскоовальных трубок, располож. в коридорном или шахматном порядке относит.
потока воздуха. Оребрение трубок бывает спиральное (металлич. лента, обвивающая трубку) и пластинчатое (металлич. пластины, насаж. на одну или неск. трубок) . К. для вентиляции и кондиционирования воздуха изготовляются из стали (КВС, КВБ) и цветных металлов (КсКЗ, КсК4). К. одинаковых фронтальных по проходу воздуха сечений подразделяются на 5 моделей: самую малую (один ряд трубок по ходу движения воздуха), малую (два рада трубок), среднюю (три ряда трубок), большую (четыре ряда трубок) и самую большую (пять рядов трубок). В зависимости от присоединит, размеров и площади теплообмен, поверхности К. каждой модели подразделяются на 12 номеров — с 1 по 12. Отечеств, пром- сть выпускает К. средней и большой модели — с 6 по 12. Буквы и цифры условного обозначения К., напр. КВСБ-10ПУЗ, означают: К — калорифер, В — водяной (а следовательно, многоходовый), С — средняя модель, Б — модернизация, 10 — номер, П — тип оребрения (пластинчатое), У — климатическое исполнение (для умеренного климата), 3 — категория размещения.
Теилообм. установка может состоять из одного или неск. К., соедин. между собой относительно" движения воздуха паралл., последоват. или паралл.-после- доват. Присоединение К. к трубопроводам теплоносителя (обвязка трубами калориферной установки) может быть также паралл. (вода и пар высокого давления), последоват. (вода и пар низкого давления) и паралл.-последоват. Обвязка выполняется при скорости движения воды темп- рой 70—90°С около 0,15—0,3 м/с. Расчет калориферной установки состоит в выборе модели и номера К., схемы соединения их между собой по воздуху и теплоносителю, расчете теплообм. поверхности и числа К., определения гидравлич. и аэродинамич. сопротивлений калориферной установки.
Для поквартирного воздушного отопления жилых или с.-х. помещений используют газовые К. — отопительные приборы малой теплоемкости пром, изготовления. Исполняются они в виде агрегатов, укомплектов. необходимыми узлами и приборами, а также спец, автоматикой для безопасного использования газа и регулирования процесса его сжигания. Газовые К. в большинстве своем — приборы непрерывного действия, работающие на природном газе. Имеются разные конструкции газовых отопит, приборов в зависимости: от отапливаемой площади — от 15 (газовый конвектор ГК-1М) до 90 м2 (газовоздушный К. МГП-8) теплопроиз-стью 1,6—9,6 кВт; от способа отвода продуктов сгорания — с отводом их в дымоход [газовоздушный К. "Огонек", ГК-1М, АОГ-5 (4004)] и без спец, дымоходов, т.е. снабж. стенным каналом, через к-
рый удаляются продукты сгорания. Кпд аппаратов — не менее 80%. Для отопления животновода. ферм применяются газовые К. ГВП-1М, 350,500сномия. тепловой мощностью соответственно 116, 407, 581 кВт, обеспечивающие распределит. или сосредоточ. (струей) подачу нагретого воздуха в помещение, их кпд -— 85%. Осн. элементы газового К.: корпус, нагреват. камера (камера сгорания с теплообменником), дымоотводящий патрубок, канал для подвода воздуха, газовая горелка, запальное устройство, электромагнитный клапан, термоблок. От ветра и косых атм. осадков на каналах для подвода воздуха устанавливаются спец, щитки. В газовых. К- используют эжекционные горелки низкого давления (Рном -1300 Па). -Автоматика безопасности, отключающая подачу газа при погасании горелки, обычно состоит из электромагнитного клапана, соединенного с термопарой или биме- таллич. пластиной. Автоматика регулирования изменяет подачу газа в зависимости от темп-ры воздуха в помещении. ■
КАМЕННЫЙ УГОЛЬ — твердое горючее полезное ископаемое растит, происхождения; разновидность ископаемых углей с более высоким содержанием углерода и большей плотностью, чем у бу- рогоугля. Плотная порода черного, иногда серо-черного цвета с блестящей, полума- товой или матовой поверхностью. К.у. содержит, %: углерода 75—97 и более, водорода 1,5—5,7, кислорода 1,5—15, серы 0,5—4, азота до 1,5, летучих в-в 45—2, влаги 4—14, золы 3—45. Низшая теплота сгорания рабочего состава — 20— 28 МДж/кг. На изменении качеств, определяемых по результатам термич. разложения угля (выход летучих в-в, характеристика нелетучего остатка), строится пром, классификация К.у. по маркам: длиннопламенные (Д), газовые (Г), газовые жирные (ГЖ), жирные (Ж), коксовые жирные (КЖ), коксовые (К), отощен- ные спекающиеся (ОС), тощие (Т), сла- боспекающиеся (СО, полуантрациты (ПА), антрациты (А). К.у. используется как бытовое и энергетич. топливо.
КАМЕРА ОРОШЕНИЯ — контактный тепломассообменный аппарат, предназнащ для термодинамической обработки воздуха. Наиболее распрост- ран. в отечеств, кондиционеростроении аппарат для политропич. охлаждения, увлажнения и осушки воздуха, а также увлажнения воздуха адиабатного. Обработка воздуха осуществляется при контакте его с капельками воды, разбрызгиваемой в дождевом пространстве. За счет распыления.’воды создается большая площадь контакта поверхности воды с воздухом. Так, распыление 1 кг воды на капли
диаметром 1 мм создает площадь контакта 6 м. Во внутр, объеме камеры, образуемом стенками и крышей, установлены 2—3 распределит, коллектора, к к-рым приварены вертик. стояки с закрепл. на них равномерно по высоте форсунками. Число распределит, коллекторов (рядов форсунок) определяется видом К.о. — одно-, двух- или трехрядная. Разбрызгиваемая вода подводится к форсункам под давлением; при этом вид форсунки и диаметр выпускного отверстия определяются размером капель, в значит, мере влияющим на эффективность процесса. Расположение форсунок (их плотность) обеспечивает орошение всего поперечного сечения К.о. Проходящий через дождевое пространство воздух вступает в контакт ст капельками воды. В зависимости от темп- ры разбрызгиваемой воды происходит тот или иной процесс обработки воздуха. Разбрызгиваемая водевили ее часть выпадает в поддон К.о., оборудованный вспомогат. устройствами, в т.ч. шаровым клапаном для подпитки из : водопровода и переливной воронкой для поддержания уровня воды в поддоне. Вода из поддона в зависимости от режима работы К.о. забирается и насосом подается в систему холодоснабжения кондиционера рдя охлаждения либо вновь подается на форсунки в режиме адиабатического увлажнения. Чтобы не засорить форсунки, вода из поддона проходит через фильтр. Поперечное сечение К.о. в нач. и конце ее походу воздуха полностью перекрыто пластинчатыми сепараторами, предназ- нач. для предотвращения уноса капель воды потоком воздуха за пределы К.о. Первый сепаратор на входе в К.о. выполняет роль направляющих пластин, выравнивающих воздушный поток по ее сечению. Для чистки поддона и К.о. предусмотрена сливная линия.
КАМЕРНАЯ ТОПКА — топка паровых и водогрейных котлов, выполи, в виде прямоугольной призматич. камеры, в к-рой топливо сгорает в струе воздуха (в факеле). В таких топках сжигают пылевидное твердое топливо под котлами паропроиз-стью 50—4000 т/ч и более, а также газообразное и жидкое котельное топливо — под котлами той же и меньшей произ-сти. Осн. эле- ментамиК.т. являются: собственнотопочная камера, лучевоспринимающие поверх- ностинагрева, горелки (илиамбразуры), устройства для приема шлака и его удаления. Топочная камера своей верхней частью примыкает к газоходу пароперегревателя, отделяясь от него рядами сильно разреж. котельных труб, паз. фестоном. В нижней части камеры находится золовая воронка, выполи, в виде опрокинутой усеч. пирамиды.Топочная камера—отдел.обму- ровкой котла от окружающей среды пространство, в к-ром происходит процесс го-
рения топлива. Обмуровка вертик. стен, потолочного перекрытия и эоловой воронки (или горизонт. пода) должна быть нетеплопроводной — для сведения к минимуму кол- ва теплоты, теряемой К.т. в окружающую среду, и плотной — для исключения подсоса в К.т. холодного воздуха извне или выбивания дымоаых газо^ при работе котла с наддувом.
Лучевоспринимающими поверхностями нагрева К.т. являются топочные экраны и фестон, а в котлах высокого давления — частично трубы пароперегревателя. Топочные водяные экраны предохраняют кладку камеры от износа и разрушения под действием высокой темп- ры факела и расплавл. шлаков, но в большей степени представляют собой эффективную поверхность нагрева, воспринимающую большое кол-во теплоты, излучаемой факелом. Распространены экраны из гладких труб. При сжигании трудно воспламеняющегося топлива типа антрацита возникает необходимость уменьшать тепловосприятие экранов в зоне горелок, чтобы улучшить условия зажигания пыли. Для этого часть экранов на уровне горелок покрывают огнеупорным' материалом высотой 2—4 м (зажигат. пояс). Применяют топочные экраны из плавниковых труб. В этих экранах вдоль диаметрально противоположных образующих труб приваривают продольные ребра — плавники. В совокупности такие трубы образуют сплошную экранную поверхность с повыш. луче- воспринимающей способностью. К.т. экранируют с расчетом, чтобы темп-pa дымовых газов при выходе из них не превышала юмп-ру начала деформации золы и чтобы исключалась возможность шлакования труб фестона расплавл. золой. Темп-ру дымовых газов в конце К.т. принимают равной 1050—1150°С при сжигании углей и 950°С при сжигании сланцев и торфа.
В стенках топочной камеры или по углам в зависимости от паропроиз -сги котлоагрегата и др. факторов располагают горелки. Горючая смесь образуется в К.т. непосредственно на выходе из горелок.
. Пылеугольные топки бывают одно-, двух- и трехкамерными. В двухкамерных выделяют зоны горения, догорания и охлаждения, в трехкамерных — зоны догорания и охлаждения. По характеру движения и взаимодействия газовых потоков пылеугольные топки подразделяют на вихревые и факельные топки. При сжигании пылевидного топлива часть золы уносится из топки дымовыми газами в газоходы котла, остальная часть выпадает из факела в виде капель шлака. К.т. подразделяют на топки с твердым и жидким шлакоудалением. Первые представляют собой вертик. шахту, заканчивающуюся внизу холодной воронкой. Такие топки
Камфная топка с твердым (а) и жидким (б) шлакоудалением
1 — шлаковая холодная воронка; 2 и 8 — шлакоприемные устройства и ванна; 3 -— горловина; 4 и б — топки; 5 — горелка; 7 — под; 9 — летка
наз. открытыми. Пылеугольные топки с твердым шлакоудалением обычно применяют для сжигания топлива с большим и умеренным выходом летучих в-в при тугоплавкой золе и высокой влажности. Твердый шлак из К.т. удаляют через смывную.шахту, размещаемую под шлаковой холодной воронкой. Выпадающие из факела капли шлака, охладившись при проходе через холодную воронку, скапливаются на дне шлакоприемной шахты, откуда их периодически удаляют, смывая струей воды, подаваемой из особых сопел. Под крупными котлами устанавливают шлакоприемные устройства с непрерывным удалением шлака, сооружая под шлаковой шахтой заполн. водой ванну, из к-рой шлак удаляется металлич. конвейером. Под К.т. имеет небольшой уклон и утеплен. В его нижней части распо
Камера с двумя ответвлениями
1 — стальная труба — футляр; 2 — попутный дренаж; 3 — скобы; 4—лобовая опора; 5 — сальниковый компенсатор; 6 — люк; 7 — переход диаметров; 8 — воздушник; 9 — тепловая изоляция; 10 — дренажный приямок
ложена летка с выходным отверстием для выпуска шлака в шлакоприемное устройство, заполн. водой. Во избежание размыва края летки окантованы змеевиковым холодильником. В топках с жидким шлакоудалением благодаря более высокой темп-ре горения улучшается выгорание топлива, однако возрастают потери с физич. теплотой шлака. Осн. недостаток К.т. с жидким шлакоудалением — опасность застывания шлака при пониж. нагрузке котлоагрегата. К.т. с жидким шлакоудалением применяют в осн. при сжигании слабореактивных топлив с умеренными значениями темп-ры плавления золы (5 1300—1350°С), влажности (Жгй 20%) и зольности (Аг" 25%), а также при сжигании топлива с низкой темп-рой плавления золы, к-рая в К.т. с твердым шлакоудалением может вызвать шлакование. При жидком шлакоуда- лении улучшаются показатели топочных устройств, нормализуется удаление золы и интенсифицируется теплопередача в конвективных поверхностях нагрева, т.к. повышается скорость движения продуктов сгорания. Недостаток К.т. — низкое энерговыделение в топочной камере. См. также Топка мазутная, Шахтномельничная топка.
КАМЕРЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — сооружения на трассе теплопроводов для установки оборудования, требующего пост, осмотра и обслуживания в процессе эксплуатации. В К.т.с. расположены задвижки, сальниковые компенсаторы, ■ дренажные и воздушные устройства, кон- трольно-измерит. приборы и др. оборудование. Кроме того, в них обычно устанавливают ответвления к потребителям и неподвижные опоры. Переходы труб одно1 го диаметра к трубам др. диаметра также должны находиться в пределах К.т.с. Всем К.т.с., установл. по трассе тепловой сети,
.присваиваются эксплуатац. номера, к- рыми их обозначают на планах, схемах и пьезометрич. графиках. Размещаемое и камерах оборудование должно быть до- ступно’для обслуживания, что достигается обеспечением достаточных расстояний между оборудованием и стенками К.т.с. Высоту К.т.с. выбирают не менее 1,8—2 м. Их внутр, габариты зависят от числа и диаметра прокладываемых труб, размеров устанавливаемого оборудования и миним. расстояний между строит, конструкциями и оборудованием. К.т.с. строят из кирпича, монолитного бетона и железобетона. В торцевых стенах оставляют проемы для пропуска теплопроводов. Полы в К.т.с. выполняют из сборных железобет. плит или монолитными. Для стока воды дно делается с уклоном не менее 0,02 в сторону приемника, к-рый для удобства откачки воды из К.т.с. расположен под одним из стоков. Перекрытие может быть монолитным или из сборных железобет. плит, улож. на железобет. или металлич. балки. Для устройства люков в углах перекрытия укладывают плиты с отверстиями., В соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации число люков для К.т.с. предусматривается не менее двух при внутр, площади камер до 6 м2 и не менее четырех при площади ‘ более б м2. Для спуска обслуживающего персонала под люком устанавливают скобы, располагаемые в шахматном порядке с шагом по высоте не более 400 мм, или лестницы. В случае если габариты оборудования превышают размеры входных люков, предусматривают монтажные проемы, ширина к-рых равна наибольшему размеру арматуры, оборудования или • диаметра труб плюс 0,1 м (но не менее 0,7 м). Распространены индустриальные К.т.с. из сборного железобетона, на монтаж к-рых уходит меньше времени и сокращаются трудозатраты. Применяются также сборные конструкции прямоугольных К.т.с. со стенками из вертик. блоков, к-рые бывают двух типов: сплошные и с отверстиями прямоугольной формы для пропуска теплопроводов. При стр-ве тепловых сетей небольшого диаметра К.т.с. могут выполняться из круглых железобет. колец. Круглые плиты перекрытий имеют два отверстия для устройства смотровых люков.
На магистр, тепловых сетях диаметром 500 мм и более секционирующие задвижки с электроприводом устанавливают, как правило, в К.т.с., над к- рыми надстраиваются надземные сооружения в виде павильонов. Для ремонтных работ в павильонах предусматривают гру, зоподъемное оборудование. Для гидроизо- ляц. защиты наружные поверхности днища и стен К.т.с. при наличии высокого уровня грунтовых вод, несмотря на имеющийся попутный дренаж, покрывают
оклеенной гидроизоляцией из битумных рулонных материалов в несколько слоев, что определено проектом. В условиях повыш. требований водонепроницаемости, кроме наружной оклеечной гидроизоляции, применяют дополнит, штукатурную цементно-песчаную гидроизоляцию внутр, поверхности, наносимую при больших объемах работ методом торкретирования. ■
КАМИН — нетеплоемкая отопительная печь, представляющая собой открытую нишу в стене помещения с накл. задней и развернутыми боковыми станками, предназнач. для ускоренного обогревания помещения лучистой (в осн.) теплотой от сгорающего твердого топлива и нагретых стенок. К. способствует вентиляции помещения, но характеризуется низким кпд (0,15—0,2).
КАНАЛ (от лат. canalis — труба, желоб) — открытое искусственное русло в грунте с безнапорным движением воды. В зависимости от назначения К. используют для судоходства, энергетики, орошения, осушения, лесосплава, водоснабжения, рыбоводства и др. пром, и нар.-хоз. нужд. К. строят в разл. грунтовых условиях, при этом на местности их прокладывают в насыпи, выемке, полувыемке — полунасыпи. Осн. технич. хар-ками К. являются: класс сооружения; физико-механич. состав грунта, слагающего дно и откосы; форма и площадь поперечного сечения; уклон дна; заложение откоса; тип крепления дна и откосов и т.д. При строительстве К. следует учитывать последствия от подтопления близлежащих земель и необходимость защиты окружающей природной среды. Форма поперечного сечения К. может быть прямоугольной, треугольной, трапецеидальной, полукруглой. При этом площадь поперечного сечения К. можно принимать в широком диапазоне. Расход воды, пропускаемой через каналы, достигает 250 м3/с. При гидравлич. расчете предварительно назначают форму поперечного сечения, уклон дна и пропускную способность К., далее уточняют гидравлически наивыгоднейшую площадь поперечного сечения К. и проверяют принятую пропускную способность при заданном уклоне дна; при необходимости выясняют положение кривой свободной поверхности воды в К. При проектировании К. в земляном русле рассчитывают устойчивость откосов на размыв по неразмываемым скоростям. В большинстве случаев требуется расчет транспорта взвешенных и донных наносов по К. Кроме того, уточняют гидравлич. параметры К. с учетом ледяного покрова в зимний период, а также определяют потери воды из К. на фильтраций).
При необходимости на К. предус-
матривают противофильтрац. защитные мероприятия от размывающего волнового воздействия потока: кольматацию стенок и дна канала глинистыми растворами или различными эмульсиями; экраны из глины или полимерной пленки; защитные покрытия. При устройстве последних на откосах или по всему поперечному сечению К. обычно используют наброску (укладку) из каменного материала; железобет. (бетонные) плиты и блоки; асфоль- тобет. облицовки; различные гибкие крепления в виде матов и полотнищ; растит, покров и пр. облегч. крепления.
КАНАЛ-ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ, воздуховод нагретого воздуха — теплопровод для перемещения воздуха в системах воздушного отопления, отличающийся от воздуховодов вентиляции (см. Воздуховод равномерного всасывания воздуха и Воздуховод равномерной раздачи воздуха) наличием тепловой изоляции снаружи. К.в.о. могут иметь прямоугольное или круглое сечение, выполняться из листовой или кровельной стали, пластмасс, бетона и др. материалов. Вертик. К.в.о. устраивают в пустотах внутр, стен и междуэтажных перекрытий, в виде приставных у внутр, стен и перегородок. Горизонт. К.в.о., объединяющие ответвления к помещениям, выполняют подвесными или подшивными (в подвале или коридорах).
КАНАЛИЗАЦИОННАЯ СЕТЬ — основная часть системы канализации, включающая подземные трубопроводы, канализационные коллекторы, наземные каналы или лотки и сооружения на них для сбора и отведения сточных вод с территории нас. пункта или промышл. предприятия. .
КАНАЛИЗАЦИОННЫЙ КОЛЛЕКТОР — участок канализационной сети, собирающий сточные воды из бассейнов канализования и отводящий их к насосным станциям, очистным сооружениям или к месту выпуска в водоем.
' КАПИЛЛЯРНОЕ ВСАСЫВАНИЕ ВОДЫ — физ. процесс поглощения материалом воды при соприкосновении их поверхностей. При этом процессе вода движется в материале под действием капиллярных сил. В качестве х^р-ки К.в.в. иногда используют среднесуточную скорость капиллярного всасывания, к-рая представляет собой объем воды, всосанный единицей площади поверхности соприкосновения материала с водой за первые сутки процесса, отнесенный к единице времени. Однако наиболее распространены хар-ки К.в.в., основанные на законе "корня квадратного из времени". Согласно этому закону масса воды,
капиллярно всосанной единицей площади поверхности соприкосновения материала с поверхностью воды, пропорциональна корню квадратному из времени, прошедшего от начала процесса. Коэфф, пропорциональности носит назв. "коэфф, капиллярного всасывания". Этот закон может быть получен теоретически из рассмотрения К.в.в. модельным телом, сосг тавл. из паралл. цилиндрич. капилляров раЗл. радиуса. При эксперимент, исследованиях описанный закон чаще всего выполняется в течение нек-рого времени, однако затем характер процесса изменяется. Для ряда материалов закон "корня квадратного из времени" экспериментально не подтверждается. В этих случаях процесс может быть описан более общим ур-нием: М * Кхи, где М — кол-во жидкости, всосанной единицей поверхности тела, кг/м, К — коэфф, капиллярного всасывания, кг/ (м2'ч1/п); п —показатель степени. Наир., для ряда легких бетонов (азеритобетон, перлитополистиролбе- тон и т.д.) получено, что показатель га может составлять 0,3—0,5. Из ур-ния получается "мгновенная" скорость К.в.в. материалом: dM/dr = пК ^“М С" — ^V". Теоретически полученная темп-рная зависимость коэфф, капиллярного всасывания имеет вид: Kt - К2о(О,8 + ОДЮ1^5.
КАПЛЕУЛОВИТЕЛЬ, сепаратор — устройство для предотвращения уноса капель воды воздушным потоком. Представляет собой многократно изогнутые пластины, устанавливаемые на входе и выходе из камеры орошения. Сепарация капель происходит за счет многократного (до б раз) изменения направления движения воздуха в изгибах пластин. Капли воды оседают на лопастях К., затем стекают в поддон. Первый сепаратор, устанавливаемый на входе, выполняет роль выравнивающей поток решетки, равномерно распределяя скорость воздуха в поперечном сечении камеры орошения. На выходе из камеры орошения устанавливают второй К., пластины к-рого имеют большее, чем у первого, число изгибов. В ряде случаев предусматривают орошение К. холодной водой из спец, уста-
Каижмяриое вса- сывамее воды строительными материалами 1 — 4»енальио- резольным пенопластом ( р - ЮТгаУмг); 2 —- це- ментио-песчаным р-ром I р * Ш^мУмф; 3 — иорвазованным арболитом ( р »
ноил. форсунки, отчего возрастает площадь поверхности контакта воздуха с водой. Выполняют пластины из оцинюж или нержавеющей листовой стали.
КАПТАЖ (франц, captage, от лат. capto —- ловлю, хватаю) —■ сооружение для захвата подземных вод, выходящих на дневную поверхность земли. В природных условиях выходы подземных вод на поверхность проявляются в виде нисходящих и восходящих источников. Конструкцию К. выбирают в зависимости от гидрогеологач. условий выхода подземных вод на поверхность, строения места выхода, дебита источника, толщины слоя грунта, покрывающего водоносный пласт. При сосредоточенном выходе подземных вод на поверхность К. устраивают в виде камеры-колодца, располож. над выходом восходящего или перед выходом нисходящего источника. При рассредоточ. выходе подземных вод в виде отд. источников, отстоящих один от другого на расстоянии более 5 м, К. осуществляют раздельно со сбором воды в общую водосборную камеру. При рассеянном, но слабовыраженном выходе подземных вод на участке К. устраивают с помощью горизонт, трубчатых или галерейных водозаборов со сбором воды в общую емкость.
Нисходящие источники находятся обычно на склонах горных возвышенностей и долин оврагов, рек, балок. К. таких источников врезается в склон в расчете на прием воды через его нагорную стенку. Для этого в ней предусматривают отверстия. Между стенкой К. с водоприемными отверстиями и поверхностью водоносного пласта устраивают обратный фильтр, материал к-рого подбирают в зависимости' от граиуло- метрйч. состава пород водоносного пласта. При небольшой мощности последнего и близком залегании водоупора днище каптажной камеры заглубляют ниже подошвы Пласта на величину, позволяющую расположить расходную трубу и создать над ней необходимый напор для дальнейшей транспортировки. При большой мощности водоносного пласта и глубоком залегании водоупора К. по глубине вскрытия пласта может быть несовершенным, т.е. неполно
стью вскрывающим его толщу. Глубину устройства нижнего ряда водоприемных отверстий в стенке К. и заглубление его днища определяют из условий требуемой мощности К. с учетом дальнейшей транспортировки воды. При необходимости К. нисходящих источников сооружают с во- доулажливающими стенками-барражами, вдоль к-рых со стороны потока подземных вод выкладывают призму из фильтрующего материала, сопрягаемую с обратным фильтром К. .
На восходящих источниках прием ■оды осуществляется через дно каптажного устройства. Если восходящий источник выходит из водоносного пласта, представленного скальными трещиноватыми породами, то вода в К. пропускается через один слой фильтрующего материала — крупного гравия, гальки или щебня. При выходе восходящего источника из рыхлых водоносных пород, особенно из песков, вода в К. проходит через обратные фильтры, расположенные под его днищем, в расчете на исключение выноса из пласта мелких частиц породы. '
Каптажные камеры сооружают из сборного железобетона в открытых котлованах, а при глубоком залегании водоносного горизонт® (восходящие источники) — опускным способом. Для норм, работы К. необходимо: достаточно полно вскрывать выход источника по площади и глубине; предохранять источник от промерзания и попадания в него поверхностных загрязнений; предотвращать образование оползней, размывов'и обвалов в месте расположения К.; обеспечивать надежную вентиляцию К. Вода из К. подается потребителю самотеком или с помощью насосов, к-рые могут устанавливаться в каптажных камерах на К. малой мощности, в отд. здании у К. или у общей водосборной емкости, куда стекает вода из ряда К. Кроме железобет. каптажных камер применяют кирпичные и глиняно-каменные камеры.
Дебит К. на источниках (родниках) в том случае, когда используется только их естеств. расход, устанавливают на основе наблюдений за режимом подземных вод. В качестве расчетного принимают. расход источника той или иной обеспеченности (повторяемости). Если вода источника откачивается насосами с расходом, превышающим естеств. дебит, то расчет производят аналогично расчету дебита колосьев шахтных или водозаборов горизонтальных.
КАРКАС КОТЛА — пространств, металлич. конструкция, воспринимающая нагрузку от веса барабана и обмуровки котла, поверхностей нагрева и коллекторов, изоляции и обшивки, трубопроводов и коробов, помостов и лестниц обслуживания и передающая их на фунда -
мент. Различают К.к. с самостоят. фундаментом, не связ. со строит, конструкцией здания, и совмещ. с несущими конструкциями здания. Паровые и водогрейные котлы малой произ-сти устанавливают на раму или спец, стойки, а обмуровку, гарнитуру и др. детой крепят к обвязочному каркасу. Несущий К.к. обычно выполняют раздел, на части, относящиеся к топочному устройству и конвективным поверхностям нагрева. Металлоемкость К.к. составляет 20—40% полной металлоемкости котла, зависит от мощности агрегата, вида сжигаемого топлива, конструкции и компоновки котла. К.к. представляет собой жесткую рамную конструкцию из стандартных металлич. профилей, изготовл. из малоуглеродистой стали, гл. об., СтЗ. К.к. состоит из вертик. колонн, располагаемых по углам топочной камеры, и конвективного газохода, обвяз. поперечными балками, фермами и ригелями. К балкам и фермам крепятся барабаны, трубная система с коллекторами, обмуровка, площадки и лестницы. Ненаг- руж. ригели служат связями жесткости между колоннами.
На каркасы паровых и водогрейных котлов действуют след. осн. нагрузки: от веса агрегата; неравномерного расширения каркаса при его нагревании; от кратковрем. случайных сил, вызываемых землетрясением; от взрывов в топке или газоходах; от ветрового давления при открытой или полуоткрытой компоновке обйрудов^йия. Прочность и устойчивость К.к; обеспечиваются связями и горизонт, балками, жестко привар, к колоннам, а тЙ^ё' замечет забетонирования колонн в фундййей^е котла. Для агрегатов, работа- н5щйх в’ сейсмич. областях, предус
Каркас котельного агрегата
1 — мельничные шахты; 2 — колонна; 3 — барабан; 4 — коллекторы; 5 — площадки;
б — горизонт, балки
матривают спец, фермы и растяжки, связывающие каркасы соседних котлов. В агрегате небольшой паропроиз-сти колонны устанавливают только по углам топки и конвективной шахты. Колонны обычно выполняют из двух стальных швеллеров или двутавровых балок, жестко соединен, накладками из листовой стали; они передают на фундамент сосредоточ. нагрузки, достигающие 100 т и более. Во избежание чрезмерных уд. давлений на фундамент колонны снабжены опорными башмаками из листовой стали и угольниками. Нижняя плоскость башмаков рассчитана на допускаемое для материала фундамента напряжение сжатия и закреплена после выверки болтами или заделана в фундамент для увеличения жесткости колонн. Фундамент котла обычно не связывают с фундаментом здания, чтобы каждый из них имел независимую осадку. Для удобного и безопасного обслуживания котлов на К.к. крепят пост, площадки и лестницы с перилами высотой 1 м, со сплошной обшивкой перил в нижней части стальным листом высотой 100 мм. Ширину свободного прохода площадки для обслуживания контрольно-измерительных приборов, арматуры и др. работ принимают 800 мм. Лестницы должны иметь ширину не менее 600, высоту между ступенями до 200, ширину ступеней 80 мм. Площадки и лестницы изготовляют из листовой рифленой или полосовой стой с ячейкой 30x30 мм. Площадки состоят из металлич. рам, опирающихся на К.к. через укосины. Диаметр поручней 18—20 мм. Барабаны паровых котлов, коллекторы экранов, пароперегревателей и экономайзеров при нагреве удлиняются, поэтому для исключения больших темп-рных напряжений и
возможного разрушения опорных конструкций их устанавливают на спец. подвижные опоры, закрепл. на горизонт, балках, или подвешивают к балкам на стальных хомутах или шарнирных тягах. К.к. монтируют блоками, но на монтажную площадку их поставляют отд. элементами. Монтаж К.к. разделяют на 2 этапа: подготовит, работы, включающие проверку правильности размеров собр. блоков и готовности фундамента, подготовку такелажной оснастки и механизмов и их установку в соответствии с проектом; собственно монтаж К.к., включающий транспортирование блоков в зону действия гру- зопо/гьемного механизма, строповку блока и установку его в проектное положение, раскрепление блока, выверку его положения, установку балок и ригелей, соединяющих блоки К.к. между собой, сварку узлов и установку элементов, монтируемых россыпью. ,
' КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР .— аппарат для очистки газов и воздуха от вредных компонентов, к-рые при этом нейтрализуются или превращаются в соединения, легко удаляемые из газовой смеси. Участвующие в процессе катализаторы (в виде слоя), активизируя хим. реакцию, остаются неизменными. По способу взаимодействия газов с катализатором К.р. подразделяют на следующие: с фильтрующим слоем катализатора; со взвешенным (кипящим) слоем катализатора; с пылевидным слоем катализатора. В термокаталитич. реакторах в одном корпусе находятся слой катализатора и подог-
Каталитический реактор с фильтрующим слоем катализатора
а— в виде металлич. сеток, натянутых по ходу движения газа; б — трубчатый контактный аппарат; в— в виде твердых тел различной формы, располагаемых на горизонт, решетках; г — многослойный; д — с трубками-теплообменниками; е — с теплообменником
7 Заказ 4724
194 Квартирное отопление
Каталитический реактор для очистки отходящих газов от покрасочный камер в машиио- строенки
1 — катализатор; 2 — направляющие лопатки
Термоката лити-. ческий реактор .
I — рекуператор теплоты; 2— взрывная мембрана; 3 — коаксиальная корзина с катализатором; 4 — вихревой смеситель; 5 — го-
реватель. Реакторы используют для очистки газов от оксидов азота, диоксида серы, органич. в-в, оксида углерода. Очищаемые газы не должны содержать пыль и катализаторные яды.
КВАРТИРНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание отд. жилой квартиры. Распространено водяное К.о. (см. также Воздушное, Электрическое, Печное отопления'). Система водяного отопления жилой квартиры имеет обособл. источник
теплоты (теплогенератор) и связ. 6 ним теплопроайама отопительные приборы, располож. приблизительно на том же уровне, что и теплогенератор. Система К.о. работает, как правило, с естеств. (гравитац.) циркуляцией теплоносителя, но может включать циркуляционный насос. Гравитац. система для К.о. применяется уже более 100 лет. За этот период изменялись и совершенствовались теплогенераторы и их топливо, трубы и отопит, приборы, использовались разд. схемы систем, но принцип устройства оставался одним и тем же: для создания устойчивой циркуляции воды одна из
Каталитические реакторы с кипящим слоем катализатора а — со шнеком; б — с мешалкой; 1 — цилиндрич. часть реактора; 2 — мелкозернистый катализатор с диаметром частиц 0,5— 1,5 мм; 3 — верхняя часть реактора;-#— циклон; 5 — шнековое устройство для загрузки катализатора; б — газораспределит. решетка
магистралей системы, отопления прокладывалась под потолком отапливаемого помещений. Охлаждение воды в этой сравнительно высокорасполож. над теплогенератором магистрали и обеспечивает необходимое давление циркуляционное. Что же касается охлаждения воды в отопит, приборах, то центр ее охлаждения в них может оказаться не только не выше центра нагревания в теплогенераторе, но даже ниже его, что будет препятствовать естеств. циркуляции воды. Наиболее распространена двухтрубная система отопления, когда подающая магистраль размещается под потолком квартиры, обратная — у ее пола или в подпольном канале. Отопит, приборы —- радиаторы, присоединяются к трубам для движения воды в них сверху вниз. Применяется также горизонт, однотрубная система К.о., но и в этом случае одна из магистралей прокладывается под потолком.
Для вычисления естеств. циркуляц. давления в гравитац. системе К.о. необходимо знать темп-ру и плотность воды во всех ее точках. Т.о. при проектировании системы К.о. обязателен точный расчет теплопередачи через стенки труб для определения степени охлаждения протекающей в них воды. Наименьшее охлаждение ее, а следовательно, и меньшее естеств. циркуляц. давление получают в циркуляц. кольце через отопит, прибор, ближний к теплогенератору, вследствие
малой длины труб. Поэтому через такой отопит, прибор в отличие от потокораспре- деления в насосной системе может протекать меньшее кол-во воды, чем через приборы, удал, от теплогенератора. При расчете площади нагреват. поверхности каждого радиатора системы К.о. учитывают уже известную теплоотдачу труб, прокладываемых в помещении, и темп-ру воды при входе ее в отопит, прибор и выходе из него. В этом особенность теплового расчета приборов системы К.о.
Система1 К.о. может дополняться электрич. насосом для усиления циркуляции воды. Для этой цели предназначается спец, малошумный насос малой мощности, рассчит., напр., на подачу 5СЮ кг/ч воды при давлении 4 кПа. Насосная система К.о. делается горизонт, однотрубной или двухтрубной с нижней прокладкой обеих магистралей. Насосной также является горизонт, система К.о., в к-рую греющая вода подается от распределит, коллектора, находящегося, как и сборный коллектор, на площадке лестничной клетки многоэтажного жилого здания и ирисоедин., в свою очередь, к стояку для отопления всех прилегающих к этой лестнице квартир.
КЕРАМИЧЕСКАЯ НАСАДКА ИЗЛУЧАТЕЛЯ — объемный блок с цилиндрич. отверстиями для прохода горящей газовоздушной смеси, темп-ра поверхности к-рой при этом повышается до 850—900°С с целью лучистого отопления помещения.
КЛАПАН (от нем. Klappe — крышка, заслонка) — деталь или устройство для управления расходом воздуха, газа или пара в машинах и трубопроводах изменением площади проходного сечения.
В системах кондиционирования воздуха, как правило, используют воздушные К. с поворотными стрелками. Эти К. подразделяют: по назначению — на проходные, смесит, и распределит.; по характеру действия — на регулирующие и двух- позиц. (запорные); по конструкции — на параллельно-створчатые и непараллельно-створчатые. Параллельно-створчатые — приемные с утепл. створками предназначены для отключения каналов забора наружного воздуха после выключения кондиционера. Для предотвращения смерзания створки оборудуют электрич. подогревом, к-рый включается перед пуском кондиционера. Проходные К. устанавливают на смесит, камерах в местах присоединения к ним воздуховодов рециркуляции или непосредственно в воз- ' духоводах системы. Оси створок связаны общей тягой, присоединяемой к приводу — ручному, пневматич. или электрич. Пропорциональное регулирование расхо-. да, темп-ры и влажности воздуха воздуш-
Схемы дроссельных клапанов
а — односедельный мягкий; б — с дроссельной поверхностью окнообразной формы; в — двухседельный пробкообразный; г — двухседельный тарельчатый
Предохранительный запорный клапан ПКН (ПКВ)
— клапан; 2 — отверстие; 3 — рычаг, 4 — штифт; 5 — анкерный рычаг, 6 — штуцер; 7 — ударник; 8 — регулировочная втулка; 9 — пружина; 10 — шток;
— тарелка; 12 — крышка; 13 — мембрана; 14— штифт; 13 — коромысло; 16 — регулировочный винт; 17 — гайка; 18—малая пружина
ным К. связано с его хар-кой, к-рая в общем случае может быть произвольной (линейной, нелинейной).
В системе газоснабжения используют предохранит, запорные, предохранит, сбросные и регулирующие К.
Предохранительный запорный К. — устройство, к-рое прекращает подачу газа потребителям при вы
ходе контролируемого давления за уста- новл. верхний или нижний предел и открывается только вручную. К. типа ПКВ отличается от К. типа ПКН более сильной пружиной, наличием дополнит, диска, уменьшающего эффективную площадь мембраны, и отсутствием тарелки мембраны, что позволяет настраивать его на более высокие давления срабатывания, чем ПКН. Поступление газа прекращается при посадке К. на седло в вентильном корпусе, к-рый через промежуточный шток соединен с рычагом. Когда К. и соединенный с его штоком рычаг подняты, штифт рычага сцеплен с крючком анкерного рычага, в выступ к-рого упирается нижним концом ударник. Чтобы он удерживался в вертик. положении, его штифт сцепляется с выступом на конце коромысла. Это сцепление возможно только в том случае, если давление газа под мембраной находится в пределах настройки. Под мембранную полость К. через штуцер соединяют с контролируемой точкой на газопроводе после регулятора. Если под мембраной давление газа возрастает до значения, превышающего заданный предел, то усилие, передаваемое через мембрану на шток, превысит усилие, создаваемое пружиной. Шток вместе с левым концом коромысла поднимается, и штифт ударника выходит из зацепления с коромыслом. Падая, ударник поворачивает анкерный рычаг. Под действием веса груза рычага и др. движущихся частей К. перекрывает проход газа.
Предохранительныйсброс- н о й К. — устройство, предназнач. для поддержания давления газа в сети на заданном уровне путем удаления в атмосферу нек-рого объема газа из газопровода.
Предохранит, сбросные К. бывают пружинными, мембранными и жидкостными. В газорегуляторных пунктах применяют пружинные К. двух типов — малоподьемные и ткхлноподьемные. У первых открытие затвора происходит постепенно, и поэтому их наз. К. пропорцион, действия. Вторые при ©предел, превышении давления в газопроводе открываются полностью рывком. Малоподьемные пропорцион. К. используют в системах с практически несжимаемыми жидкостями, еде даже оченьлеболыпой сброс ведет к резкому снижению давления.
К. типа СППКЧР применяют на газопроводах среднего и высокого давлений. Этот полноподьемный К. с рычагом для контрольной продувки предназначен для сброса газа непосредственно в атмосферу или через сбросный трубопровод.
В газорегуляторных пунктах используют мембранные малоподьемные пропорциональные и полноподьемные двухпозиционные К. Наличие у этих клапанов дополнительно эластичной мембраны расширяет область их использования.
Предохранит, сбросной К. мембранный малоподъемный ПСК-50 в верхней части чугунного корпуса имеет вертик. патрубок " для присоединения сбросного трубопровода. Нижняя часть патрубка представляет собой седло, перекрываемое плунжером. При повышении давления газа в газопроводе сверх заданного мембрана вместе с плунжером опускается вниз, открывая проход газа в атмосферу.
Гидравлич. предохранитель работает как сбросное устройство пропорцион.. действия. Его недостатки: громоздкость и огранич. область применения — только в системах газопроводов низкого или среднего (до 0,01—0,02 МПа) давления.
Регулирующие К.—дроссельные органы, к-рые путем изменения проходного сечения регулируют расход проходящего через них газа. Они могут быть одно- или двухседельными. Односедельный К. не разгружен , т.к. на него с противоположных сторон действуют разл. давления, создавая одностороннее усилие. Односедельные К. выполняют жесткими и мягкими. У мягких, нашедших широкое применение в регуляторах гфямогодействия, прокладку изготовляют из кожи или газостойкой резины. Двухседельные К. разгружены, поскольку давления, действующие на них, урдановешиваюгся, вследствие чего исключается влияние входного давления газа на регуляторы. Двухседельные К. имеют большую пропускную способность, чем односедельные, за счет увеличения суммарной площади отверстий д ля прохода газа. Их недостаток — негерметичность, связанная с трудностями посадки и притирки затвора одновременно в двух плоскостях и неравномерностью износа обоих седел. Эта особенность К. определяет область их применения:
газорегуляторные пункты, питающие газом закольцов. системы гадегфоводов, крупные предприятия, эленсгростаиции и подобные имоб^тысгопрерьшнымкругжкуточным «угреблением газа.
Если по технология. условиям требуете® постепенное увеличение расхода газ® по всей высоте подъема затвора, то применяют дроссельные органы пробко- и омю- образной формы. Регулировочной хар- кой дроссельного органа наз. зависимость относит, расхода газа (по отношению к макс, его расходу) от относит. перемещения затвор® (го отношению к полному его перемещению). Хар-ку, построенную при пост, перепаде давления на дроссельном органе, наз. внутренней. Регулирующие К. выпускают с линейными, логарифмич. и параболич. внутр, хар- ками.
КЛАТРАТЫ (от лат. clathratus — защищенный решеткой) — кристаллич. соединения, включения, в к-рых молекулы соед.-"хозяина" образуют пространств, каркас, а молекулы соед.-"гостя" располагаются в его полостях, напр. в К. С12’6НгО молекулы С12 занимают полости каркаса, образованного НгО. Нек-рые К. используют в качестве рабочего тела аккумулятора теплоты фазового перехода систем кондиционирования микроклимата для накопления "холода" летом. Так, смесь хладагентов/- 11иЛ-12с водой образует при темп-ре 9,2°С и атм. давлении бинарный кристаллич. состав ("теплый лед"), обладающий высокой теплотой плавления (270 кДж/кг).
КОАГУЛИРОВАНИЕ — один из наиболее распространенных методов очистки природных и сточных вод от вредных примесей. В основе его лежит коагуляция коллоидных и суспензир. загрязнений год действием коагулянтов и флокулянтов. К. включает в себя следующие операции и процессы: добавление к иоде (дозирование) коагулянта (флокулянта), смешение его с водой (см. Смеситель реагентов), хлопьеобразование и отделение хлопьев коагулиров. частиц в осадок (см. Отстойник, Фильтр). Первые эксперименты по коагулированию воды были проведены в 1827, однако массовое применение К. в технологии очистки воды началось в 80-х годах прошлого столетия. Малорастворимые продукты гидролиза коагулянтов, взаимодействуя с частицами загрязнений воды, снижают степень их агрегативной устойчивости и формируют вместе с ними коагуляц. структуры — хлопья. Сначала образуются микрохлопья (30—100 мкм), затем хлопья (0,3—3 мм), различимые невооруженным глазом. Площадь поверхности твердого в-ва в хлопьях находится в пределах 200—600 м2/г, а степень структурно-механич. гидратации.
т.е. отношения объема жидкой фазы к объему твердой, достигает тысячи единиц. Полнота выделения хлопьев коагулиров. ювеш. в-в в осадок зависит от свойств хлопьев, важнейшими из к-рых являются плотность, прочность и адсорбционная способность. По данным эксперимент, исследований плотность составляет 1,01— 1,1 г/см3 в зависимости от содержания механич. примесей в обрабатываемой воде и дозы коагулянта. Прочность хлопьев характеризуется,, предельным напряжением сдвига 3—20 мг/см . Хлопья способны адсорбировать и хемосорбировать молекулы и макромолекулы минер, и органич. в-в. В частности, уд. сорбция гуминовых в-в, окрашивающих природную воду,- на продуктах гидролиза алюминия может достигать 15 мг на 1 мг А13+. При этом 1 мг-экв/л А1(ОН)з снижает цветность воды на 30—КТО град, платино-кобальтовой шкалы. Наряду с жидкой и твердой фазами хлопья коагулиров. ювеш. в-в содержат пузырьки газов (воздуха, углекислоты), способных резко уменьшить скорость их осаждения в отстойниках и осветлителях воды и даже вызвать флотацию природных и сточных вод. Важнейшим свойством хлопьев является их способность к тиксотропной обратимости, т.е. к самопроизвольному восстановлению после механич. разрушения, вызванного, напр., интенсивным перемешиванием воды. Однако по мере старения структуры, с развитием кристаллизац. процессов, тиксотропия постепенно утрачивается.
Различают в основном два механизма процессов, происходящих при очистке воды коагулянтами: нейтрализация заряда частиц загрязнений и их обволакивание. Первый характерен б.ч. для мутных вод, второй — для вод малой и средней мутности (менее 200 мг/л). Оптим. значения pH составляют в обоих случаях 5,5—7,5. Наилучшее обесцвечивание достигается в узкой области оптимума pH: для сернокислого алюминия — 4,5-—6,2, для хлорного железа — 3,5—5. Оптим. условиям К. и формирования хорошо отделяющихся в осадок хлопьев соответствует оптим. доза коагулянта, зависящая от темп-ры воды, солевого состава, концентрации твердой фазы, наличия мешающих примесей и т.д.
Оптимальную дозу коагулянта Д, мг/л, при обработке мутных вод принимают в зависимости от содержания в воде взвешенных в-в Св-в, мг/л: ■
Св-в ™ до 100 101-200 201-400 401-400 601-800
Д -. 25-35 36-45 4040 45-70 55-80
Продолжение
Св-в „.801-1000 1001-1400 1401-1800 1801-2200 2201-2500 Д „. 40-90 65-105 75-115 80-125 90-130
Примечание. Меньшие значения доз относятся к воде, содержащей грубодисперсные, взвешенные в-ва. '
Оптимальную дозу коагулянта, мг/л, при обработке цветных вод рассчитывают по формуле безводного продукта Дк — 4V7?, где Ц — цветность, град, платиновб-кобальтовой шкалы.
Дозу подщелачивающего реагента, мг/л, необходимого для улучшения процесса хлопьеобразования, определяют по формуле Дк = К(Дк/е- Щ+ 1), где Дк — максимальная доза безводного коагулянта, мг/л; е — эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимаемая равной для А12(8О4)з —57, для FeCb — 54, для Рег(8О4)з — 67; Щ — минимальная щелочность коагулируемой воды, мг-экв/л; К — коэфф., равный 28 для извести (по СаО) и 53 для соды (по Na2CO3) •
Дозы коагулянтов и вспомогат. реагентов выбирают путем пробного К. образцов воды в лабораторных условиях.
При правильной организации К. наряду с удалением из воды дисперсных примесей происходит частичная или полная очистка воды от нек-рых истинно раствор. примесей, способных химически взаимодействовать с катионами А13+ и Fe3+ и продуктами их гидролиза — ПАВ, фосфатов, пестицидов, радиоактивных изотопов. В процессе К. из воды эффективно удаляются планктон, водоросли, бактерии, вирусы. К. хорошо сочетается с другими способами обработки воды (напр., окислением, природными и искусств. сорбентами). Для интенсификации К. воды, к-рое особенно необходимо как способ повышения ее качества на перегруж. очистных сооружениях, используют реагентные и безреа- гентные методы. К числу первых относится применение флокулянтов и замутнителей; к числу вторых — создание наиболее благоприятных условий перемешивания коагулянтов с водой (в т.ч. пневматич. перемешивания); подогрев воды; использование рацион, способов дозирования коагулянтов; рециркуляция осадка. При обработке коагулянтами маломутных вод процесс хлопьеобразования протекает вяло, а вода, выходящая из очистных сооружений, содержит в недопустимых кол-вах остаточные алюминий и железо. Хлопьеобразование можно Интенсифицировать путем добавления к воде минер, замутнителей, частицы к-рых играют роль дополнит, центров хлопьеобразования, утяжеляют хлопья и' повышают степень очистки воды за счет протекающих на их поверхности сорбц. процессов. Наиболее распространенные замутнители — глины, чаще всего бентонитовые и каолиновые. Иногда применяют тонкоизмельченный карбонат кальция, соли бария, магнетитовый порошок, золы, цемент и др. замутнители. Хлор и др. окислители, разрушая
гидрофильные органич. соединения, облегчают условия протекания коагуляции. Особенно эффективно предварит, хлорирование при обработке цветных вод: наряду с экономией коагулянтов происходит частичное или полное удаление из воды вредных для здоровья трига- логенметанов — продуктов взаимодействия хлора с органич. компонентами.
Подбор наиболее рацион, способов дозирования коагулятов основан на макс, использовании каталитических эффектов. В зависимости от качества исходной воды и вида коагулянта (флокулянта) может быть применен один та след, способов. Фракционированное, или дробное К.,—когда потребное кол-во коагулянта добавляют к воде не одной, а двумя-тремя последоват. порциями.Концентрированное К.,— когда все потребное кол-во коагулянта вю- дят лишь в часть обрабатываемой воды (с последующим смешением с основным потоком).Прерывистое, или периодическое К., при к-ром происходит чередование периоде® подачи в обрабатываемую воду норм, или увелич. доз коагулянта и полного прекращения К. Возможно сочетание перечисленных способов ввода коагулянта.
КоагулянтыХим. формулаСодержание, % массыAl. О, или 2 3нерастворимых примесейАлюминий содержащиеСульфат алюминия:неочищенныйAUSOJ -18ILO/■24 32>9<23очищенныйjAl2(SO4)3-18H2O>13,5<1/AL(SO ) -1411 О24 3217-19-Алюминат натрияNaA10245-556-8Полихлорид (оксихлорид) алюминияКвасцы:ai2(oh)Z2ci(6._,z)40-44—алюмокалиевыеKA1(SO4)2-12H2O10,2-10,70,04-0,2аммиачныеNH4A1(SO4)2-12H2OЖелезосодержащие11,0-11,2—-Железо хлорноеГеС13-6И2О>95—Железный купоросFcSO4-7H2O>47<1Хлориров. железный купороеFe2(SO4)3 + FcCl3—Серно-кислая окись железаFe2(SO4)3-2H2O68-76<40КоагулянтыХим. формулаСодержание, % массыAl. О, или 2 3нерастворимых примесейАлюминий содержащиеСульфат алюминия:неочищенныйAUSOJ -18ILO/■24 32>9<23очищенныйjAl2(SO4)3-18H2O>13,5<1/AL(SO ) -1411 О24 3217-19-Алюминат натрияNaA10245-556-8Полихлорид (оксихлорид) алюминияКвасцы:ai2(oh)Z2ci(6._,z)40-44—алюмокалиевыеKA1(SO4)2-12H2O10,2-10,70,04-0,2аммиачныеNH4A1(SO4)2-12H2OЖелезосодержащие11,0-11,2—-Железо хлорноеГеС13-6И2О>95—Железный купоросFcSO4-7H2O>47<1Хлориров. железный купороеFe2(SO4)3 + FcCl3—Серно-кислая окись железаFe2(SO4)3-2H2O68-76<40Виды и состав наиболее распространенных коагулянтовВиды и состав наиболее распространенных коагулянтовКОАГУЛЯНТЫ, коагулирующие агенты (от лат. coagulatio — свертывание, сгущение) — в-ва, введение к- рых в жидкую среду, содержащую мелкие дисперсные частицы, вызывает коагу
Коагулянты
Хим. формула
Содержание, % массы
Al. О, или 2 3
нерастворимых примесей
Алюминий содержащие
Сульфат алюминия:
неочищенный
AUSOJ -18ILO
/■24 32
>9
<23
очищенный
jAl2(SO4)3-18H2O
>13,5
<1
/AL(SO ) -1411 О
24 32
17-19
-
Алюминат натрия
NaA102
45-55
6-8
Полихлорид (оксихлорид) алюминия
Квасцы:
ai2(oh)Z2ci(6._,z)
40-44
—
алюмокалиевые
KA1(SO4)2-12H2O
10,2-10,7
0,04-0,2
аммиачные
NH4A1(SO4)2-12H2O
Железосодержащие
11,0-11,2
—-
Железо хлорное
ГеС13-6И2О
>95
—
Железный купорос
FcSO4-7H2O
>47
<1
Хлориров. железный купорое
Fe2(SO4)3 + FcCl3
—
Серно-кислая окись железа
Fe2(SO4)3-2H2O
68-76
<40
Коагулянты
Хим. формула
Содержание, % массы
Al. О, или 2 3
нерастворимых примесей
Алюминий содержащие
Сульфат алюминия:
неочищенный
AUSOJ -18ILO
/■24 32
>9
<23
очищенный
jAl2(SO4)3-18H2O
>13,5
<1
/AL(SO ) -1411 О
24 32
17-19
-
Алюминат натрия
NaA102
45-55
6-8
Полихлорид (оксихлорид) алюминия
Квасцы:
ai2(oh)Z2ci(6._,z)
40-44
—
алюмокалиевые
KA1(SO4)2-12H2O
10,2-10,7
0,04-0,2
аммиачные
NH4A1(SO4)2-12H2O
Железосодержащие
11,0-11,2
—-
Железо хлорное
ГеС13-6И2О
>95
—
Железный купорос
FcSO4-7H2O
>47
<1
Хлориров. железный купорое
Fe2(SO4)3 + FcCl3
—
Серно-кислая окись железа
Fe2(SO4)3-2H2O
68-76
<40
Виды и состав наиболее распространенных коагулянтов
Виды и состав наиболее распространенных коагулянтов
ляцию. В практике очистки питьевых и сточных вод в качестве К. применяют вл. обр. соли алюминия, соли железа и их смеси в разных пропорциях (см. таблицу).
В отдельных случаях при очистке сточных вод в качестве К. используют алюмо- и железосодержащие отходы произ- ва: шламы, травильные р-ры и пр. Сульфат алюминия получают обработкой серной к-той сырой или обожженной глины (каолин, бокситы, нефелин и др.) с последующей фильтрацией р-ра, упаркой и кристаллизацией. Иногда применяют способы хим. или электрохим. растворения алюминиевых листов и стружки в р-рах серной к-ты. Исходным сырьем для получения алюмината натрия и оксихлорида алюминия служит свежеосажд. гидроксид или оксид алюминия. Первый из названных К. получают растворением сырья в разбавленной щелочи, второй — в разбавленной к-те. При использовании в качестве электролита соляной к-ты можно получить оксихлорид алюминия, затрачивая на 1 кг продукта около 1 кВт*ч электроэнергии.
Хлорное железо обычно получают обработкой хлором железного лома, иногда непосредственно на водоочистных станциях. Реже применяют анодное растворение железа в р-ре поваренной соли. Железный купорос получают из р-ров, образующихся при травлении металла, а хлориров. железный купорос —
путем дополнит, обработки этих р-ров хлором.
Серно-кислое окисное железо производят путем обработки окиси железа серной к-той. В качестве сырья используют пиритные (колчеданные) огарки — отходы серно-кислотного произ-ва. К. изготовляют и поставляют в виде кусков, плит, порошка, гранул или в виде р-ров разной концентрации. При растворении коагулянтов в обрабатываемой воде катионы алюминия и железа диссоциируют с образованием аквакомплексов и в результате гидролиза формируют малорастворимые гидрокомплексы. Напр., для Л/(Н2О)|+: А1(Н2О)Г *? [А1(Н2О)5(ОН)]2+ 4- Н2;
[А1(Н2О)5(ОН)]2+ ^
^ [А1(Н2О)4(ОН)2] + + Н2;
[А1(Н2О)4(ОН)2]+ г
^ [А1(Н2О)з(ОН)з)°+ Н2;
[А1(Н2О)з(ОН)з]° 5?.
г [Л1(Н2О)2(ОН)41 “ + Нг-
Глубина и скорость гидролиза зависят от концентрации и свойств гидроксокомплексов, солевого состава очищаемой воды и ее темп-ры. Наряду с гидролизом происходит полимеризация продуктов с образованием высокозаряж. соединений. Например, А1(0Н)^* -Al<(OH)f2+ ->Alio(OH)^ -А124(ОН)Й+ ^A154(OH)1V.'
Значения pH воды, при к-рых продукты гидролиза К. обладают наименьшей растворимостью и соответственно в наименьших кол-вах содержатся в воде в растворенном состоянии, составляют 4,5—8,0. Смеси солей железа и алюминия рекомендованы в соотношениях 1:1 — 2:1. Наблюдаемое для смесей К. расширение зоны оптим. значений pH можно объяснить большим разнообразием продуктов гидролиз® со своими индивид, свойствами, а ускоренное осаждение хлопьев — изменением структуры за счет более плотной упаковки скоагулиров. частиц. Иногда в качестве К. для очистки воды используют соли магния, образующие малорастворимые продукты при pH-10,9...11,2.
КОАГУЛЯЦИЯ—' соединение
частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения в силовом поле. К. —- самоп
роизвольный процесс, являющийся следствием стремления коллоидной системы к состоянию с более низкой свободной энергией. Частицы неспособны к К., если они агрегативно устойчивы из-за наличия электрич. заряда и (или) адсорбционносольватного слоя на их поверхности. Агрегативную устойчивость можно нарушить введением коагулирующих в-в — коагулянтов. В результате К. образуются агрегаты — более крупные (вторичные) частицы. Исходные (первичные) частицы связаны в них силами молекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей среды. Процесс К. лежит в основе коагулирования воды.
КОАГУЛЯЦИЯ КОНТАКТНАЯ — процесс, осуществляемый в фильтрах с движением воды снизу вверх (см. Осветлитель контактный), при к-ром коагулирующ. реагент вступает в контакт с образовавшимися ранее хлопьями коагулянта, взвеш. в-вами, зернистой и пористой загрузками фильтров. Преимущества К.к. по сравнению с обычной объемной в следующем: протекает она быстрее, менее чувствительна к темп-ре, возможна даже при низком щелочном резерве воды, требует на 10—15% меньших доз коагулянтов.
КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ — см. Теплота.
КОЛЛЕКТОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — горизонт, отрезок теплопровода (трубы или каналы) относительно увелич. диаметра. Предназначается: для распределения (распределит, коллектор) или сбора (сборный коллектор) теплоносителя из отд. частей системы отопления через .привар, патрубки по числу этих частей; для подведения или отведения теплоносителя из колонок отопительного прибора (напр., радиатора типа РСВ, см. Радиатор). На распределит. и сборном К.с.о. устанавливают контрольно-измерительные приборы, а на распределит., кроме того, предохранит, клапан.
КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (К.с.э.) — гелиоприемник, составная часть системы солнечного отопления, предназнач. для улавливания солнечного излучения, преобразования его в теплоту и нагревания воды, воздуха и др. жидкой или газообразной среды. В активных системах солнечного отопления и горячего водоснабжения обычно используются плоские К.С.Э., иногда вакуумир. стекл. трубчатые коллекторы, реже ' — фокусирующие К.с.э., в к-рых плотность потока солнечного излучения повышается благодаря концентрированию с помощью
в
Коллектор солнечной енергнн
а — плоский; б — вакуумированный; в — фокусирующий; 1 — остекление; 2 — зачерненная лучепоглощающая поверхность; 3 — трубка (канал) для движения теплоносителя; 4 — теплоизоляция; 5—корпус; 6—стеклянная вакуумированная труба; 7— параболоцилиндрический отражатель
зеркальных отражателей или линз. Плоский К.с.э. состоит из прозрачной изоляции, зачерненной лучепоглощающей поверхности (.абсорбера), трубок для теплоносителя, теплоизоляции и корпуса. Солнечна® радиация, поглощаемая в К.С.Э., нагревает теплоноситель до темп- ры обычно не более 90°С. Для поглощения солнечной радиации К.с.э. должен быть обращен строго на юг. Практически их устанавливают с отклонением 15—20° от оптим. ориентации, что незначит. уменьшает мощность К.с.э. Для круглосуточной макс, облученности угол, равный широте местности, оптимальный. При использовании К.с.э. летом макс, плотность радиации будет при угле наклона, равном широте местности, минус 15е, а оптимальное облучение солнцем зимой — при угле наклона, на 15е большем широты местности.
Прозрачная изоляция представляет собой 1 или 2 слоя стекла или полимерной пленки, размещаемых на расстоянии 30— 50 мм от теплопоглощающей поверхности
67
V/7/////X--3 CZZXZXZxZa
У/Х/ЛУМ».
Элементы хонструкцмм плоских коллекторов солнечной энергии
а,6, е—жидкостных;г, д и в — воздушных; 1 — остекление; 2 — лучепоглощающая поверхность с трубками (каналами) для нагреваемого теплоносителя;
3 — корпус с теплоизоляцией; 4 — поток воздуха
Характеристика коллекторов солнечной энергии 1 — без остекления; 2—с однослойным остеклением; 3—с двухслойным остеклением; 4—вакуумированного стеклянного трубчатого
и между собой. При темп-ре нагреваемого теплоносителя до 30°С могут применяться К.с.э. без прозрачной изоляции. Абсорбер плоского К.с.э. изготовляется из теплопроводного материала (стали, алюминия, каучука, резины). Жидкий теплоноситель
нагревается в хрубках диаметрам 12— 15 мм, припаянных к листу, или в штампов. каналах, располож. на расстоянии 50—150 мм один от др. Верхние и нижние концы трубок (каналов) соединены гидравлич. коллекторами. В воздушных К.с.э. нагреваемый воздух движется в пространстве между прозрачной изоляцией и лучевоспринимающей металлич. плоской или гофриров. поверхностью либо через пористую насадку. Осн. хар-ка тепжжой эффективности К.с.э. — его кпд, равный отношению кол-ва полезной теплоты к кол-ву солнечной энергии, поступающей на поверхность К.с.э. Код К.с.э. зависит от его конструкции, климата местности и условий эксплуатации. Повышение тепловой эффективности К.с.э. достигается в результате снижения теплопотерь излучением путем применения селективного поглощающего покрытия абсорбера с высокой способностью поглощать коротковолновое солнечное излучение и низкой излучат, способностью в диапазоне длинноволнового теплового излучения; исключения конвективных теплопотерь посредством вакуумирования пространства между абсорбером и прозрачной изоляцией; применения концентраторов солнечного излучения; использования неск. слоев прозрачной изоляции или ячеистой структуры над абсорбером для снижения конвективных и лучистых теплопотерь. Высокоэффективные К.с.э. — селективные плоские, стекл. трубчатые ва- куумиров. и фокусирующие. В ваку- умиров. стекл. трубчатых К.с.э. вследствие поддержания вакуума ниже 1,33 Па в пространстве между лучепогло- щающей поверхностью абсорбера и стекл. оболочкой практически исключаются конвективные, а при применении селективных покрытий и лучистые теп- лопотери, благодаря чему возможно нагревание теплоносителя до высокой темп- ры (90—£00°С). Еще больший эффект достигается, при применении в ваку- умиров. фокусирующем К.с.э. концентратора солнечного излучения, приемника- поглотителя концентриров. излучения и устройства для слежения за движением Солнца. Значит, эффект дает применение в К.с.э. тепловых труб и ячеистых (сотовых) структур из прозрачного материала, устанавливаемых в пространстве между остеклением и лучепоглощающей поверхностью. В К.с.э. с ячеистой структурой можно нагреть теплоноситель до 250°С. К.с.э. с тепловой трубой обеспечивает высокую плотность потока передаваемой теплоты, компактность устройства, передачу теплоты в одном направлении — из зоны испарения в зону конденсации, отсутствие затрат энергии на перекачку среды, передачу теплоты при очень малой разности темп-ры, саморегулируемость. В системах солнечного отопления использу
ются плоские К.с.э. с плоской тепловой трубой. При этом практически исключаются коррозия и замерзание системы. Эффективность фокусирующих К.с.э. в условиях холодного климата снижается, т.к. в отличие от плоских К.с.э. они улавливают только прямое солнечное излучение и не улавливают рассеянного, преобладающего в северных 'широтах (50й с.ш. и выше), поэтому в системах солнечного отопления зданий их применение нецелесообразно.
На схеме показана зависимость кпд плоского К.с.э. без остекления, с одно- и двухслойным остеклением и вакуумир. стекл. трубчатого К.с.э. от отношения разности темп-ры А» тепжиюсителя на входе в К.с.э. и наружного воздуха к интенсивности I солнечного излучения, поступающего на поверхность К.с.э. При очень малых значениях отношения А,// кпд К.с.э. без остекления выше кпд всех др. К.с.э., а с увеличением А#// самым эффективным становится вакуумир. К.с.э. Область А соответствует применению К.с.э. для нагрева воды в плават. бассейнах, Б — для горячего водоснабжения, В — для отопления зданий и Г — для кондиционирования воздуха. Тепловая эффективность К.с.э. характеризуется также его тепловой мощностью, равной произведению массового расхода нагреваемого теплоносителя, его уд. изобарной теплоемкости и разности темп-ры на выходе и входе в К.с.э. Средний кпд плоского К.с.э. равен 30—50%, фокусирующего с параболоцилиндрич. концентратором или линзой Френеля — 50—70% и вакуумир. стекл. трубчатого — 40—60%. Осн. направления дальнейшего совершенствования конструкций К.с.э.: уменьшение теплопотерь • путем вакуумирования внутр, пространства; применение селективных покрытий и прозрачных структур для подавления конвекции воздуха в пространстве между прозрачной изоляцией и абсорбером; снижение уд. массы модуля К.с.э. и увеличение его габаритов; сокращение теплопотерь соединит, трубопроводов путем уменьшения их длины; увеличение уд- теплопроиз-сти высокоэффективных плоских и вакуумир. К.с.э. до 300—400 кВт"ч/(м2,год) в местностях с годовым поступлением солнечной энергии 1000—1100 кВгч на 1 м2 горизонт, поверхности.
КОЛЛЕКТОРЫ ГОРОДСКИЕ — подземные проходные каналы, предназ- нач. для гор. совместной прокладки разл. коммуникаций: теплопроводов, водопро- вода, электрич. и телеф. кабелей и др. К.г. удешевляют эксплуатацию, повышают надежность и удлиняют сроки службы коммуникаций. Такие*коллекторы (каналы) наз. общими. К.г. оборудуют:
Проходной канал нз сборных железобетонных блоков
водопровод; 2 — электрические кабели; 3— светильник; 4 — технологические трубопроводы; 5—теплопроводы
вентиляцией естественной или принудит., обеспечивающей темп-ру воздуха в канале не выше 33°С в период произ-ва ремонтных работ и не выше 50°С как в зимнее, так и в летнее время; электрич. освещением напряжением до 30 В; телеф. связью и др. оборудованием. Для сбора влаги в пониж. точках трассы устраивают приямки, сообщающиеся с водостоками или оборудов. откачивающими насосами с автоматич, или дистанц. управлением. Габариты К.г. выбирают из условия свободного доступа ко всем элементам теплопроводов (и др. коммуникаций), позволяющего проводить полный капит. ремонт их без вскрытий и разрушений дорожных покрытий. Ширина прохода в К.г. принимается не менее 700 мм, высота — более 2 м. Через каждые 200—250 м по трассе делают люки, оборудов. для спуска в канал лестницами или скобами. В местах скопления оборудования могут устраиваться спец, уширения (камеры) или сооружаться павильоны. В К.г. трубы большого диаметра размещаются в нижнем ряду, меньшего—в верхнем. Теплопроводы рекомендуется укладывать в правом (по ходу теплоносителя) от источника теплоты вертик. ряду, остальные — в левом. При компоновке сечения проходного коллектора допустимые разрывы между коммуникациями и ограждениями принимают по нормам строит, проектирования. Применение К.г. позволяет организовать комплексное проектирование, стр-во и эксплуатацию инж. коммуникаций, стр-во индустр. методами с применением комплексной механизации узлов и конструкций повыш. заводской готовности, монтаж с колес. Все это значительно улучшает систему инж. оборудования городов.
КОЛОДЕЦ ШАХТНЫЙ — вертикальная выработка в грунте с большим поперечным сечением (по сравнению с водозаборными скважинами), возводимая для забора воды из водоносных пластов, залегающих на сравнительно небольших глубинах, обычно до 30 м.
К.ш. состоит из наземной (оголовка, ствола), водоприемной и водосборной (зумпфа) частей. Оголовок служит для защиты от попадания в К.ш. загрязненных поверхностных вод и для создания удобных условий эксплуатации (подъема воды, наблюдений за состоянием колодца). В местах с низкими темп-рами в сравнительно неглубоких колодцах оголовок необходим и для защиты от промерзания. По сан. условиям возвышение оголовка над поверхностью земли принимают не менее 0,8 м. Для предотвращения от попадания загрязнений оголовок перекрывают крышкой, а над ним устраивают навес или будку. Вокруг К.ш. по поверхности земли укладывают глиняный замок или асфальтовое покрытие с уклоном в сторону от колодца. Водоприемную часть в зависимости от гидрогеологии. условий и глубины устраивают или только в дне, или в стенках, или в дне и стенках К.ш. При приеме воды через дно оно должно быть оборудовано гравийным фильтром или плитой из пористого бетона. При приеме воды через стенки в них должны быть устроены спец, окна из пористого бетона или окна, заполненные гравийным фильтром. Зумпф сооружают в том случае, когда в К.ш. требуется иметь нек-рый запас воды; его размеры определяются необходимым запасом воды.
К.ш. могут быть бетонными и железобетонными, деревянными, из каменной и кирпичной кладки. Наиболее широко используются К.ш. из сборных ж е л е- зобет. элементов (колец,панцирных плит). Для глубины 10; 20 и 30 м К.ш. сооружают из сборных железобет. колец высотой 1,05 м с фальцами и внутр, диаметром 1 м при толщине стенок 8 см. В устойчивых породах стык колец в стволе заделывают цементным раствором, в песчаных грунтах применяют спец, конструкции стыка, выдерживающие нагрузку на разрыв от веса расположенных ниже прочно соединенных между собой колец. Водоприемную часть колодца устраивают из пористого бетона, армированного такой же сеткой, как и обсадные железобет. кольца ствола колодца, с поясами жесткости из плотного бетона в верхней и нижней частях кольца. В нижней части К.ш. укладывают трехслойный обратный фильтр. При вскрытии песчаных и плывунных грунтов крепление К.ш. осуществляют кольцами диаметром 0,65 м.
Деревянный срубовый К.ш. — простейший и наиболее распространенный. К его недостаткам относятся недолго-
вечность деревянного крепления, привкус, придаваемый воде древесиной, и недоброкачественность воды при ее загнивании. При устройстве К.ш. глубиной свыше 15— 20 м необходима вентиляция шахты; при наличии вредных газов она может потребоваться и в более мелких К.ш. В процессе проходки шахт применяют водоотлив. В зависимости от состава пород проходку шахты К.ш. выполняют: без временного крепления — в породах сравнительно прочных, необваливающихся (в сухих лессовидных суглинках и плотных глинах, мягких мергелях, мелях, мягких известняках и др.); с врем.креплением — в породах менее прочных, т.е. не удерживающихся в вертик. стенке; с одноврем. устройством пост, крепления — в неустойчивых породах. Сруб в шахту устанавливают одним из след, способов: сборкой заранее приготовленного сруба в шахте, предварит, вырытой на полную глубину; опускным способом с наращиванием венцов сверху или снизу; шатровым способом.
К.ш. из каменной или кирпичной кладки — наиболее долговечные водозаборные сооружения, в большей степени удовлетворяющие сан. требованиям. Для крепления стенок К.ш. можно применять крепкий постелистый или штучный камень, не растворяющийся в воде и не окрашивающий ее, а также хорошо обожженный кирпич. Кладку стенок из камня или кирпича выполняют, как правило, на цементном р-ре. Внутренние стенки К.ш. и наружную стенку его подземной части штукатурят цементом. Каменным и кирпичным К.ш. обычно придают круглую форму при диаметре в свету 0,75— 1,5 м и более. Толщина стенок каменных К.ш. 25—80 см. Кирпичные стенки делают не меньше, чем в один кирпич.
В северных регионах при большой водопроницаемости водоносных пород и мощности пласта до 20 м использование К.ш. позволяет осуществлять забор подрусловых вод для водоснабжения населенных мест и пром-сти. В этом случае ложе его нижней кромки при приеме воды через дно должно быть расположено от уровня воды на расстоянии 0,5—0,7 радиуса К.ш. При мощности пласта более 20 м допускается применение шахтных вакуум-колодцев. К.ш. больших диаметров устраивают из монолитного железобетона, а при диаметре Зми менее — из железобет. колец. Эффективность отбора воды в К.ш. возрастает при создании вакуума в надводной части шахты водосборной камеры.,
При хим. и биологич. кольматаже водоприемной части К.ш. применяют реагентные и комбинир. методы регене-1 рации. Вместе с тем опыт показывает, что в большинстве случаев устойчивая работа К.ш. обеспечивается их механич^ иди гидравлич. чисткой.
КОЛОНКА — форма нагреют, элемента отопительного прибора, представляющая собой канал д ля движения теплоносителя системы отопления. К. расположена в приборе вертикально, соединяется с горизонт, нитками или с верхним и нижним коллекторами системы отопления, через к-рые теплоноситель подводится к прибору и отводится из него.
КОЛОНКА ВОДОГРЕЙНАЯ — сан.-технич. прибор, устанавливаемый в ванных или душевых комнатах малоэтажных зданий, не имеющих систем горячего водоснабжения. Предназначен для приготовления горячей воды при пользовании ванной купальной или душем. К.в. состоит из топки, дымогарной трубы, водяного бака и водоразборного смесителя. Изготовляют К.в. с чугунной или стальной встроен-
Колоика водогрейная
в — с чугунной топкой; б — со стальной топкой; 1 — топка; 2 — водяной бак; 3 — дымогарная труба; 4— смеситель
ной в бак топкой для сжигания твердого топлива, дров, брикетов торфа, каменного угля. Водяной бак вместимостью 80— 90 л бывает стальным сварным с защитнодекоративным покрытием (оцинков., эмалиров.) или из нержавеющей стали. Смеситель имеет излив, душевую трубку и сетку, переключатель потока воды с излива на душ и обратно, патрубки с за- порно-регулирующими кранами для подачи холодной воды в бак и для смешивания с горячей водой, поступающей из бака. Смеситель подсоединяют к баку таким образом, чтобы канал для пос- тупления воды из бака был всегда открыт на излив или на душевую сетку. К.в. устанавливают на ножках рядом с ванной или
душевым поддоном так, чтобы излив и душеная сетка располагались над чашами этих приборов. При этом водяной бак через смеситель подсоединяют к холодному водопроводу с давлением не менее 0,06 МПа (0,6 кгс/см2). Пользуются колонкой след, образом. Открывают запор- но-регулирующий кран, заполняют бак холодной водой, закрывают кран и зажигают топку. После нагрева воды до определ. темп-ры (не более 80°С) снова открывают кран холодной воды и вытесняют горячую воду из бака в смеситель. Открывая второй запорно-регулирующий кран, регулируют темп-ру смешанной воды, поступающей в излив или душевую сетку.
КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА — элемент котла, предназначенный для поддержания слоя горящего твердого топлива и одновременно для равномерного распределения воздуха, поступающего в топку. Для этой цели предусматривают отверстия в колосниках или щели между ними. Различают К.р. прямоугольные, круглые, горизонт., накл., неподвижные и с движущимся полотном. Полотно К.р. собирают из чугунных колосников балочной или плиточной формы. Для усиления жесткости и улучшения отвода теплоты колосники снабжают ребрами. Колосники укладывают рядами по ширине и длине топки на спец, чугунные опорные балки, укрепи. в боковых стенах топки. Число рядов колосников по длине топки зависит от ее размеров и способа загрузки топлива. При ручной загрузке длина К.р. должна составлять 2—2,5 м, иначе ее трудно обслуживать. Балочные колосники на концах и в середине имеют утолщения, поэтому при укладке между ними образуются зазоры, через к-рые воздух проходит в слой. В колосниках плиточной формы для прохода воздуха делают щелевые или круглые отверстия, расширяющиеся книзу, чтобы зола и иглам не застревали в них. Размер зазоров между колосниками и отверстий в них зависит от величины кусков топлива и составляет 3—15 мм. Суммарная площадь отверстий и зазоров в К.р. определяет площадь ее живого сечения,
выраженную в процентах полной площади решетки. Площадь живого сечения, определяемая свойствами сжигаемого топлива, влияет на конструктивное оформление К.р. и характер тепловой работы слоя. К.р. различают: с малой (5—15%) и большой (15—45 %) площадью живого сечения. Особенностью механич. топок с цепными решетками является непрерывное перемещение топлива вместе с К.р., представляющей собой конвейер в виде бесконечного полотна. Чешуйчатая цепная решетка выполнена из наклонно рас- полож. беспровальных колосников длиной 5600—8000 и шириной 2330—4550 мм (см. также Слоевая топка).
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА — гибридная или поливалентная система кондиционирования микроклимата неск. разновидностей, используемых в одном здании. Обычно К.с.к.м. имеет базовую (основную) систему кондиционирования микроклимата и (вторичную) систему. Так, солнечный дом с пассивным использованием солнечной энергии в виде ограждений-коллекторов оборудуется системами отопления и охлаждения от традиц. источников теплоты и холода; здание с базовой низкопо- тенц. системой панельно-лучистого отопления — охлаждения имеет пиковое автоматически регулируемое безынерционное электрическое или воздушна отопление. За счет точного снятия пиковых нагрузок достигается экономия энергии в размере 15—25%.
КОМБИНИРОВАННОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание зданий и сооружений, основ, на использовании двух теплоносителей в системе отопления, когда первичный (высокотемп-рная вода, пар) применяется для нагревания вторичного (воды, воздуха), предназнач. для непос-
Топка с чешуйчатой цепной горизонтальной колосниковой решеткой прямого хода
/ — питатель угля; 2 — колосниковое полотно; 3 — зонные камеры воздушного дутья; 4 — скребковый шлакосниматель; 5 — башмак опорный; 6 — роль- гмщ 7—устройство натяжения цепи
редств. обогревания помещений. При рас- простран. в стране централизованной системе теплоснабжения большинство систем центрального отопления фактически стали комбиниров. — водоводяными и водовоздушными. Комбинированным является также отопление одного и того же помещения с перем, тепловым режимом (напр., при применении дежурного отопления). При этом отопление может быть двухрежимным, двухкомпонентным, с прерывистым режимом работы. Двухрежимным наз. отопление, используемое при разл. темп- ре одного и того же теплоносителя в разное время суток. Двухрежимное, напр., водяное отопление» когда в рабочий период цир тулирует вода при пониж. темп-ре (для полезного использования внутр, тепловыделений) , а в нерабочий период — при повыш. (или наоборот). Для понижения темп-ры воды включается смесительный насос, для повышения применяется прямоточная подача теплоносителя из наружного теплопровода. Двухкомпонентным считается отопление двумя системами, дополняющими одна др. для обеспечения необходимой теплопо- дачи в помещения. Задача первой системы, наз. базисной, — выравнивать дефициты, приходящиеся на единицу объема разл. помещений, второй (воздушной, газовой, электрич.) — догревать помещение ,до необходимой темп-ры. Действие догревающей системы автоматизируется для работы по заданной программе. Двухкомпонентное К.о. может действовать с перерывами, и тогда тепловой режим помещений будет характеризоваться тремя состояниями: постоянством темп-ры в течение рабочего времени, понижением темп-ры при выключенной догревающей системе и нагреванием помещений перед нач. работы в них людей.
КОМПАКТНАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя, выходящая из круглого или квадратного отверстия. Имеет форму конуса, т.е. осесимметрична. Иногда ее наз. "круглой" приточной струей по форме сечения. Для К.п.с. характерно затухание скоростей воздуха, обратно пропорциональное расстоянию. Если выпускное отверстие имеет форму прямоугольника, близкую к квадрату, то струя принимает аналогичную компактную форму. Если одна из сторон прямоугольного выпускного отверстия значит, превышает др. (до 30 раз), то струя в начале близка по форме к плоской приточной струе, но по мере удаления от отверстия трансформируется в компактную. Такую струю наз. прямоугольной. К.п.с,, как правило, бывают сосредоточенными. Их используют для активного проветривания помещений, в воздушных душах и др. '
КОМПЕНСАТОР ТЕПЛОПРОВОДОВ — устройство, обеспечивающее возможность темп-рных деформаций труб без возникновения в них значит, напряжений. В процессе темп-рного удлинения теплопровода в результате реакции К.т. возникают усилия, к-рые передаются через трубу на неподвижные опоры и вызывают в них напряжения, но величина их несоизмеримо меньше темп-рных напряжений, возникающих в зажатой трубе без К.т. Последние устанавливают на участках теплопровода между неподвижными опорами. К.т. бывают осевые и радиальные. Первые компенсируют только осевые перемещения прямолинейных участков трубопровода, вторые воспринимают как осевые, так и поперечные перемещения трубы. Для компенсации темп-рных деформаций теплопроводов используют также повороты трасс, т.е. естеств. компенсацию, к-рая не требует спец, устройств. В качестве осевых К.т. в тепловых сетях применяются сальниковые и линзовые компенсаторы. У сальникового изменение длины участка трубопровода вследствие его нагрева или охлаждения обеспечивается соответствующим перемещением патрубка внутри корпуса. Стальной сварной сальниковый К.т. приваривают к теплопроводу и устанавливают в камере вблизи неподвижной опоры. Герметичность обеспечивается сальниковой набивкой, размещаемой между патрубком и корпусом компенсатора. В процессе эксплуатации упругость набивки теряется, и для обеспечения герметичности сальник подтягивают, а при износе заменяют. Для возможности проведения этих операций сальниковые К.т. размещают в камерах. При их установке следует тщательно выверять осевую линию во избежание перекосов и заедания патрубка в корпусе и оставлять зазор—выход патрубка за упорное кольцо для обеспечения перемещения трубопровода при снижении темп-ры по сравнению с темп-рой монтажа. Для сокращения числа камер применяют двухсто
ронние сальниковые К.т., в середине к- рых устанавливается неподвижная опора, разделяющая теплопровод на 2 участка. Удлинение каждого участка воспринимается соответствующей стороной К.т. При перемещении патрубка в сальниковой набивке возникает сила трения, к-рая передается на неподвижные опоры и вызывает напряжения в теле трубы. При правильной эксплуатации эти напряжения невелики. Осевая' реакция сальникового К.т. определяется ф-лой R - = л &Ь аРр, где du — наружный диаметр патрубка, м, практически равный диаметру трубы; b — отношение длины сальниковой набивки по оси К.т. к наружному диаметру патрубка; а — отношение давления сальниковой набивки на поверхность патрубка к рабочему давлению в трубе, принимаемое равным 1,5; Р — рабочее давление в теплопроводе, Па; р — коэфф, трения набивки по патрубку, равный в среднем 0,15. Сальниковые К.т. имеют малые габариты и низкие гидравлич. сопротивления, что составляет их достоинства. Их широко применяют в тепловых сетях, особенно при подземной прокладке. В последнем случае сальниковые К.т. устанавливают на трубы диаметром 100 мм и более. При надземной прокладке их используют для труб диаметром 300 мм и более.
Линзовые К.т. собирают на сварке из штампов, стальных полулинз. Для изготовления используются тонкостенные высокопрочные стальные листы. При темп- рных удлинениях труб происходит упругое сжатие линзы, реакция от него передается по трубам на неподвижные опоры. К.т. обычно состоит из 3—4 линз. Для уменьшения гидравлич. сопротивления внутри линзового К.т. вставляют гладкую трубу. Линзовые К,т. используют обычно до давлений примерно 0,5 МПа. Помимо упругого отпора в осевую реакцию линзового К.т. входит реакция, вызываемая внутр, давлением теплоносителя, к-рая
Сальниковые компенсаторы теплопроводов
а — односторонний; б — двухсторонний; 1 — стакан; 2 — грун- дбукса; 3 — сальниковая набивка; 4 — упорное кольцо; 5 — корпус; б—затяжные болты
пропорциональна поперечному сечению волны.
К рациональным относятся: гибкие К.т. разл. формы. Наибольшее распространение получили П-образные с гладкими и сварными коленами. При темп-рном удлинении трубы компенсатор сжимается и в нем возникают изгибающие моменты с соответствующими им напряжениями. Макс, изгибающий момент и наибольшее напряжение возникают в наиболее удал, от оси теплопровода части К.т. — в его спинке, к-рая, изгибаясь, смещается на определ. величину. Эта величина должна быть уточнена при определении габаритов компенсаторной ниши. Компенсац. способность А / определяется суммой дефор- мац. смещений концов К.т. по оси теплопровода. Перемещение каждого конца составляет 0,5А/. Для увеличения компенсирующей способности К.т. устанавливают с предварит, растяжкой. Если в крайних положениях К.т. возникают предельно допустимые напряжения, компенсирующая способность К.т. с предварит. растяжкой увеличивается в 2 раза. Гибкие К.т. рассчитывают на возникающие напряжения и компенсирующую способность. При этом определяют упругий отпор, : действующий на неподвижные опоры. В системе отопления при темп-ре менее 100 °C К.т. устанавливают при длине прямолинейного теплопровода более 50 м.
КОМПЕНСАТОРНЫЕ НИШИ — сооружения на трассе подземных теплопроводов, предназнач. для размещения гибких компенсаторов. Изготовляют К.н. из тех же материалов, что и примыкающие к ним стены каналов. Расстояния между нишами определяются расчетом или принимаются равными допустимым расстояниям между неподвижными опорами теплопровода. Габариты К.н. подбирают по размерам компенсаторов с учетом их темп-рной деформации. При компоновке внешних К.н. с наибольшими размерами укладывают компенсаторы трубопроводов с наивысшей темп-рой теплоносителя. Размеры компенсаторов, размещ. внутри внешних К.н., должны быть рассчитаны с учетом темп-рного удлинения трубопровода с наименьшей темп-рой. При больших габаритах К.н. в ее средней части для уменьшения размеров плит перекрытия устанавливают проме- • жуточную стенку. В бесканальных прокладках теплопроводов с обеих сторон К.н. рекомендуется пристраивать непроходные каналы, к-рые сооружают также в местах естеств. компенсации трубопроводов. Длина каналов определяется конструктивными соображениями исходя из местных условий. Вводы трубопроводов в каналы' целесообразно герметизировать,
не нарушая свободного перемещения трубопроводов.
КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УДЛИНЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДОВ — технич. приемы, как правило, предусмотр. в конструктивных решениях, обеспечивающих возможность свободного удлинения трубы при ее нагреве (см. Компенсатор теплопроводов"). При нагреве труба удлиняется на величину А/, м: А/ = al(t- Гм), где а — коэфф, линейного расширения, среднее значение к-рого для стали 1,2‘1О"51 ГС; / — длина участка трубопровода, м; t — темп-pa стенки трубы, принимаемая в расчетах равной макс, темп-ре теплоносителя (150 °C); Гм — темп-pa монтажа теплопровода, принимаемая равной расчетной темп-ре наружного воздуха для отопления.
Исходя из привед. значения коэфф, следует, что при нагреве стальной трубы на 100°С каждый ее метр удлиняется на 1,2 мм. Если участок трубы зажать в опорах и не дать возможности ему удлиняться, в теле трубы возникнут напряжения сжатия, к-рые определяются законом Гука, Па: о = E(A.l/t) = a(t~ Гм), где Е — модуль продольной упругости, значение к-рого для стали в среднем составляет 2105 МПа. При Г-150, Гм - -26°С (для Москвы) напряжение в трубе о - 422 МПа, что превышает допустимое напряжение, к-рое для стали изменяется в пределах 95—145 МПа.
Компенсаторы снимают напряжения сжатия, но оказывают сопротивление перемещению трубы, к-рое возникает в результате трения в сальниковых компенсаторах или отпора при сжатии упругого компенсатора, или крутого поворота трубы, используемого в качестве естеств. компенсатора. Возникающее в результате реакции компенсатора усилие R передается на неподвижные опоры. Последние в зависимости от диаметра трубы 50— 500 мм размещают по трассе на расстоянии 60—160 м.
Трубы, располагаемые в каналах, укладывают на подвижные опоры, на к-рые передается вес трубопровода с изоляцией и теплоносителем. Под действием веса возникают изгибающие моменты, вызывающие в трубе напряжения. Трубу рассчитывают как многопролетную неразрезную балку. Наибольший изгибающий момент, Нм, возникает на опоре и при равных пролетах определяется выражением М- qr/12, где q — уд. нагрузка от веса трубопровода, включая вес изоляции и воды, Н/м (при надземной прокладке учитывают и горизонт, ветровую нагрузку); / — расстояние (пролет), м, между подвижными опорами. Напряжение от изгиба рассчитывают по ф-ле о = M/w, где V — момент сопротивления трубы. На
пряжение должно быть меньше предельного значения, определяемого по допустимому напряжению а с учетом коэфф. прочности сварных швов <р, к-рый зависит от способа сварки трубы. С учетом возможности просадки одной опоры и увеличения вследствие этого расстояния между опорами в 2 рам изгибающий момент и напряжение увеличатся в 4 раза. Поэтому с учетом принимаемых запасов прочности макс, допустимое напряжение изгибает из = (0,4...0,5)^? .Оно определяет макс, пролет между подвижными опорами.
Расстояние между подвижными опорами проверяют исходя из допустимого прогиба, к-рый должен быть не более 0,02. Прогибу, м, рассчитывают по выражению у- q^/GMED, где / — центр, момент «инерции трубы. При перемещении трубы по подвижным опорам возникает сила трения, к-рую рассчитывают по ф-ле N = р ql, гдер — коэфф, трения. Эта сила действует на неподвижную опору.
Для трубопроводов, пролож. в непроходных каналах, расстояния между неподвижными опорами /и.о зависят от диаметра трубы Dy:
D у, мм ЮТ 500 800
1 н.о, м 714 16
Если в пролетах между неподвижными опорами установлены сальниковые или волнистые компенсато
ры, возникают осевые силы от внутр, давления теплоносителя В, к-рые передаются на неподвижные опоры. Эти силы значит., и опоры при таких условиях наз. неразгруженными. К разгруженным относятся неподвижные опоры, между к-рыми установлены П-образные компенсаторы или для компенсации использованы повороты трубы. В этом случае осевая сила от внутр, давления не возникает. Сила внутр, давления при сальниковых компенсаторах составляет В = лЬ^рМ, где Р — давление теплоносителя, Па. Осевая реакция при разности площадей труб АГ или при волнистых компенсаторах равна В = A FP. В итоге на неподвижную опору действует алгебраич. сумма осевых сил R, NhB.
КОМПОСТИРОВАНИЕ, ОСАДКОВ — биотермич. процесс разложения органич. в-в осадков сточных вод, осуществляемый под действием аэробных микроорганизмов с целью обеззараживания, снижения влажности, стабилизации и подготовки осадков к утилизации в качестве удобрения. Аэробный процесс сопровождается выделением теплоты с саморазогреванием компостируемой массы и испарением влаги. Наиболее простой метод — полевое компостирование —давно используется в с. х- ве для получения компоста из торфофе-
кальных смесей. Компостирование позволяет улучшить сан.-гигиенич. показатели вследствие гибели болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух, по сравнению с термосушкой существенно сокращаются топливно-энер- гетич. расходы на обеззараживание осадков. В процессе жизнедеят. аэробных микроорганизмов происходит потребление и органич. в-в, поэтому биотермич. процесс наиболее эффективен при компостировании сырых несброженных осадков. Однако он применяется и в комбинации с анаэробным сбраживанием осадков в мезофильных условиях. В связи с тем, что процесс эффективен лишь при определенной влажности осадков, целесообразно компостированию подвергать осадки, механически обезвоженные или подсушенные на иловых площадках. Для создания пористой структуры, требуемых влажности и соотношения углерода к азоту компостирование осадков осуществляется с наполнителями, в качестве к-рых используются твердые бытовые отходы, торф, опилки, листва, ботва растений, солома, молотая кора и часть готового компоста. Оптим. условия для осуществления процесса создаются при влажности смеси осадка с наполнителем 60—65% и отношении углерода к азоту 20—30:1. Интенсивность процесса и качество получаемого компоста зависят от созданных условий для жизнедеят. микроорганизмов, физико-хим. состава смеси с наполнителем, условий аэрации, гомогенизации, теплообмена. При распаде 1 кг органич. в- ва выделяет в среднем 21 МДж теплоты. С учетом теплопотерь и нагревания материала на испарение 1 кг влаги в среднем расходуется 4 МДж. Таким образом, разложение 1 кг органич. в-ва позволяет удалить из осадка 5 кг влаги. Темп-pa ком. посгируемой массы повышается при этом до 50—80°С. Продолжительность процесса зависит от принятой технологии, оборудования, объема и состава осадка, климатич. факторов, размера штабелей, кол-ва подаваемого воздуха, периодичности перелопачивания и т.п.
Для компостирования механически обезвоженных или подсушенных на иловых площадках осадков ' сточных вод применяют различные технологии и оборудование: в штабелях на площадках с использованием бульдозеров, экскаваторов, смесителей двухвальных плужкового типа периодич. действия либо другого оборудования и механизмов; в траншеях с использованием оборудования для перемешивания, гомогенизации и насыщения воздухом; в биобарабанах; в ферментаторах и др. При применении указанных технологий продолжительность процесса компостирования осадков с наполнителями составляет от 2—12 сут (ме- ханизиров. методы) до 3—6 мес (ком
постирование в штабелях). Готовый компост представляет собой сыпучий материал влажностью 40—50%, содержащий макро- и микроэлементы, необходимые для роста и развития растений, полезную микрофлору и в-ва, повышающие плодородие почв. Он является эффективным органоминер, удобрением для сельского, лесного и городского цветочного и зеленого хозяйств, а также может использоваться при рекультивации земель.
КОМПРЕССОР — машина для повышения давления газообразной среды, воздуха или пара. В частности, К. используют для сжатия паров холодильного агента в холодильных агрегатах и тепловых насосах. В холодильных машинах, обслуживающих системы кондиционирования воздуха, применяют К. разных конструкций. При малой холодильной мощности машин (до 430 кВт) используют поршневые К., при мощности 430— 1200 кВт — винтовые К., при большей хо- лодопроиз-сти — центробежные турбокомпрессоры.
Поршневые К. малой мощности изготовляют герметичными, бессальниковыми, что является их достоинством, т.к. собственно К. и электродвигатель заключены в один корпус. Поршневые К. большей произ-сти (80—250 кВт) выполняют с сальниковым уплотнением вала, к-рый соединяют с электроприводом через муфту или клиноременную передачу. На валу закреплены шатуны с поршнями. В крышке блока цилиндров расположена клапанная доска с нагнетат. и всасывающими клапанами. Холодопроиз-сть поршневых К. регулируют изменением частоты вращения либо отжатием всасывающих клапанов, что обеспечивает изменение кол-ва подаваемого сжатого газа.
Винтовые К. имеют два ротора с паралл. осями, вращающимися с небольшими зазорами в корпусе. Связанные
один с другим роторы представляют собой цилиндрич. шестерни с малым числом винтовых зубьев. Газ через К. подводится и отводится в диагональном направлении. Винтовые К. работают с большой частотой вращения ротора (до 10 000 об/мин), благодаря чему сравнительно компактны и имеют небольшую массу.
Центробежные К., т.е. турбокомпрессоры в зависимости от требуемой степени сжатия хладоагента имеют неск. рабочих колес; при этом газообразный хладагент, сжатый на первой ступени, поступает на вторую ступень К. и т.д. Для регулирования холодопроиз-сти К. снабжен лопаточным аппаратом на всасывающем патрубке.
КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ — условия общего и локального теплового комфорта для находящихся в нем людей. Различают первое и второе условия комфортности. Первое (общего теплового комфорта) устанавливает связь между радиационной температурой помещения tR и темп-рой внутр, воздуха к, при к-рых человек, находясь в середине помещения, не испытывает перегрева или переохлаждения. Для большинства жилых и обществ, зданий первое условие комфортности описывается соотношениями: для холодного времени года /я - -1,57?пСЮ -0,57(в± 1,5°C;теплого-—Ir- - 1,5ГП(Я) - 0,57(в + 1,5 °C, где МЮ - нормируемая температура помещения, °C, зависящая от интенсивности (Я) работы. Графическая интерпретация первого условия комфортности для холодного периода приведена на схеме, где заштрихован, область определяет темп-
Комфортные условия в помещении
а, б — первое и второе условия комфортности; Т, У и Л — при тяжелой, умеренной и легкой работах; 1,2, 3 — поверхности нагретые, охлажденные и окон
рную зону общего теплового комфорта при умеренной работе.
Второе условие комфортности — локальный тепловой комфорт. Оно, напр., ограничивает интенсивность радиац. теплообмена человека, находящегося на границе обслуживаемой зоны, с нагретыми или охлажденными поверхностями. При этом допустимая темп-pa последних зависит от вида поверхности и углового коэффициента облученности уч-п с наиболее невыгодно располож. участка тела человека на рассматриваемую поверхность. Величину у>ч—п можно определять по упрощ. зависимости у>ч-п- 1- О^х/ФТп). где Fn — площадь поверхности, м2; х — расстояние от поверхности до границы обслуживаемой зоны, принимаемое равным 1 м для вертик. поверхностей и Ап — Ач — для горизонт. (Ап — высота расположения поверхности, м; Ач — рост человека, равный 1,7 м). Для исключения конденсации водяных паров темп-pa охлажд. поверхностей (за исключением окон) должна превышать темп-ру точки росы.
КОНВЕЙЕР (англ, conveyer, от convey — перевозить) — машина общеп- ромышл. применения для транспортирования на непрерывной ленте сыпучих, мелких штучных и затаренных грузов по горизонт, или наклонной трассе. На сооружениях по очистке, природных и сточных вод применяется на складах реагентных хозяйств, при разгрузочнопогрузочных работах, при отводе обезвож. осадка в цехах механич. обезвоживания и т.п. На канализац. насосных и очистных станциях для транспортировки отбросов от решеток к дробилкам применяют нестан- дартизиров. К. с малой скоростью движения ленты (—0,15 м/с). Широкое применение имеет стационарный общеп- ромышл. К. марки КЛ-1, представляющий собой непрерывную резинотканевую ленту, натянутую между приводным и натяжным барабанами и опирающуюся на промежуточные опорные направляющие ролики. Приводится в движение электродвигателем через редуктор и приводной барабан.
КОНВЕКТИВНАЯ ВОЗДУШНАЯ СТРУЯ — турбулентный вертик. поток воздуха, возникающий в результате его теплообмена с неизотермич. поверхностью. К.в.с. в помещении возникает на поверхности нагретого оборудования (сушилки, печи, горячие ванны и пр.) и поверхности строит, ограждений. В первом случае возникают восходящие компактные К.в.с., а у поверхностей наружных ограждений в холодный период года — ниспадающие плоские (пристенные). В вентилируемом помещении
Схеме конвективной воздушно* струм
1 — источник теплоты; 2—условные границы струи; 3 — распределение скорости воздуха в сечении z; 4 — распределение избыточной температуры; 5 — подстилающая поверхность; б — фокус струи; Q — общий поток теплоты, поступившей к поверхности; йк — поток теплоты конвективный; йл — то же, лучистый; wz и i?z — скорость и избыт, температура на оси в сеченииг, зд—расстояние от поверхности до фокуса do (do — диаметр плоского источника); гф — фактич. высота сечения над поверхностью; I— IV — границы характерных участков струи
действие К.в.с. приводит к темп-рному расслоению воздуха. Нагретые восходящие К.в.с. заполняют верхнюю часть помещения, образуя т.н. тепловую подушку. В слое воздуха на ее нижней границе обычно наблюдается значит, градиент темп-ры по вертикали. В нек-рых случаях при большой подвижности воздуха в помещении градиент уменьшается и наблюдается плавный переход темп-ры воздуха по вертикали. В нижней зоне помещения, прилегающей к наружным ограждениям, в холодный период года наблюдается аналогичное явление — возникновение слоя холодного воздуха. Здесь границы слоя размыты в результате действия приточных струй, средств транспорта и пр. Холодный воздух, растекаясь по полу помещения, прогревается и перемешивается с воздухом обслуживаемой или рабочей даны помещения. Однако вблизи наружной поверхности в холодный период образуется т.н. "дискомфортная зона". Для сокращения размеров дискомфортной зоны предусматривают установку нагреват. приборов, использование вертик. плоской приточной струи, препятствующей дутью, и др. меры.
При выборе вариантов организации воздухообмена в помещении возникает необходимость рассчитать расход воздуха, проходящего через сечение К.в.с. Если (2k, Вт, a z, м^ то расход воздуха, м3/с, транспортируемого К.в.с. через сечение, равен: Zz^J.S'W3^1^573.
Скорость и темп-рные поля пристенной К.в.с. отличаются от аналогичных полей свободных К.в.с. Гл. особенность поля скоростей — наличие пристенного
заторможенного ламинарного подслоя. В пристенной струе темп-pa воздуха на оси (совпадающей с поверхностью) обычно постоянна по высоте, т.к. избыточное теплосодержание пристенной К.в.с., в отличие от такового у свободной, линейно изменяется по высоте. Пристенные К.в.с. достаточно хорошо изучены в строительной теплофизике.
КОНВЕКТИВНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещений, осн. на передаче в них теплоты гл. обр. конвекцией, при к-ром температура помещения в его рабочей доне поддерживается на более высоком уровне (в отличие от лучистого отопления), чем средняя темп- ра внутр, поверхности (.радиационная температура помещения) его ограждающих конструкций. Широко распрост- ран. в нашей стране К.о. зданий и сооружений осуществляется системой отопления с вертик. отопительными приборами.
КОНВЕКТИВНО-ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН НА ПОВЕРХНОСТИ — совместный теплообмен поверхности с воздухом (конвекцией) и окружающими поверхностями (излучением).. Интенсивность конвективно-лучистого теплообмена на /-й поверхности площадью Ft и темп-рой п определяют по ф-ле Ск+ Л - кю (г/- /в) + ani (Ti- tR ) ] Fl, где а и и а,и — коэфф, соответственно конвективного и лучистого теплообмена, Вт/(м2,0С); /в — темп-pa внутр, воздуха, °C; tn — радиац. темп-pa помещения, осредненная относительно t-й поверхности.
В практич. расчетах обычно пользуются упрощ. зависимостью Qk+ л = = аш7(т,— tB)Fi, где <х Bi — суммарный коэфф, теплообмена на поверхности, равный: «ш = «»+ а л/ ^i~ (в)/(Т|— ^).
В помещениях с незначит. площадью нагретых и охлажд. поверхностей (?»щ (r) коэфф, теплообмена равен сумме конвективной и лучистой составляющих.
КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН — процесс теплообмена воздуха с поверхностью, обусловл. турбулентным перемешиванием неизотермич. масс воздуха и его теплопроводностью. Движение воздуха у нагретых или охлажд. поверхностей происходит под действием гравитац. сил, возникающих вследствие разности плотности различно нагретого воздуха у поверхности и в объеме помещения. Нагреваемый воздух, вытесняемый снизу более холодным воздухом, поднимается вверх. Подача и удаление воздуха системами вентиляции усиливают этот процесс. Вентиляц. и тепловые струи взаимодействуют между со-
бой, формируя опред. темп-рные и скоростные поля в плане и по высоте помещений. Обычно движение воздуха от разд, источников рассматривается изолированно, а взаимодействие между потоками учитывается дополнительно на основании упрощенных гипотез. Теплообмен воздуха с относительно небольшими нагретыми или охлажд. поверхностями осуществляется, как правило, в режиме конвекции свободной. На поверхностях ограждений и др. больших неизотермич. поверхностях наблюдается естеств. К.т., к-рыйвотличие от свободной конвекции происходит в стесненном огранич. объеме помещения (конвекция естественная). В условиях принуд, движения воздуха вдоль поверхности теплообмен определяется закономерностями конвекции вынужденной. Особый случай представляет К.т. плоских неизотермич. струй, настилающихся на поверхность ограждения (потолок, световые проемы и др.). Такой характер возду- хораспределения обычно используется при воздушном отоплении. Безотрывное развитие настилающейся струи обеспечивает наиболее полное омывание помещения обратным потоком воздуха. Темп-pa омываемых поверхностей при этом повышается и улучшаются комфортные условия. При настилании нагретой струи на остекл. поверхности обеспечивается также защита рабочей зоны помещения от ниспадающих холодных потоков воздуха.
В общем случае'составляющую К.т., Вт, в тепловом балансе произвольной поверхности (см. Тепловой режим здания) можно записать в след, виде: Ki = а и (fB— ti)F„ гдеаы — средний по поверхности Ft коэфф. К.т., Вт/(м2‘0С>; (в — темп-pa воздуха в помещении, °C; А — осредненная темп-ра поверхности, °C. Искомая величина а и зависит от режима конвекции и в каждом конкретном случае определяется из критериальных ур-ний К.т.
КОНВЕКТОР — отопительный прибор конвективного или конвективно- радиац. типа, главной частью к-рого является трубчато-ребристый нагреват. элемент. К. бывает трубчато-пластинчатый со
Конвектор без кожуха
а — общий вид при концевом исполнении; б — конвектор однорядный при проходном исполнении; в — двухъярусный концевой конвектор; 1 —- трубы;
2 — ребра; 3 — патрубки; 4 — калачи; 5 — распорка
Конвектор настенный с кожухом
а—малой глубины; б—средней глубины; 1 — нагревательный элемент; 2 — регулирующий клапан; 3 — тяга; 4— воздтаовыпускная решетка; 5 — кожух; б — кронштейн '
спирально-навивными на трубу ребрами или проволочными петлями, с накатными или литыми ребрами. К. выпускают с кожухом — настенные, напольные и без кожуха. Нагреват. элементы изготовляют из стали, алюминия, меди или комбинации этих материалов, кожух чаще всего — из стали. К. с кожухом обычно имеют воздушный клапан-заслонку для регулирования теплового потока вместо запорно-регулирующей арматуры, т.е. такие К. можно ' применять в гидравлически устойчивых и наиболее экономичных проточных однотрубных системах водяного отопления. Для удобства Очистки приборов их кожух или часть его выполняется съемным или имеет откидывающиеся детали, обеспечивающие доступ к нагревательным элементам. Настенные К. поставляются в комплекте с кронштейнами для крепления их на стене. Плинтусные, низкой и средней высоты К. выпускаются в концевом и проходном исполнениях. К. с кожухом передает в помещение конвекцией 85—95% всего теплового потока, причем кожух не только декорирует нагреватель, но и выполняет роль шахты, усиливающей подвижность воздуха у наружной поверхности нагреват. элемента и формирующей струю теплого воздуха в приборе. К. без кожуха передает конвекцией в помещение 70—80% всего теплового потока, оребрение имеет также декоративную и защитную ф-цию (установка перед ним экрана или кожуха ухудшает его тепловую хар-ку). К. с кожухом, как правило, имеют лучшие теплотехнические и экономические показатели, не требуют установки регулирующей арматуры на трубопроводах. Наиболее эффективно использование К. (особенно с кожухом) в однотрубных системах водяного отопления с большим расходом теплоносителя в отопит, приборах, т.к. их тепловой поток существенно зависит от скорости движения теплоносителя по трубам нагреват. элемента. К. рекомендуется применять в чистых помещениях, в первую очередь, в жилых и обществ, зданиях. Отечеств. К. рассчитаны на работу при избыточном давлении теплоносителя до 1 МПа и его темп-ре до 150°С.
КОНВЕКЦИЯ (от лат. convectio — привнесение, доставка) — перемещение микроскопич, частей среды (газа, жидкости), приводящее к массо- и теплообмену. Различают конвекцию вынужденную, конвекцию естественную, конвекцию свободную, конвекцию смешанную.
КОНВЕКЦИЯ ВЫНУЖДЕННАЯ у процесс теплообмена на поверхности, ' обтекаемой потоком воздуха. Режим обтекания поверхности протяжен-
Конвекция вынужденная
1 — локальный коэффициент конвективного теплообмена; 2 — толщина пограничного слоя; 3 — толщина ламинарного подслоя; I, И — эоны ламинарного и турбулентного режимов
ностью I потоком воздуха со скоростью V определяется критерием Рейнольдса Re - = vi/v, где v — кинематич. вязкость, м2/с. В условиях К.в. толщина пограничного слоя <5 значительно меньше, чем при конвекции свободной. В нач. области течения воздуха параллельноструйным течением образуется ламинарный пограничный слой <?л. Переход к турбулентному пограничному слою происходит на расстоянии /Кр - 7,8(1 /я), характеризуемом значением критерия Re-5105. Среднее значение коэфф. конвективного теплообмена: для ламинарной зоны а к = 3,94(v/Z)0,5, для турбулентной ак = 5,95у0,8,/ ~ 0,2 (при темп-ре воздуха 20°С). Понижение или повышение темп- ры воздуха на 20°С соответствует возрастанию . или снижению значения ак примерно на 7%. 1
КОНВЕКЦИЯ ЕСТЕСТВЕННАЯ — процесс теплообмена на нагретой или охлажд. поверхности, располож. в
Конвекция естественная
Качественное сопоставление пограничных слоев при свободной (2) и естественной (2) конвекции; зоны:/ — ламинарного режима; II — турбулентного режима; III — торможения
огранич. объеме неподвижного воздуха. К.е. так же, как и конвекция свободная, вызывается действием только гравитац. сил, возникающих вследствие разности плотности воздуха у неизотермич. вертик. поверхности и в объеме помещения. Однако наличие пола и потолка приводит к возникновению зоны торможения, возрастанию коэфф, конвективного теплообмена а кх по направлению оси х, деформации остальных зон и общей интенсификации процесса теплообмена. Экспериментально выявленные значения а кх в условиях К.е. имеются только для нек-рых частных случаев. В практич. расчетах обычно используют общие закономерности конвекции свободной. ■
КОНВЕКЦИЯ СВОБОДНАЯ - процесс теплообмена на нагретой или охлажд. поверхности, свободно располож. в неогранич. объеме неподвижного воздуха. К.е. вызывается действием гравитац. сил (за счет разности темп-p поверхность — воздух) и вязкостью воздуха. В потоке около вертик. поверхности (^разуется пограничный слой, толщина к-рого вначале возрастает по направлению движения. На расстоянии /кр от нижней границы вязкий (ламинарный) слой переходит в турбулентный с пост, толщиной и неизменной интенсивностью конвективного теплообмена. В помещениях при небольших разностях темп-p на поверхностях (обычно A t * 3—5°С) критич. размер /Кр не превышает 0,3 м. При увеличении разности темп-p расстояние еще более сокращается, что позволяет принимать режим движения турбулентным по всей высоте свободно располож. поверхности. В области турбулентного режима локальные и средние значения коэфф. конвективного теплообмена одинаковы (автомодельный режим). Для вертик. неизотермич. поверхностей их достаточно точно определяют по фор-ле
Пограничные слои при хонвекцнм свободной дА — толщина ламинарного подслоя; I — ламинарный режим; II — переходная зона; III — турбулентный режим
шшшшбб
шш
шш
б
б
Движение воздуха прм конвекции свободной около горизонтальной нагретой поверхности, обращенной вверх (л) и вниз (б)
а к» 1.66А?1 3 (при средней темп-ре воздуха в помещении и поверхности 20°С). При повышении или понижении средней темп-ры на 10°С численный коэфф. соответственно уменьшается или увеличивается на 1 % •
Движение воздуха в режиме К.с. около горизонт, поверхностей происходит иначе, чем около вертикальных. Воздух к средней части нагретой (обращ. вверх) и охлажд. (обращ. вниз) поверхности поступает по нормали. Возникает т.н. "сахара- эффект", при к-ром воздух подходит к поверхности по границам своеобразных шестигранников и отходит в их центрах. К границам поверхности небольших размеров воздух подтекает беспрепятственно, и коэфф, конвективного теплообмена возрастает. При увеличении площади поверхности подтекание воздуха ухудшается и значение а к снижается. Заметное снижение интенсивности конвективного теплообмена наблюдается около нагретых горизонт, поверхностей, обращ. вниз. Здесь так же, как и в первом случае, с увеличением площади поверхности осложняется подтекание воздуха к ней и средний коэфф, конвективного теплообмена уменьшается. В практич. расчетах используют ту же общую зависимость, принимая численный коэфф, равным 1,16 при направлении теплового потока сверху вниз и 2,26 — снизу вверх.
КОНВЕКЦИЯ СМЕШАННАЯ — процесс конвективного теплообмена на нагретой или охлажд. поверхности с учетом общей подвижности воздуха в помещении, обусловл. работой систем вентиляции и др. принудит, источников, что в общем случае приводит к усилению конвекции естественной на поверхностях. При лобовом обтекании неизо- термич. поверхности вынужденным потоком воздуха обычно используется правило Мак-Адамса, согласно к-рому при совместном действии конвекции свободной и конвекции вынужденной расчетный коэфф. конвективного теплообмена «к принимается большим из двух частных
значений. При продольном обтекании неизотермич. поверхности протяженностью / вынужденным потоком со скоростью w значение а к определяется по закономерностям свободной или вынужденной конвекции. В первом случае фактам, разность темп-p А/ между поверхностью и воздухом помещения увеличивается на величину эквивалентной надбавки A tv ” - 60w//, учитывающей соответствующее повышение скорости гравитац. потока. Во втором — скорость движения вынужденного потока № складывается со скоростью гравитац. потока vc, определяемой из приведенного соотношения по фактич. темп-рному перепаду А,.
КОНГРУЭНТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ (от лат. congruens — соответствующий, совпадающий) — плавление хим. соединения без разложения. Продукты К.п. способны к возврату в первонач. твердое состояние.
КОНДЕНСАТ (от лат. condentatus — уплотненный, сгущенный) — жидкость, образующаяся при конденсации газа или пара. Различают по месту появления К. водяной и К. попутный.
К. водяной — продукт конденсации водяного пара, т.е. фазового превращения его в жидкое состояние с выделением теплоты конденсации. Кол-во теплоты, выделяемое 1 кг сухого насыщ. пара при его конденсации, соответствует величине уд. теплоты испарения, зависящей от давления, под к-рым находится конденсирующийся пар. Темп-pa пара и К. до завершения конденсации пара при пост, давлении остается, как и в процессе парообразования, неизм. и равной темп-ре насыщения. В системах парового отопления конденсация пара происходит в отопительных приборах. Отведенная от них теплота используется для нагревания помещений.
К. попутный образуется в результате частичной конденсации пара по мере его продвижения по паропроводу системы парового отопления, даже теплоизолированному. К. попутный уменьшает пропускную способность паропровода, а также вызывает образование в нем водяных пробок, являющихся причиной гидравлических ударов. Во избежание этого в системах парового отопления предусматривается осушка паропровода.
КОНДЕНСАТНЫЙ НАСОС — насос (обычно центробежный), предназнач. для перемещения конденсата. К.н. применяют в разомкнутых системах парового отопления для перемещения конденсата из бака конденсатного в паровой ко
тел. Конструкции К.н. обеспечивают их надежную работу при темп-ре перекачиваемого конденсата до 125 и 160°С. В системах парового отопления устанавливаются, как правило, дм параллельно работающих К.н. для суммарной подачи конденсата в кол-ве, равном 2-часовому его сбору. Развиваемое каждым К.н. давление должно быть достаточным для преодоления гидравлич. сопротивления конденсатопровода, давления в точке, куда подается конденсат, и гидростатич. противодавления при необходимости подъема конденсата. К.н. заглубляется ниже миним. уровня конденсата в баке на величину, предотвращающую возникновение кавитации в насосе.
КОНДЕНСАТОПРОВОД — трубопровод, по к-рому конденсат от тепло- обм. устройств потребителей транспортируют к паровым котлам источника теплоты. У потребителей по К. системы сбора конденсат движется от теплообменных аппаратов к баку конденсатному под давлением, образующимся после конден- сатоотводчиков. Это возможно, если конденсат не переохлажд. и избыточное давление после конденсатоотводчика больше, чем давление в К. При движении конденсата через конденсатоотводчик происходит его вторичное вскипание с образованием пара. Такой же процесс протекает и при движении конденсата по конденсатопроводной сети из-за падения давления при преодолении гидравлич. сопротивлений. В результате вскипания по конденсатопроводной сети движемся пароводяная смесь, плотность к-рой меньше плотност воды. При гидравлич. расчете К. учитывают среднюю плотность пароводяной смеси, получающейся в результате вскипания конденсата. От сборных конденсатных баков к паровым котлам конденсат транспортируется по напорным К., в к-рых поддерживается избыточное давление при всех режимах возврата конденсата. Эти К. составляют наружную часть общей конденсатопроводной сети. Как правило, применяют закрытые системы сбора и возврата конденсата к источнику теплоты. Открытые системы с самотечным возвратом конденсата используют лишь в малых системах теплоснабжения.
В системах отопления К. принадлежит конкретному зданию и предназначен для перемещения конденсата от отопительных приборов или калориферов до теплового пункта или источника теплоты (генератора пара). В системах парового отопления К. может быть "сухим" и "мокрым", самотечным и напорным, а также двухфазным. "Сухим" наз. самотечный К,, заполн. конденсатом и воздухом, а при перерывах в работе системы освобождающийся от конденсата. В
системе парового отопления низкого и' повыш. давления "сухим" является К., идущий от отопит, приборов до уровня конденсата в замкнутой системе или до конденсатного бака в разомкнутой системе отопления. "Мокрым" считается К., всегда заполн. конденсатом; "мокрым" самотечным — К. в замкнутой системе парового отопления низкого давления от уровня конденсата до генератора пара; "мокрым" напорным — К. отопит, приборов до кон- денсатоотводчика, по к-рому конденсат перемещается под остаточным давлением в отопит, приборах, а также К. после конденсатного бака, в к-ром конденсат перемещается под давлением, создаваемым конденсатным насосом или имеющимся в баке. К. в системе парового отопления высокого давления между конденсатоот- водчиком и конденсатным баком или баком-сепаратором может быть напорным двухфазным, при этом второй фазой является пролетный пар или пар вторичного вскипания.
КОНДЕНСАТОР — теплообм. аппарат в вентиляции и кондиционировании воздуха, являющийся составной частью холодильных машин и служащий для отвода теплоты от холодоносителя в холодильном цикле. В К. происходит переход парообразного холодильного агента в жидкое состояние. Общее кол-во теплоты, к-рое должно быть отведено от К. (тепловая нагрузка на К.), складывается из теплоты, затрач. на перегрев паров, скрытой теплоты парообразования и в нек-рых случаях теплоты переохлаждения жидкого хладагента. В холодильных машинах, обслуживающих систему кондиционирования воздуха, используют в осн. К., охлаждаемые водой, и реже — воздухом. Водоохлаждаемые К. холодильных машин большой произ-сти кожухотрубные. По трубкам, находящимся внутри кожуха и имеющим внешнее оребрение, проходит вода с относительно большой скоростью (до 1,5 м/с). Горячий пар хладагента проходит в межтрубном пространстве. Его движение, как и движение воды в трубках, организуется с помощью перегородок по многоходовой схеме. Съемные крышки обеспечивают возможность периодич. осмотра и обслуживания теплообменного аппарата. Для предотвращения взрыва паров хладона при повышении давления предусмотрен предохранит. клапан. Существует неск. разновидностей кожухотрубных теплооб- менников-К. Помимо кожухотрубных известны разл. оросит, и испарит. К., в к- рых для отбора теплоты от хладоносителя на внешн. поверхности трубок используют испарительное охлаждение воздуха. В холодильных машинах малой произ-сти применяют теплообменники-К., устроенные по принципу "труба в трубе", в меж
трубном пространстве к-рых движется охлаждающая жидкость. Воздухоохлаждающие К., выполненные в виде отд. агрегатов, включающих в себя собственно теп- лообменник-К. и вентилятор осевой для обдува теплообменника, имеют батареи змеевиков из тонкостенных латунных трубок малого диаметра с пластинчатым оребрением. Змеевики присоединяют к коллекторам, нижний из них соединен с ресивером, в к-ром накапливается жидкий хладагент. При выборе холодильной машины проводят поверочный расчет соответствия площади теплообмена К. требуемой.
КОНДЕНСАТОР В СИСТЕМЕ ТЕПЛОНАСОСНОГО ОТОПЛЕНИЯ — теплообменный аппарат пароводяной, в к-ром пар превращается в жидкость при соприкосновении с охлаждаемой поверхностью. К. входит в состав теплового насоса, применяемого доя отопления и охлаждения зданий. Процесс конденсации паров происходит при пост, давлении и темп-ре с выделением теплоты. Обычно применяется К. кожухотрубчатого типа, в к-ром охлаждающая вода циркулирует внутри трубок, а пары движутся в межтрубном пространстве и конденсируются на наружной поверхности трубок.
КОНДИЦИОНЕР — агрегат для обработки приточного воздуха с целью создания и автоматич, поддержания в помещении, отд. зоне или технологии. аппарате определ. параметров воздушной среды, вне зависимости от изменений атм. или внутр, условий. Существуют К. автономные, местные неавтономные, К.-доводчики и центральные. 1
Автономный К. — разновидность местного неавтономного К. Его выполняют в виде шкафа со встроенной холодильной машиной с огранич. произ-стью по воздуху и холодильной мощностью. Автономные К. общего назначения подразделяют в зависимости от способа охлаждения конденсатора холодильной машины — с водяным и воздушным охлаждением. Первые имеют два отсека: компрессорно-конденсаторной группы и для воздухообрабатывающегообо- рудования (испарителя, вентилятора) .Для охлаждения К. предусматривают систему оборотного водоснабжения. Вторые используют, как правило, наружный воздух или воздух помещения, к-рый после нагрева удаляется. Применяют их в виде оконных, агрегатных и двухблочных. Коконным относятся бытовые К. Для обеспечения доступа наружного воздуха в ковденсаторно-комп- рессорный отсек, отгороженный от отсека для охлаждения внутреннего воздуха, их устанавливают в окне. В агрегатных К., напр. крановых, для охлаждения конденсатора используется воздух цеха, в к-ром работает
кран со смонтированной на йен кабиной; в двухблочных К.—конденсаторсвентилято- ром выделен в отд. блок. Отделенный от осн. части К. конденсаторный блокустанавлива- ют в удобном месте, что является конструктивным преимуществом.
Местный неавтономный К. в отличие от автономного не имеет встроенных источников тепло- и холодоснаб- жения, а теплота и холод к нему поступают по трубопроводам от центр, источников. Конструктивно эти К. подразделяют на агрегатные и блочные. Наибольшее распространение в отечеств, кондиционеростроении получили агрегаты типа КТН, рассчит. на разл. воздухо- произ-сть. Типовые отечеств. К. имеют одинаковую высоту и глубину и различаются по ширине в зависимости от воздухо- произ-сти. Обработка воздуха осуществляется в камере орошения и воздухонагревателе. Возможно использование К. как в прямоточном режиме, так и в режиме рециркуляции воздуха. Агрегатный К. обладает высокой комплектностью и занимает меньшую, чем центральные К., площадь. Блочные К. собирают из отд., блоков в горизонт, или вертик. плоскости. Вертик. сборка обеспечивает экономию производств, площади, в то же время горизонт, расположение блоков удобно в помещениях малой высоты. Нагрев и охлаждение воздуха осуществляются в блоках поверхностных теплообменных аппаратов, для увлажнения воздуха служит контактный теплообменник в виде многослойных орошаемых пластин или паровые увлажнители. Блочные К. могут располагаться на кровле зданий.
Кондиционер-доводчик— разновидность местного неавтономного К., к-рый в сочетании с центральным К. образует центрально-местную " систему кондиционирования воздуха, получившую распространение в зданиях с большим числом комнат. Их устанавливают в каждом помещении, как правило, подокнами, и они совмещают функции кондиционирования воздуха и отопления. Наружный воздух в обьеме сан. нормы поступает в доводчик из центрального К., где он проходит обработку, общую для всех помещений. В К.-доводчике наружный воздух смешивается с рециркуляц. из помещения, обеспечивая в смеси требуемые темп-ру и влажность для данного помещения. Заданные параметры смеси обеспечиваются за счет обработки рециркуляц. воздука в поверхностном теплообменнике доводчика. В зависимости от тепловой обстановки в помещении в теплообменнике К. происходит нагрев или охлаждение рециркуляц. воздуха. Тепло- или холодоноситель подводится к теплообменнику по трубопроводам.
, Теплообменники присоединяют по двух-, трех- и четырехтрубной схеме. В
двухтрубной осуществляется поперем. движение по одним и тем же трубам горячей (теплоносителя) и охлажд. (хладо- носителя) воды. В трехтрубной схеме подающие трубопроводы горячей и холодной воды разделены, а обратный трубопровод общий. В четырехтрубной для снабжения доводчика горячей и холодной водой служат раздельные пары трубопроводов. Используют вентиляторные и зжекц. К.-доводчики. В первых перемещение рециркуляц. воздуха через теплообменник осуществляется встроенным вентилятором диаметральньш , во вторых рециркуляц. воздух эжектируется в смесит, камеру. Разряжение в камере создается за счет сопел-эжекторов, из к-рых с большой скоростью подается первичный наружный воздух, обработанный в центральном К. Осушка воздуха в! случае надобности проводится при его охлаждении в поверхностном воздухоохладителе. Для сбора конденсата в К. имеется поддон. При необходимости в него может быть залита вода (в холодное время года) для увлажнения воздуха. В течение отопит, периода в нерабочее время суток центральный К. не работает, а теплообменники доводчиков работают в режиме Дежурного отопления без принудит, циркуляции внутр, воздуха.
Центральный кондиционер расположен на удалении от обслуживаемого помещения. Используется для обслуживания крупного помещения или ряда помещений со сходным тепловлажностным режимом. В нашей стране широко применяют центр. К. из типовых секций, каждая из к-рых выполняет определ. технологич. функцию. Секции монтируются на всасывающей стороне вентилятора вентиляторного агрегата и имеют одинаковые для каждого номера стыковочные размеры. Секции подразделяют на функцион. и вспомогательные. Осн. функцион. включают в свой состав фильтр воздушный, поверхностный воздухоохладитель, увлажнит, аппарат, воздухонагреватели первого и второго подогрева, отключающие и регулирующие клапаны. В рециркуляц. системах для смешения наружного и внутр, воздуха устанавливают смесит. камеры (секции) и используют дополнит, вентиляторные агрегаты. Вспомогат. секции монтируются между основными и предназначены для обслуживания последних. Для доступа к осн. секциям вспомогат. оборудуют герметичной дверью.
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА — процесс создания и поддержания определ. параметров воздушной среды в помещениях зданий, сооружений и транспортных средств.
Техника К.в. развивается с начала XX в. Первые системы с камерами орошения и холодильными установками
появились в США и странах Зап. Европы. Значит, импульс широкому распространению К.в. был придан в начале 30-х гг. с появлением безопасного холодильного агента — фреона и работающих на нем холодильных установок. В западноевропейских странах развитие К.в. связано в большей степени с его использованием в обществ, зданиях, где оно начало широко внедряться в первой половине 50х гг., а через 10 лет — ив жилых домах.
В нашей стране развитию техники кондиционирования способствовали исследования в области тепломассообмена, разработка методов расчета установок кондиционирования воздуха. Известны труды А.А. Крауза, А.Н. Селиверстова, фундамент, труд под ред. Н.В. Дегтярева. Большой вклад в развитие теории и техники кондиционирования внесли такие специалисты, как А.А. Гоголин, А.В. Нестеренко, Е.Е. Карпис, Е.В. Стефанов, О.Я. Кокорин, П.В. Участкин, В.Н. Тете- ревников, И.Г. Сенатов.
В 1950 Б.В. Баркалов разработал технич. указания по проектированию и расчету систем кондиционирования воздуха. Расчеты процессов и оборудования в системах кондиционирования воздуха базируются на диаграмме I—d влажного воздуха, к-рая была создана в 1918 г. Л.К. Рамзиным. В США и нек-рых др. странах для этой же цели пользуются психро- метрич. диаграммой, впервые опубликованной в 1911 В. Кэррирером. В странах Европы обычно применяют /—х-диаграм- му Молье, опубликованную им в 1921.
Поддержание параметров воздухохо- да обеспечивается подачей в помещение приточного воздуха. Обработка его с целью придания Необходимых свойств осуществляется в кондиционере. Сеть воздуховодов, по к-рой воздух транспортируется от кондиционера до помещения, воздухораспределители, раздающие приточной воздух в помещениях, и кондиционеры составляют систему кондиционирования воздуха, позволяющую поддерживать заданные темп-ру, влажность и скорость движения воздуха, его чистоту, газовый состав, ароматич. запахи, содержание легких и тяжелых ионов, а в ряде случаев и барометрии. давление.
Параметры внутр, воздуха, обеспечиваемые системой, определяются гигиенич. и технологич. требованиями. При определении параметров по технологич. соображениям учитывают многообразие их связей с технологич. процессом. Для большинства произ-в осн. параметрами, влияющими на качество продукции, оказываются темп-pa и влажность воздуха. Во многих случаях требуется поддержание постоянства технологич. параметров в течение всего года. Допустимые отклонения от них составляют
± 0,01—0,5°С для темп-ры и 1—5% для относит, влажности воздуха. Гигиенич. условия в помещениях, за исключением особых случаев, определяются темп-рой, влажностью и подвижностью воздуха. Системы кондиционирования обеспечивают оптим. внутр, параметры, соответствующие ощущению человеком теплового комфорта. Комфортные параметры зависят от времени года и тяжести выполняемой работы. При их поддержании допускаются отклонения тем-ры до + 1,5°С и относит, влажности воздуха до ±15%.
В соответствии с принятыми нормами проектирования К.в. подразделяют на три класса. Первый — обеспечивает в. производств, и др. помещениях технологич. параметры воздуха; второй — комфортные внутр, условия; третий — поддержание в помещениях допускаемых внутр, условий в р-нах, характеризующихся высокими темп-рой и энтальпией наружного воздуха, при этом К.в. выполняет роль вентиляции. Соответственно этой классификации различают комфортные и технологические системы кондиционирования воздуха.
К.в. в нашей стране применяют прежде всего на пром, предприятиях, технологич. процесс в к-рых требует поддержания определ. параметров микроклимата, а также в зрелищных, спортивных, выставочных, административных и ряде больничных зданий.
КОНТЕЙНЕРНЫЙ ПНЕВМОТРАНСПОРТ — разновидность пневматического транспорта, при к-ром транспортируемый материал перемещается по трубопроводу в спец, контейнерах \ или патронах под воздействием сжатого воздуха.
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬ - НЫЕ ПРИБОРЫ — устройства для получения информации о состоянии технологич. процессов путем измерения их параметров *(темп-р, давлений, расходов, уровней). К К.-и.п. относятся первичные приборы и измерит, преобразователи. Первичные приборы могут быть показывающими, сигнализирующими, самопишущими и с дистанц. передачей показания на расстоянии (к вторичному прибору). К измерит, преобразователям относятся датчики и преобразователи, работающие в комплекте со вторичными или регулирующими приборами.
Темп-ру теплоносителя измеряют с помощью термометров, к-рые подразделяют на термометры расширения, термоэ- лектрич., преобразователи, термопреобразователи сопротивления. Существуют термометры расширения жидкостные, дилатометрич. и манометрии.
' Жидкостные технич. термометры основаны на тепловом расширении термометрии.
Схемы присоедмиеиия термопреобразователей сопротивления
а—двухпроводная; б—трехпроводная; в—чстырех- проводная; 1, 2 — токовые проводы; 3, 4— потенциальные; ТС — термопреобразователь сопротивления
жидкости, заключенной в резервуаре'. Их выпускают типа ТТ с пределами измерения от -30 до 200°С и типа ТТЖ — от -35 до 200°С. Эти термометры применяют в оправах и без них. Оправы могут быть двух типов — прямые типа ОТП и угловые типа ОТУ. Термометры ртутные стеклянные электроконтактные используют для сигнализации или поддержания пост, темп-ры от -30 до 300°С: типа ТЗК — с заданным пост, рабочим контактом, типа ТПК — с подвижным рабочим контактом. Термометры дилатометрич. применяют в качестве реле для сигнализации или датчиков для двухпозиц. регулирования темп-ры воды. Их принцип действия основан на использовании разности коэфф, линейного расширения материалов биме? таллич. пластины — инвара и латуни. К таким приборам относятся реле темп-рные дилатометрич. типа РТ-200 с пределами измерения 25—200°С и с одним размыкающим контактом. Термометры мано- метрич. состоят из термосистемы, включающей термобаллон, соединит, капилляр, чувствит. элемент (маиометрич. пружину), и показывающего, самопишущего или сигнализирующего устройства. Действие этих термометров основано на использовании зависимости между темп- рой и давлением рабочего тела в замкнутой герметичной системе. По виду рабочего тела манометрич. термометры могут быть газовыми (типа ТПГ4, ТГС), жидкостными (типа ТПЖ4, ТЖС) и конденсационными.
Термоэлектрич. преобразователи (термопары) имеют термоэлемент, к-рый развивает термоэдс, соответствующую темп-ре и измеряемую с помощью вторичных приборов (милливольтметров и потенциометров) или измерит, схемы регулирующего прибора. По материалу электродов термоэлемента термоэлектрич. преобразователи, применяемые в водяных системах теплоснабжения, делят на хромель-копе- левые (ХК) ихромель-алюмелевые (ХА).
Их изготовляют без чехла и со стальным чехлом — соответственно типам ТХК- 0179 и ТХА-0179; они имеют стандартные градуировки шкал вторичных приборов ХКи ХА, пределы измерения -50—бОО^С, длину монтажной части 10—2000 мм, макс, давление 0,4—6,4 МПа.
Термопреобразователи сопротивления основаны на свойстве металлов изменять электрич. сопротивление в зависимости от темп-ры. Сопротивление, соответствующее темп- ре, измеряется вторичными приборами — логометрами, автоматич. мостами или с помощью измерит, схемы регулирующего прибора. В зависимости от материала чувствит. элемента эти термопреобразователи могут быть медными или платиновыми., Стандартные градуировки шкал вторичных приборов: 50М и 100М — при измерении медным термопреобразователем (сопротивление при 0°С 50 и 100 Ом соответственно) и 10П, 50П и 100П — при измерений платиновым термопреобразователем (сопротивление при 0°С 10; 50 и 100 Ом). Выпускают медные термопреобразователи сопротивления типа ТСМ- 0879 с градуировкой 50М и 100М и пределами измерения -50—200°С для установки на трубопроводах; типа ТСМ-0879- 01 — с теми же пределами, но без коробки для зажимов проводов; типа ТСМ-1079 — с пределами измерения 0—50°С для установки в помещениях. Платиновые термопреобразователи сопротивления аналогичны по применению и конструкции медным, но имеют др. пределы измерения: типа ТСП-08 79 — от -50 до 600°С, типа ТСП-0879-01 — от -50 до 300°С, типа ТСП-1079 — от 0 до 50°С и градуировку — 50П, 100П. Существуют различные схемы присоединения термопреобразователей сопротивления к измерительным приборам. В 4-проводной схеме полностью исключается влияние сопротивления присоединенных проводов на точность измерения. Термоэлектрич. преобразователи и термопреобразователи сопротивления монтируют с помощью бобышек, привариваемых к трубопроводам и бакам. Преобразователи устанавливают перпендикулярно потоку либо под углом навстречу потоку. На трубопроводе малого диаметра предусматривают расширение. Для преобразования сигналов в унифицированные термопреобразователи
ТСП и ТСМ присоединяют к измерит, преобразователям НП561, НП562, НП563. , Давление и перепад давлений измеряют манометрами и дифференциальными манометрами. По принципу измерения эти приборы делят на две группы: с упругими чувствит. элементами (деформац.) и жидкостные. Приборы деформац. выпускают: с трубчатой манометрической пружиной, мембранные, сильфонные, с отсчетным устройством без выходного сигнала — показывающие и самопишущие, без отсчетных устройств с электрич. выходным сигналом, с отсчетным устройством и электрич. вы- ■ ходным сигналом. Приборы жидкостные выпускают поплавковыми и с видимым уровнем.
Расход и кол-во воды в системах теплоснабжения измеряют расходомерами перем, перепада давления, электромагнитными (индукц.) и ультразвуковыми расходомерами, скоростными счетчиками, измеряющими' массу или объем воды, прошедшей через прибор в единицу времени (расход) или за какой-либо промежуток времени (час, сутки). В расходомерах перем, перепада давления измерение расхода основано на зависимости перепада давления в сужающем устройстве, - устанавливаемом на трубопроюде, от расхода измеряемой среды. В комплект этих расходомеров входят сужающее устройство (норм, диафрагма), диффеяц. манометр, соединит, трубки с уравнит^ сосудами, вентили и вторичный прибор. Осн. данные и методику расчета диафрагм, их монтажсов- меспю'с дифманометрами регламентируют действующими стандартами. Выпускают диафрагмы камерные типа Д КС — для тру- бопроводовс Dy - 50.. .500 мм и давлением до 10 МПа и диафрагмы бескамерные типа ДВС — с Dy - 300...600 мм и давлением до 4 МПа. В качестве дифманометров применяют поплавковые типа ДП, сильфонные типа ДС, мембранные типа ДМ-3583М, ДМ- . ЭР, преобразователи Сапфир-22М-ДД.
Электромагнитные (индукц.) расходомеры основаны на использовании закона электромагнитной индукции — в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется эдс, пропорцион, скорости движения жидкости. Расходомеры типа ИР-61 состоят из первичного измерительного преобразователя ПРИМ или ПР и передающего измерит, преобразователя ИУ-61, на выходе к-рого формируется унифициров. сигнал в пределах 0—5 мА, пропорциональный измеряемому расходу, к-рый поступает ко вторичному или регулирующему прибору. Макс, рабочая темп-pa измеряемой среды до 150°С.
Скоростные счетчики (водомеры) различают по типу чувствит. элемента (крыльчатые, турбинные), темп-ре измеряемой воды (холодная, го-
рячая), наличию устройства для дистанц. передачи показаний. Для холодной воды (до 30°С) выпускают крыльчатые счетчики типа УВК с Dy - 20...40 мм и турбинные счетчики типа ВТ с Dy - "50... 150 мм; для горячей воды (до 90°С) — турбинные счетчики типа ВТГ с Dy - 50... 150 мм. Освоен выпуск водомеров крыльчатых типа ВСКМ, турбинных типа СТВ для холодной воды и турбинных типа СТВГ-1 и СТВГ-П (с дистанц. передачей импульсных сигналов) для горячей воды.
Измерение уровней осуществляется уровнемерами механич. и электрич. типа и сигнализаторами уровня. К уровнемерам механич. типа относятся указатель уровня типа УМП-100, предназ- нач. для измерения уровня воды в резервуарах с атм. давлением и тёмп-рой до 60°С; пределы измерения 0—1 м. К у р о в н е- мерам электрич. типа относятся индикаторы уровня электронные типа ЭИУ-2 для измерения уровня в резервуарах с давлением до 2,5 МПа и темп-рой от -40 до 200°С; пределы измерения 1—20 м. Сигнализаторы уровня и уровнемеры с дистанц. передачей показаний см. Регулятор уровня жидкости.
Вторичные приборы — устройства, воспринимающие сигналы от первичного прибора или передающего измерит, преобразователя и преобразующие его в форму, удобную для восприятия информации диспетчером и обслуживающим персоналом. Они мо1ут быть показывающими, регистрирующими (самопишущие, печатающие) и комбинированными. Вторичные приборы устанавливают на щитах и в шкафах в местах, наименее подверженных вибрации и влиянию электромагнитных полей. Типы и принцип действия регулирующих приборов см. Электронные автоматические регуляторы.
■ КОНФУЗОР — фасонная часть воздуховода, служащая для соединения и плавного перехода большого сечения воздуховода в меньшее. Движение воздуха в К. характеризуется тем, что динамич. давление в нем в направлении движения потока увеличивается, а статич. — уменьшается. При круглых воздуховодах К. имеет вид усеч. конуса, при квадратных — усеч. ' пирамиды. Наиболее часто К. используют для подсоединения воздуховода к всасывающей стороне вентилятора радиального, что позволяет уменьшить коэфф. местного сопротивления (вследствие более плавного сужения воздушного потока и предотвращения отрыва пограничного слоя и образования вихрей), а следовательно, уменьшить потери давления, развиваемого вентилятором.
КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ — устройство.
фокусирующее солнечное излучение на приемник излучателя, располагаемый в фокальной точке или на фокальной линии коллектора солнечной энергии. В качестве К.с.и. используются отражатели или линзы. Отражатель — зеркальная поверхность, отражающая солнечные лучи на поглощающую поверхность коллектора солнечной энергии с целью увеличения плотности потока солнечного излучения. В коллекторе используются также т.н. линзы Френеля, имеющие концентрич. кольцеобразные поверхности с различным углом наклона, благодаря чему достигается фокусирование лучей в одну точку. В системах солнечного отопления применяются параболоцилиндрич. концентраторы (фоклины), фокусирующие солнечное излучение на трубчатый приемник. К.с.и. оцениваются по степени концентрации солнечного излучения, к-рая равна отношению плотности потока излучения на поверхность поглотителя к плотности потока излучения, поступающего на площадь апертуры (действующего отверстия) концентратора. Степень концентрации может достигать 10 000 и более, а для параболоцилиндрич. концентраторов — 100.
КОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ ГРАНИЦЫ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗА — предельные концентрации горючего газа в смеси с воздухом, при к-рых смесь воспламеняется и горит. Газовоздушная смесь способна гореть только при определ. соотношении горючего газа и воздуха. Наименьшая концентрация горючего газа в смеси, при к-рой газ зажигается (бедная смесь), наз. нижним пределом воспламенения, а наибольшая, при к-рой газ может гореть (богатая смесь), — верхним. Подогрев газовоздушной смеси раздвигает границы зажигания. Наличие их в осн. объясняется снижением темп-ры горения для бедных и богатых смесей. При потерях теплоты в окружающую среду темп-ра пламени так сильно падает, что смесь не способна гореть. Для бедных смесей она падает потому, что необходимо нагревать большое кол-во лишнего воздуха, не участвующего в процессе горения. У богатых смесей лишнего воздуха нет, наоборот, значит, часть газа не обеспечена им для горения и не может гореть. На нагрев этого газа расходуется значит, кол-во теплоты, из-за чего темп-ра падает. Границы зажигания для метана и природного газа—5 и 15%, для пропана —2,4 и 9,5%. Для обнаружения утечек газа с запасом по отношению к нижнему пределу воспламенения запах газа должен резко ощущаться при его концентрации в 1 % —для природного газа и 0,5% — для сжиж.
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ — способность металла или ме
таллич. сплава хорошо сопротивляться воздействию внешн. агрессивной коррозионной среды. В каждых конкретных условиях (состав среды, концентрация, темп-ра, скорость движения среды и др.) металл может быть коррозионно-стойким , или нестойким. Мерой К.с. служит скорость коррозии металла в данной среде и в данных условиях. Чем меньше эта скорость, тем коррозионная стойкость выше. Скорость коррозии металлов часто выражают массой металла, превращ. в продукты коррозии за единицу времени с единицы его поверхности. Кол-во разруш. металла можно определить толщиной <5, , м, слоя металла, превращ. в продукты коррозии за определ. время: <5 - К/100(^), где К—масса прокорродированного металла, г, с 1 м2 поверхности за 1 год; р — плотность металла.
КОРРОЗИОННЫЙ ИНГИБИТОР (замедлитель) — любое соединение, подавляющее коррозию, вне зависимости от того, на какую электрохимич, реакцию оно влияет. Наиболее распростран. К.и. для нейтр. и слабощелочных сред — бикарбонат кальция, кремнекислый натрий; для кислых — каптакс, катапин, уротропин; для пароконденсатных — гидразингидрат, аммиак, смесь аминов жирных к-т, для воздушных сред — нитрит дициклогексиламина (НДА), карбонат дициклогексиламина (КЦА).
КОРРОЗИОННЫЙ ПАССИВАТОР — соединение, тормозящее развитие только анодной реакции в процессе коррозии. Любой К.п. является ингибитором (замедлителем) коррозии. Разработаны и реализуются водно-хим. режимы паровых котлов с использованием защитного действия таких соединений. Пассивирующие растворы содержат след, компоненты: пассиватор, щелочной реагент,комплексообразователь.
Различают низкотемп-рную (24—93°С) и высокотемп-рную (более 100°С) пассивацию.
КОРРОЗИЯ (от позднелат. corrosio — разъедание) — вредное поверхностное разрушение твердых тел разл. физ.-хим. и биологич. агентами.
КОРРОЗИЯ-КРЕКИНГ — собират. термин для межкристаллитного и транскристаллитного корроз. растрескивания металлов. См. Коррозия металлов межкристаллитная, Коррозия металлов транскристаллитная.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ — разрушение металлов вследствие хим. или элек- трохим. взаимодействия с внешн. их омывающей средой. Протекает на границе ме-
талл — окружающая среда. В результате ее металлич. изделие может потерять ряд полезных технич. свойств, наир, прочность и пластичность (в т.ч. поверхностей нагрева, труб, частей машин и сооружений). К.м. может привести к увеличению трения между движущимися частями машин-м приборов, нарушению герметичности аппаратов, а также прямым потерям металлов (ок. 8% нач. массы). К.м. классифицируют: по поверхности воздействий — внешн., внутр.; по геометрич. характеру корроз. разрушений — сплошная, подповерхностная, межкристаллитная, транскристаллитная, избирательная; по характеру взаимодействия металла со средой — химическая и электрохимическая; по типу коррозионной среды —- атм., газовая; по характеру дополнит, воздействий, к-рым подвергается металл одновременно с действием корроз. среды, — под напряжением, при трении, контактная. Внешн. К.м. поверхностей нагрева элементов теп- лотехнич. оборудования зависит от состава продуктов горения и темп-ры обогреваемых труб. При высоких темп-pax и давлениях, больших скоростях и агрессивных реагентах создаются тяжелые условия эксплуатации металлов. Оксиды ванадия, содержащиеся в золе мазута, воздействуя на элементы котла при темп-ре металла 650°€ и выше (подвески поверхностей нагрева, их опоры и др.), вызывают высоко- темп-рную коррозию, к-рой подвержены прежде всего стали аустенитного класса. Низкотемп-рная коррозия вызывается воздействием серной к-ты H2SO4, пары крой образуются при соединении 80з (получающегося при сжигании сернистого топлива наряду с SO2) с водяными парами и конденсируются при относит, невысокой темп-ре. От низкотемп-рной К.м. особенно страдают хвостовые поверхности котлов (в осн. воздухоподогреватели1), работающих на сернистых мазутах. Для борьбы с ней целесообразно снижать избыток воздуха в топочной камере до уровня аТ- 1,02... 1,05, так как при этом уменьшается кол-во образующегося 80з. Зачастую в мазут добавляют антикор- роз. присадки. Внутр, коррозия поверхностей нагрева обусловлена в осн. элект- рохим. процессами. При электрохим. коррозии происходит окисление металла с переходом его ионов в р-р и накоплением эквивалентного кол-ва электронов в металле. В результате появляется разность потенциалов и т.н. "коррозионный" ток. Окислителями являются раствор, в воде газы О2 и СОг. При высоких темп-pax наблюдается хим. коррозия, в к-рой окислителем служит водяной пар. При темп-ре стали выше 250°С на поверхностях образуется плотная оксидная пленка ГезО4, препятствующая углублению кор
розии. Образованию пленки способствует повыш. значение pH воды. Растворенные в воде Ог и СОг повышают кислотность среды, при этом понижается показатель pH и уменьшается прочность защитной пленки. Кислородная коррозия характеризуется обычно локальными язвинами. Значит, влияние на скорость К.м. оказывает темп- ра: с ее повышением увеличивается скорость К.м. Однако при этом возможно одноврем. удаление части агрессивных агентов и протекание др. побочных явлений.
В открытых системах (беках, негер- метизиров. смешивающих подогревателях) , где при подогреве воды возможно выделение растворенных в ней газов, К.м. вначале увеличивается, а затем уменьшается, т. ' к. интенсификация ее под действием повыш. темп-ры компенсируется ее уменьшением вследствие снижения растворимости кислорода. В закрытых системах (поверхностных подогревателях), где отсутствуют условия для удаления кислорода, нагрев воды приводит к непрерывному повышению скорости К.м. При больших скоростях движения жидкости возникает особенно быстрая и опасная струйная К.м. Увеличение плотности теплового потока через коррозирующую поверхность повышает скорость К.м., т. к. с ростом тепловой нагрузки происходит частичное разрушение защитной пленки из-за термин, напряжений в ней. Последние возникают в связи с различными коэфф, объемного и линейного расширения материала пленки и стали, а также из-за механич. воздействия пузырьков пара, интенсивно образующихся на поверхности металла. На скорость К.м. влияют и внутр, факторы: состав и структура металла, деформация и напряжения, обработка поверхности. Наряду со скоростью К.м. большое значение имеет распределение корроз. напряжений на поверхности изделия. Если К.м. равномерно распределена по всей поверхности, то ее наз. равномерной; если сосредоточена на отд. участках, то — местной (.коррозия-питтинг). Чем более неравномерна К.м., тем она опаснее. Глубокие местные поражения наз. корроз. язвами. См. также Коррозия металлов избирательная. Коррозия металлов межкристаллитная. Коррозия металлов транскристаллитная. Коррозия металлов химическая, Коррозия металлов электрохимическая. ■
. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ — резко выраженное разрушение компонента сплава, влекущее за собой заметное уменьшение прочности и пластичности последнего. Так, латуни, т.е. твердые растворы меди и цинка, часто корродируют т.о., что из латуни удаляется цинк, а сплав при этом обогащается
медью. Этот вид К.м.и. особенно часто наблюдается на приморских электростанциях, где латунные трубы конденсаторов турбин подвергаются воздействию охлаждающей коррозионно-агрессивной морской воды.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ МЕЖКРИСТАЛЛИТНАЯ — разрушение границ между зернами (кристаллитами) металла. В результате К.м.м. образуются трещины, ослабляющие связь между кристаллами металла и понижающие его механич. свойства. При этом продукты К.м.м. остаются заключенными внутри металла. Особенно опасна, т.к. при весьма сильном снижении механич. свойств внешн. вид поверхности часто сохраняется почти неизменным. Примером К.м.м. является воздействие на алюминиевые сплавы воздуха, содержащего отходящие пром, газы, частички угля, золы. Особенно опасна К.м.м. нек-рых нержавеющих сталей вблизи сварных швов.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ ТРАНСКРИСТАЛЛИТНАЯ — прохождение корроз. трещин через зерна металла. Этот процесс приводит к возникновению больших механич. напряжений в металле.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ ХИМИЧЕСКАЯ — разрушение металлов вследствие хим. взаимодействия их с агрессивной средой, не проводящей электрич. ток. Процесс К.м.х. характеризуется прямым соединением металла с агрессивными составными частями среды. Напр., железо при нагревании до высоких темп-р в атмосфере воздуха или печных топочных газов окисляется кислородом в продукты, наз. окалино^. К.м.х. в газах при высоких темп-pax, называемая газовой коррозией, — сравнительно простой вид коррозии. Скорость К.м.х. в этом случае определяется в осн. свойствами слоя продуктов коррозии (защитной пленкой), сцепл. с поверхностью металла и возникающего в результате самого корроз. процесса. Свойства возникающих на металле защитных пленок зависят от состава металла, среды и условий (темп-ры, времени, скорости движения среды и др.). Введение в сталь хрома, алюминия, кремния значительно повышает ее стойкость против газовой коррозии. К.м.х. теп- лоэнергетич. оборудования протекает под действием насыщ. и перегретого пара. При работе оборудования хим. равновесие в реакции между водяным паром и железом не достигается, т.к. при парообразовании непрерывно отводится водород — один из продуктов реакции. Значит, корроз. стойкость металла теплоэнергетич. оборудования объясняется наличием на поверхности железа относительно коррозионностойкого защитного слоя, к-рый образует-
ся при эксплуатации и состоит из закиси- окиси железа.
КОРРОЗИЙ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ — разрушение металлов вследствие электрохим. взаимодействия их с внешн. средой. Происходит в проводящих электрич. ток жидких средах т- электролитах и характеризуется тем, что переход частиц металла в р-р сопровождается эквивалентным переносом электронов от одного участка металла к др. При соприкосновении металла с электролитом (раствор к-ты, морская вода и др.) на его поверхности образуется множество микроскопич, малых гальванич. элементов. Обычно зерна самого металла при этом играют роль анодов; загрязнения и примеси, а также нек-рые структурные составляющие сплавов становятся катодами. При работе теплоэнергетич. оборудования К.м.э, имеет превалирующее значение. Она обусловлена воздействием на металл всевозможных сред: сырой, хим. Очищ. и обессол., котловой и питательных вод, конденсата пара и дистиллята из испарителей, водных р-ров агентов. Электрохим. процессами обусловлена и атм. коррозия. В этом случае электролитом служит тонкая пленка влаги или ее отд. капельки, возникающие на поверхности металла во влажной атмосфере. Загрязнение воздуха частицами угля, золы, хлоридов, сульфидов или газами (SO2, NO2 и др.) резко увеличивает скорость атм. коррозии. Поэтому атмосфера больших городов и индустр. центров значит, более коррозионно-активна, чем сельская атмосфера.
КОРРОЗИЯ-ПИТТИНГ — местная коррозия, металлов в виде язв или точек, протекающая на небольших участках ме- таллич. поверхности.
КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР — паровой котел, не имеющий собств. топки и использующий теплоту отходящих газов к.-л. пром, или энергетич. установки. Темп-pa газов, поступающих в К.-у., колеблется от 350—400 до 1500°С. Крупные К.-у. имеют все элементы котлоагрегата, за исключением топочных и др. устройств, связанных со сжиганием топлива. При малых произ-стях и низких давлениях применяют К.-у. газотрубные либо с многократной принудит. циркуляцией, реже — прямоточные сепараторные и барабанные с естеств. циркуляцией. Водогрейные К.-у. обычно наз. утилизац. экономайзерами, или подогревателями. В нек-рых случаях К.-у. настолько сращиваются с элементами технологич. оборудования, что не могут быть выделены как самостоят. агрегаты. К.-у. широко применяют во многих отраслях пром-сти. В зависимости от темп-ры и кол-ва газов,
Паровые котлы-утилизаторы
а — типа КУ-40; б—типа КУ-50; 1 — барабан; 2 — предохранит. клапан; 3 — паропровод; 4 и 6 — дымовая и дымогарные трубы; 5и9— газовые выходная и входная камеры; 7 — спускные продувочные вентили; 8 — пароперегреватель; 10 — экономайзер; 11 — испарит, поверхности
протекающих через котел, паропроиз-сть разных К.-у. может изменяться от 2,5 до 100 т/ч и более при давлении 1,4—10 МПа и темп-ре 240—450°С.
КОТЕЛ ЧУГУННЫЙ — см. Водогрейный котел.
КОТЕЛЬНАЯ — отд. помещение или здание, предназнач- для размещения котельной установки. Типы компоновки оборудования К. зависят от ее назначения, параметров воды и пара, вида топлива и способа его сжигания, конструкции и произ-сти котлов. К. состоит из след, помещений: для установки котлов, насосной, химводоочистки, экономайзерно-дымососной, склада топлива, служебно-бытовых. В зависимости от тепловой произ-сти котлоагрегата вспомогат. оборудование, низкотемп-рные поверхности нагрева (экономайзеры или воздухоподогреватели) , тягодутьевые устройства и обо
рудование для очистки продуктов сгорания могут быть групповыми или индивид. Групповое вспомогат. оборудование устанавливают, как правило, вместе с котлоагрегатами . произ-стью менее 8 ГДж/ч в небольших отопит. К., а индивид. — в остальных случаях. К вспомогат. механизмам и устройствам К. относят дымососы, вентиляторы дутьевые, золоуловители, питательные и водоподготовит. установки, пылеприготовит. устройства при пылевидном сжигании твердого топлива и мазутное хозяйство при сжигании жидкого котельного топлива. Котлы ставят на первом этаже, а при наличии эолового этажа — на втором, расстояние от передней (фронтовой) части котла до выступающих частей топок -у не менее 3 м, между котлами при произ-сти до 4 т/ч — 1—1,5 м, более 4 т/ч -—2 м. Высота К. должна быть на 2 м более высоты самой верхней площадки. На первом этаже К. размещают также экономайзеры, воздухоподогреватели, питат., подпиточные, рециркуляц. и сетевые насосы, оборудование для хим. обработки воды. Питат. установки предназначены для подачи в котел подлежащей испарению (или нагреву) воды. Обычно подают воду, предварительно подогретую отборным
паром из турбин в спец, подогревателях. Питат. баки устанавливают на 6—8 м выше питательных насосов с таким расчетом, чтобы последние находились под заливом и необходимым давлением. Особенно это необходимо при наличии термич. деаэрации питат. воды, а также во избежание кавитации в питат. насосах. В ряде случаев деаэрац. питат. баки устанавливают вне помещения К. (на крыше). Конденсатные баки при самотечном возврате конденсата располагают в приямках К. ниже уровня пола на 3,5—4 м.
По характеру сооружения и компоновке оборудования К. подразделяют на закрытые, полуоткрытые и открытые. В закрытых К. все оборудование находится внутри здания. Такие К. сооружают на территориях жилых массивов, на пром, предприятиях при расчетной темп-ре наружного воздуха -30°С и ниже. В К. полуоткрытого типа, используемых при наружной темп-ре от -20 до -ЗО^С, заднюю стенку котельного здания располагают за экономайзером. Вне здания устанавливают дымососы, деаэраторы и др. оборудование, за к-рым не требуется пост, надзор. В К. открытого типа (они пригодны при наружной темп-ре выше -20°С), где закрывают фронтовую часть котлов, находятся обслуживающий персонал, измерит, приборы, устройства регулирования исправления работой котлов, питат. насосы, оборудование водоподготовки (за исключением деаэраторов). Однако в таких К. котлы должны быть защищены от атм. осадков, а вода в трубопроводах, арматуре и др. элементах — от замерзания. По размещению на ген. плане К. подразделяют на: отд. стоящие; пристроенные к зданиям др. назначения; встроенные в здания др. назначения независимо от этажа размещения. Отопит., производствеино-отопит. и производств. К., как правило, размеща
Компоновка ' водогрейной котельной с котламм, работающими на газе
I — газораспределит, пункт; II — контрольно-тепловой пункт; III — склад; IV— ремонтный пункт; 1 — рециркуляц. насосы; 2 — водогрейные котельные уста- новки;3 — вентиляторы; 4— дымососы; 5 — бак-деаэратор; 6 — баки-аккумуляторы; 7 — насосы рабочей жидкости для эжектора; 8— баки-хранилища серной кислоты; 9 — химводо- очистка; 10 — насосы декарбонизированной воды; 11 — подогреватели сырой воды; 12 — насосы сырой воды; 13 — подпиточные насосы; 14 — сетевые насосы
ют в отд. стоящих зданиях. К. не должна примыкать к жилому помещению. Устройство К. под помещениями с большим скоплением людей (театры, школы, больницы, магазины и т.п.) не допускается. Блокирование К. с др. производств, зданиями разрешается только тогда, когда это допускается технологией осн. произ- ва, сан.-гигиенич. требованиями и целесообразностью планировки участка. В К., располож. внутри производств, помещений или под этими или др. помещениями, в к-рых могут находиться люди, установка котлов разрешается с ограничением параметров (паропроиз- сти, давления, темп-ры). Все котельные установки с темп-рой воды выше 115°С и давлением пара более 0,17 МПа (абс.) подлежат регистрации. В соответствии с установи. правилами стены К. должны быть огнестойкими, крыша и пол полуогне- стойкими или огнестойкими, рабочее искусств, освещение — от общей электросети, резервное — t самостоят. источником питания. Отопление и вентиляция естественная здания К. должны обеспечивать удаление загрязн. воздуха и поддержание необходимой темп-ры в производств, помещениях — зимой не ниже 12°С, летом не более чем на 5°С выше темп-ры наружного воздуха.
К. сооружают из унифициров конструктивных элементов с осн. размерами в плане и по высоте, кратными строит, модулям. По надежности отпуска теплоты потребителям К. с пароводогрейными, паровыми и водогрейными котлами (независимо от произ-сти, с давлением пара не более 4 МПа и темп-рой воды до 200X3 относят: к 1-й категории — К., являющиеся единств, источником теплоты для потребителей 1-й категории (тех, для к- рых нарушение теплоснабжения рвязано с опасностью для жизни или со^ значит.
ущербом нар. х-ву и не имеющих индивид, резервных источников теплоты); ко 2-й — все остальные. ■
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА — совокупность устройств и механизмов, предназнач. для превращения хим. энергии топлива в тепловую с целью произ-ва водяного пара или горячей воды заданных параметров, к-рые используют для привода в движение паровых двигателей, для производств, нужд пром-сти и с. х-ва, для отопления помещений и удовлетворения бытовых нужд населения. К.у. для произ- ва водяного пара — сложное сооружение, осн. элементы к-рого топка и паровой котел. В К.у. под собственно котлом понимают всю совокупность ее парообразующих элементов — топочные экраны, фестоны, конвективные котельные поверхности. Собственно котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель и топка, к-рые обычно связаны между собой в единое целое, в совокупности с примыкающими к ним паро- и водопроводами, соединит, газоходами и воздухохо- дами, арматурой и гарнитурой образуют паровой котлоагрегат, или парогенератор. Металлич. поверхности элементов котлоафегата, соприкасающиеся одной стороной с дымовыми газами, а др. — с водой, паром или воздухом и т.о. служащие для передачи теплоты от дымовых газов к воде, пару и воздуху, паз. поверхностями нагрева. Конструктивные и экономия, параметры котла определяют его тепловым расчетом. Различают конструктивный и поверочный тепловые расчеты. При конструктивном находят размеры топочного объема, площадь радиац. и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номин. произ-сть котла. Поверочный выполняют для существующей конструкции котла с целью определения показателей его работы при переходе на др. топливо, при изменении нагрузки или параметров пара (горячей воды), а также после реконструкции поверхностей нагрева. Этот расчет делают для оценки показателей экономичности, выбора вспомогат. оборудования и др. целей. Технологов, схема и компоновка оборудования К.у. должны обеспечить: оптим. механизацию и автоматизацию технологич. процессов, безопасное и удобное обслуживание оборудования, установку оборудования по очередям, наименьшую протяженность коммуникаций, оптим. условия для механизации ремонтных работ, возможность въезда в К.у. напольного транспорта. Совокупность К.у., смонтиров. в одном здании, наз. котельной. Для обеспечения надежной работы котлов и др. основных механизмов К.у. в котельной устанавливают дымососы, дутьевые вентиляторы , золоуловители, шлакоспускные устройства (см. Шлакоудаление}, устройства для
осветления и умягчения котловой воды и для продувки котла, деаэраторы и др. К.у. оборудуют также разл. регулирующими устройствами (регулятор температуры давления и расхода, питания водой, разрежения и др.), запорными и предохранит, устройствами (вентили и задвижки на трубопроводах, газовые шиберы, предохранит. клапаны и др.), контрольно- измерительными приборами, оснащают системой автоматич. регулирования происходящих в ней многообразных тепловых, гидродинамич. и аэродинамич. процессов.
В соответствии с назначением и видом производимого теплоносителя различают энергетич., пром, и отопит. К.у,, а также К.у. с паровыми и водогрейными котлами. Наиболее сложны энергетич. К.у., предназнач. для произ-ва большого кол-ва пара высоких давления и темп-ры. Промыш. и отопит. К.у. с паровыми и водогрейными котлами более просты и предназначены для произ-ва меньшего кол-ва теплоты и пара с меньшими давлением и темп-рой перегрева.
К.у. существенно влияют на состояние воздушного и водного бассейнов в р- не их расположения. Загрязнение воздушной среды К.у. связано с выбросами через дымовую трубу токсичных газов SO2,80з и мелкодисперсной золы. При высоких темп-pax в ядре факела происходит частичное окисление азота с образованием оксидов NO и NOz, а при неполном сгорании могут появиться оксид углерода и даже метан. Промыш. и отопит. К.у. сбрасывают в водоемы сточные воды: водопод- готовит. установок и установок для очистки конденсата; загрязн. нефтепродуктами; от обмывки наружных поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов; отработ. растворы после хим. очистки оборудования котельных цехов; воды гидрозолошлакоудаления; коммунальнобытовые и хозяйств, воды и др.
Технологическая схема котельной установки
а — водяной тракт; б — перегретый пар; в — топливный тракт; г — путь движения воздуха; д — тракт продуктов сгорания; г — путь золы и шлака;
1 — углеразмольная мельница; 2 — мельничный вентилятор; 3 — бункер топлива; 4 — горелка; 5 — контур топки и газоходов котельного агрегата; 6 — экраны топки; 7—барабан; 8—пароперегреватель; 9 — водяной экономайзер; 10 — воздухоподогреватель; 11 — бак запаса воды с деаэрационным устройством; 12 — питательный насос; 13 — вентилятор; 14 — золоулавливающее устройство; 15 — дымовая труба; 16 — дымосос; 17 — насосная для откачки золошлаковой пульпы
КОТЛОАГРЕГАТ, котельный агрегат — конструктивно обьедин. в единое целое комплекс устройств для получения под давлением пара или горячей воды за счет теплоты, выделяющейся при сжигании органич. топлива. Главной частью К. являются топка и газоходы, в к- рых размещены пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, воспринимающие теплоту продуктов сгорания топлива. Элементы котла опираются на его каркас и защищены от потерь теплоты обмуровкой котла, футеровкой
Котлоагрегат
— барабан; 2 — полурадиационный пароперегреватель; 3 — топочная камера; 4 — экраны; 5 — горелка;
— под; 7 — воздухоподогреватель; 8 — водяной экономайзер; 9—конвективный пароперегреватель
и изоляцией. К. применяют на ТЭС (энергетич.) для снабжения паром турбин, в промышл. и отопит, котельных для выработки пара и горячей воды на технологич. и отопит, нужды (паровые и водогрейные котлы). Конструкция К. зависит от его назначения, вида и способа сжигания применяемого топлива, единичной паро- и теп- лопроиз-сти, от давления и темп-ры вырабатываемого пара. В топке К. происходят сгорание топлива и частичное охлаждение продуктов сгорания в результате лучистого теплообмена между нагретыми газами и покрывающими стены топки трубами, по к-рым циркулирует пароводяная смесь или нагреваемая вода. Система этих труб наз. топочным экраном. На выходе из топки газы имеют темп-ру около 1000°С. Далее по ходу газов устанавливают пароперегреватели и конвективные поверхности нагрева, размещают водяной экономайзер и воздухоподогреватель. Газы (в зависимости от вида сжигаемого топлива) охлаждаются до темп-ры 130—170°С. После К. газы, пройдя устройства очистки отзолы (см. Золоулавливание) и в нек-рых случаях от серы, выбрасываются дымовой трубой в атмосферу. Твердые продукты сгорания топлива удаляются через системы золо- и шлакоудаления. Для поддержания поверхностей нагрева в чистоте в К. предусматривают комплекс периодически включаемых обмывочных и обдувочных аппаратов котлов, дробеочистительной установки и устройств для вибрационной очистки котла.
По характеру движения рабочей среды К. бывают с многократной естеств. или принудит, (искусств.) циркуляцией и прямоточные. В К. с многократной циркуляцией рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру (состоящему из обогреваемых и необогреваемых труб, соединен, между собой промежуточными камерами — коллекторами и барабанами) , частично испаряясь в обогревае- мой части контура. Образовавшийся пар отделяется от воды в барабане (см. Сепарация пара), а испаренная часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан. Движение рабочей среды по циркуляр, контуру в К. с естеств. циркуляцией происходит вследствие разности плотностей пароводяной смеси в обогреваемой (подъемной) части контура и водь; в нео- богреваемой или слабообогреваемой (опускной) его части. В К. с принудит, циркуляцией рабочая среда перемещается по контуру под действием циркуляционного (питат.) насоса. Непрерывное упаривание котловой воды в К. с многократной естестр. или принудит, циркуляцией приводит Л возрастанию концентрации раствор, и, взвеш. в ней примесей (солей, оксидоу,< гидратов оксидов), к-рые могут, отлдгаусь;
на внутр, поверхности обогреваемых труб, ухудшить условия их охлаждения и стать причиной перегрева металла и аварийной остановки К. из-за разрыва труб. Кроме того, чрезмерное повышение концентрации примесей в котловой воде недопустимо из-за уноса их паром из барабана котла с капельками воды или в виде парового раствора в пароперегреватель, а также в турбину, где примеси, оседая на лопатках, уменьшают ее кпд. Во избежание увеличения концентрации примесей в котловой воде производят непрерывные и периодич. продувки котла. Предельно допустимая концентрация примесей определяется конструкцией и параметрами К., составом питат. воды и тепловыми напряжениями экранных поверхностей нагрева. В прямоточном котле нагрев, испарение воды и перегрев пара осуществляются за один проход среды по тракту. При такой организации процесса генерации пара примеси, содержащиеся в питат. воде, не могут быть выведены из К. продувкой части котловой воды, как это происходит в К. с естеств. или принудит, многократной циркуляцией. В прямоточном котле часть примесей осаждается на внутр, поверхности труб, а часть (вместе с паром) поступает в турбину, где отлагается на лопатках. Поэтому к качеству питат. воды прямоточных котлов предъявляют более жесткие требования. Воду, поступающую в К., предварительно обрабатывают в системе водоподготовки. Ее темп-pa должна препятствовать конденсации на поверхностях нагрева паров воды и серной к-ты, образующейся при сжигании сернистых топлив, что приводит к интенсивному загрязнению этих поверхностей золовыми частицами и к коррозии металла. Для поддержания темп-ры перегрева пара на требуемом уровне К. снабжен регулирующими устройствами в виде смесит, и поверхностных теплообменных аппаратов (.пароохладители), систем рециркуляции части охлажд. дымовых газов в топочную камеру, приспособлениями для изменения угла наклона горелок и т.д. К. обслуживается рядом вспомогат. механизмов и устройств, к-рые могут быть индивид. — при обслуживании только одного К. и групповыми — при обслуживании группы К.
КОТЛОВАЯ ВОДА — вода, заполняющая паровой котел. В процессе циркуляции и испарения физ.-хим. свойства К.в. резко отклоняются от свойств питательной воды. В К.в. накапливаются в-ва, выделяющиеся в форме накипи или шлама из раствора накипеобразователей, т.е. кальциевых и магниевых солей, не растворимых при высоких темп-pax. Распад бикарбонатов кальция и магния сопровождается выделением из р-ра свободной углйк-ты. Внутрикотловую обработку1 воды проводят для частичного ее
умягчения, удаления связ. углек-ты и уменьшения солесодержания. Применение внутрикотловой обработки допускается для условий, определяемых госстандартами. Для предотвращения опасных концентраций солей, щелочи и взвеш. частиц производят продувку котла; часть К.в. при этом заменяют питат. водой.
КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗДУХООБМЕНА — одна из хар-к вентилируемого помещения, определяющая отношение разности параметров уходящего и приточного воздуха к разности параметров воздуха в рабочей зоне и приточного воздуха. Напр., темп-рный К.в.: KBt “ ((у - tn)/((в - -/п), где tn, tanty — темп-pa воздуха соответственно приточного, рабочей зоны и уходящего. Значение К.в., как и кратность воздухообмена, определяет эффективность выбранной схемы воздухообмена в помещении. Чаще всего его значение выявляют экспериментально, т.к. К.н. — сложная функция от теплонапря- женности помещения, его высоты, способа подачи-удаления воздуха, темп-ры притока и др. хар-к. Условие Кв ~ 1 соответствует самому неэффективному случаю (ty « tB), к-рый наблюдается при перемешивании внутр, воздуха приточными струями. При правильно выбранном и рассчитанном способе подачи приточного воздуха и организации вытяжки из наиболее загрязн. зон помещения Кв 1. Поэтому физ. смысл К.в. еще и в том, что он определяет отношение воздухообмена общеобменной вентиляции при хорошем перемешивании воздуха (при Кв - 1) к фактич. требуемому воздухообмену в этом же помещении при этих же исходных условиях, но при рацион, организации воздухораздачи и воздухо- удаления: Кв - Ьэ/Ьф, где Ьф — требуемый воздухообмен при выбранной схеме организации воздухораспределения и воз- духоудаления; La — то же, при полном перемешивании воздуха в помещении (эталонный). При расчете воздухообмена по разным видам вредных выделений применяют соответствующие К.в. — по полной теплоте: Кв,у - (7У - 7П) / (7В -7П); по влаге: Кв,вл “ (dy - dn) I (dB -dn); по газообразным примесям: Кв,г — (Су - Сп)/ (Св - Сп), здесь I, d, С — соответственно энтальпия, влагосодержание и концентрация примесей в воздухе. Индексы "в", "п" и "у" — обозначают параметры воздуха в рабочей (обслуживаемой) зоне помещения, приточного и удаляемого (вытяжного) из помещения. К.в., определ. по разным видам вредных выделений, не равны один др., что объясняется зависимостью К.в. от распределения источников теплоты, влаги и газовых выделений по объему и высоте помещения.
КОЭФФИЦИЕНТ ВОЗДУХО- ПРОНИЦАНИЯ ОГРАЖДЕНИЙ — уд. величина, определяющая массовый расход воздуха, фильтрующегося через 1 м2 поверхности ограждения в течение 1 чпри разности да&ления с двух сторон, равной 1 Па. Размерность К.в.о. — кг/(м^чПа"). Показатель степени п определяется режимом течения воздуха в неплотностях ограждения. Значение К.в.о. для строит, конструкций определяют экспериментально.
' КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА «т — отношение кол-ва воздуха, введенного в топочный объем, к теоретически необходимому по хим. реакции для сгорания 1 кг (1 м3) топлива, Ив°. Дополнит, кол-во воздуха требуется для обеспечения полного сжигания топлива. Действит. кол-во воздуха, поступающего в топку, м3/кг (м3/м3) VB” = атРв°. К.и.в. зависит от вида сжигаемого топлива, его качества, условий и параметров топливоприготовления, метода сжигания топлива и конструкции топочного устройства. К.и.в. выбирают из условий достижения макс, кпд котла при допустимых выбросах оксидов азота. При слоевом сжигании угля а т равен 1,3—1,6, при камерном — 1,2— 1,25; при сжигании газа и мазута — 1,05—1,1. При сжигании газа и жидкого котельного топлива с низкими К.и.в. (аТ~ 1,02...1,05) существенно снижаются образование оксидов азота и вероятность возникновения низко- темп-рной коррозии (см. Коррозия металлов) хвостовых поверхностей нагрева котлов (особенно при сжигании сернистых мазутов).
КОЭФФИЦИЕНТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ — коэфф., показывают,. в долях единицы (или процентах) вероятность выдерживания расчетных условий. Он может быть определен по числу случаев Коб,п или по продолжит. ТСоб. Az в виде: Хоб,п" ~W-n)/N; Куб. Az-(Z - Д2)/Х,где Ни Z—соответственно общее число случаев и общая продолжит, принятого к рассмотрению периода (случаев, часов, суток, сезонов, лет); п, Az — число случаев и продолжит. отклонений условий от расчетных. К.о. совместно действующих факторов, если они независимы один от другого (напр., наружной темп-ры tn и интенсивности солнечной радиации q), равен Коб(^)"" Хоб((н)Хоб(<?).
Если эти факторы зависимы, как, напр., зимой tn и скорость ветра vH, то Хоб((нУн) “ Хоб((н) Хоб(Ун/(н), где Хоб(Ун//н) — условная обеспеченность появления события vH при заданном (н. В табл, на примере летних условий приведены значения К.о. для помещений с различным уровнем требований к поддер-
жанию стабильности внутр, условий и их связь с градациями климата по нормам.
3-н а ч е и и я
Уровень требований к помещениям
Коб.н
Д/, ч
I кшышенные
1
0
Высокие
0.9
50
Средние
0.7
200
Низкие
0,5
400
К.о. расчетных внутр, условий в помещении может быть принят (из предположения линейности передаточной функции от внутр, среды к наружной) в качестве показателя обеспеченности для выбора параметров и хар-к расчетных условий, защитных свойств ограждений, разрешающих возможностей систем регулирования и управления.
КОЭФФИЦИЕНТ ОБЛУЧЕННОСТИ —1 геометрич. параметр, характеризующий долю лучистого потока, идущую с произвольной поверхности 1 на др. произвольную поверхность 2. Применяется при расчете лучистого теплообмена поверхности в помещении. Значение К.о. зависит от ориентации поверхностей, их размеров, расстояния между ними. Для характерных вариантов расположения взаимооблучаемых поверхностей К.о. обычно определяют по вспомогат.
Коэффициент облученности с поверхности на поверхность, расположенную в перпендикулярной плоскости
графикам, подобным изображенному на схеме. Для др. случаев расположения
К.о.
л е т о м
Градации климата (принятые в нормах)
1
Б
0,98
В
0,92
—
0,8
л
поверхностей К.о. находят с использованием свойства взаимности (уч— 2 Fi = = ^ 2- 1 F2), замкнутости (2^1—1= 1) и распределительности (у 1- 2 = = уч-2'4-уч—2") геометрических лучистых потоков. Свойство взаимности позволяет определить К.о. с одной поверхности на др. при известном коэфф. уч- 2. Свойство замкнутости дает возможность найти К.о. с одной поверхности на любую др. поверхность, если известны К.о. на остальные поверхности в замкнутом объеме. Свойство распределительности помогает выявить К.о. с одной поверхности на любую часть др. поверхности.
КОЭФФИЦИЕНТ ОРОШЕНИЯ — величина, характеризующая эффективность процесса орошения, равная отношению массовых расходов воды и обрабатываемого воздуха в камере орошения. Используется при расчете процессов обработки воздуха для его кондиционирования. С увеличением К.о. эффективность процессов тепломассообмена возрастает.
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОТЛА — хар-ка эффективности котла в отношении преобразования и использования теплоты. Кпд котла, % (брутто) — отношение полезно используемой теплоты Q1 к располагаемой теплоте QPP: 7 к бр - (Qi/Qpp) 100.
КОЭФФИЦИЕНТ РАСХОДА — гидроаэродинамич. хар-ка открытого отверстия, через к-рое проходит поток воздуха или жидкости. В расчетах, связ. с вентиляц. воздухом, предполагается, что сжимаемостью воздуха можно пренебречь, а скорости истечения воздуха из отверстий достаточно малы. Поэтому К.р. связан с коэфф.-местного сопротивления отверстия простой ф-лой ц = V1Д, где £ — коэфф, местного сопротивления отверстия, учитывающий потерю давления на вход и выход из отверстия и сопротивление конструктивного оформления отверстия (наличие створок,клапанов, жалюзи и пр.) Расход воздуха через отверстие, м3/с, определяют по ф-ле Дотв ■
= /VotbV^AP/^, где /отв — площадь отверстия, м2; АР — разность давления с двух сторон отверстия, Па;р в — плотность воздуха, проходящего через отверстие, кг/м .
В общем случае, когда истекаемая из сосуда конечных размеров вязкая жидкость несжимаема, К.р. находят по ф- ле /<0 = e/VT+To—е2?? = <ре, где £ — коэфф, сопротивления отверстия (вход и конструкция отверстия); е — коэфф, сжатия струи (отношение миним. сечения струи к сечению отверстия); п — степень сжатия (отношение сечений отверстия и сосуда); <р — коэфф, скорости истечения.
При истечении реальных газов из отверстий с высокими скоростями, когда необходим учет термодинамич. хар-к, используют К.р., а расход газа рассчитывают с учетом ф-лы Сен-Венана.
КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ АЭРОСМЕСИ — коэфф., учитывающий увеличение потерь давления в трубопроводе системы пневматического транспорта при движении аэросмеси по сравнению с потерями его при движении чистого воздуха.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА — плотность теплового потока, Вт/(м2‘°С), на теплоотдающей поверхности прибора, отнесенного к разности темп-ры теплоносителя в системе отопления и окружающего прибор воздуха, раздел, стенкой. К.т.о.п. характеризует интенсивность теплопередачи сквозь твердую стенку отопительного прибора. Для вертик. отопит, прибора К.т.о.п. определяется в осн. интенсивностью теплообмена, прежде всего конвективного, на внешн. его поверхности. К.т.о.п., вновь разрабатываемого, устанавливается опытным путем, причем вид прибора позволяет заранее судить о возможном его значении. На схеме показаны области значений К.т.о.п. для осн. видов приборов при одних и тех же темп-рных условиях «тепл - 1в “ 70°С). В пределах каждой области значение К.т.о.п. может изменяться в зависимости от конструктивных особенностей типа опопит. прибора. В экс- плуатац. условиях К.т.о.п. определяется темп-рным напором, т.е. разностью темп- ры теплоносителя внутри прибора и темп- ры окружающего прибор воздуха. На К.т.о.п. влияют конструкция ограждения и атм. давление, отражающиеся на скорости движения воздуха у внешн. поверхности прибора. При теплоносителе воде К.т.о.п. зависит, кроме того, от расхода ее в приборе, влияющего на интенсивность теплообмена на внутр, его поверхности, а также от мест подвода и отвода воды из прибора (радиатора). На К.т.о.п.
Области значений коэффициента теплопередачи отопительного прибора при разности температур 70vC
1 — гладкотрубных приборов; 2 — радиаторов панельных; 3 — радиаторов секционных; 4 — конвекторов, ребристых труб
(радиатора) влияют также загрязнение внутр, поверхности, наличие воздуха в нем, цвет и состав красителя при внешн. окраске.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПОГ- ЛОЩЕНИЯ ОГРАЖДЕНИЯ — отношение колебаний теплового потока на поверхности ограждения к колебаниям темп-ры прилегающего к нему воздуха. Часто К.т.о. В наз. модулем этой векторной ' величины, равным отношению амплитуд колебаний теплового потока Aq и темп-ры At воздуха: В * Aq/At.
В практику теплотехнич. расчетов К.т.о. был введен Л.А. Семеновым. Величина В зависит от условий теплообмена на поверхности и теплотехнич. свойств материалов, располож. в пределах слоя резких колебаний: В - 1/К\/у* +1/«в)], где у — коэффициент теплоусвоения материала; ав — коэфф, теплообмена на поверхности; т.к. у векторная величина, то и S — вектор. В приближ. расчетах часто пренебрегают сдвигом фаз и в этой ф-ле используют модуль у. Для получения более точного значения модуля В в числитель ф-лы вместо 1 подставляют 1,05. Значения В для разл. ограждений могут заметно изменяться. Если поверхность имеет большую теплоустойчивость и у -* w (металлич. предметы и т.п.), то В стремится к своему макс, возможному значению а в. Для наружных ограждений с малой теплоустойчивостью (напр., для окна 5-0) величина В приблизительно равна своему миним. значению — коэффициенту теплопередачи.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОУСВО- ЕНИЯ МАТЕРИАЛА — хар-ка теплоустойчивости материала, равная отношению амплитуды гармонически изменя-, ющегося теплового потока, проходящего через поверхность полуогранич. пространства материала, к амплитуде колебаний темп-ры на этой поверхности. К.т.м. 5,
Вт/(м2'°С), зависит от периода колебаний тепловых воздействий Т и теплофиз. свойств материала (теплопроводности X, удельной теплоемкости С и плотности р): 5 = <Щ7ту<^.
Чем больше К.т.м. 5, тем более теплоустойчив материал. Один и тот же материал становится теплоустойчивее, когда период колебаний Т уменьшается. С уменьшением периода в п раз величина 8 увеличивается в /п раз.
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОУСВО- ЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДЕНИЯ — хар-ка теплоустойчивости ограждения по отношению к тепловой (температурной) волне, воздействующей на него; векторная величина, равная отношению радиуса-вектора теплового потока dq к радиусу-вектору темп-ры Оt на поверхности произвольного сечения ограждения. Модуль К.т.п.о. у есть отношение амплитуд теплового потока и темп- ры на данной поверхности. Его также наз. К.т.п.о. Аргумент у представляет собой опережение фазы тепловых потоков по отношению к фазе темп-p на этой плоскости (£у)..
В любом сечении т слоя однородного материала, от к-рого движется тепловая волна, ут может быть выражен рекуррентной ф-лой через уга -1 сечения, к к-рому волна направлена:
_- thB5V7 + ym- i/S/i"
Ут -< { + vsT.^ ^^ -
где 5 — коэффициент теплоусвоения материала слоя; В — термин, сопротивление слоя от сечения m -1 до т.
’ На поверхности слоя, граничащей со средой, темп-pa к-рой постоянна и к к-рой направлена темп-рная волна, К.т.п.о. равен коэфф, теплообмена на этой поверхности yi = а 1. В многослойной конструкции на каждом стыке слоев величина уш для предыдущего слоя принимается за Уш -1 для последующего (нумерация слоев и сечений начинается от границы, к к-рой направлена волна, и заканчивается на границе, от к-рой она движется). При бесконечной толщине слоя т величина thBmSmV7 превращается в действит. единицу и, следовательно, ym “ SmVi. Близкое к единице значение величина Й1Ят5т VI принимает при Лт5т а 3. Т.о., пока волна находится на большом удалении от границы слоя, к к-рой она движется, значение ym можно считать практически неизменным и равным SmVi. Этот участок А.М. Шкловер назвал участком регулярных колебаний, а слой с ^ш5ш > 3 — "толстым".
Величина SV7 представляет собой комплексное число, у к-рого модуль равен 5, а аргумент—л /А. Поэтому на участке регулярных колебаний отношение амплитуды
теплового потока к амплитуде темп-р равно 5, т.е. у- 5, а фаза колебани й тепловых потоков опережает фазу колебаний темп-p на л !4, т.е. на 1 /8 периода 7’. В пределах слоя, где /?т5т< 0,8, модуль thA!m5mV1' практически совпадает с величиной 7?т5т, а аргумент приблизительно равен 778. Слой с Вт5ш < 0,8 назван "тонким". В этой области модуль коэфф, теплоусвоения уш рассчитывают по приведенной выше ф-ле, в к-рой величина ttiRmSmVr заменена на Ят5т, а SmVi — на 5т. Неточности, возникающие из-за несовпадения фаз отд. слагаемых в этом случае,.А.М. Шкловер оценил как незначительные. При 3>/?m5m > 0,8 величина thjRmSmVi отличается и от 7?mSm и от 1. Для упрощенных расчетов введено понятие слоя резких колебаний, для к-рого/?mSm"1.
КОЭФФИЦИЕНТ УГЛОВОЙ ЛУЧА ПРОЦЕССА — тепловлажностное отношение, используемое для хар-ки процесса обработки воздуха в аппаратах системы кондиционирования воздуха, равное отношению разности энтальпии к разности вл а содержания воздуха в конце и начале процесса изменения его состояния. В поле I—d- диаграммы его значение изменяется от - се до + оо. Для каждого из простых процессов изменения состояния воздуха он имеет пост, значение. Понятие тепловлажностного отношения применяют для хар-ки процесса изменения состояния приточного воздуха, поступающего в помещение. В этом случае К.у.л.п. равен отношению теплоизбытков по полной теплоте к влагоизбыткам в помещении. Тепловлажностное отношение используют для расчета требуемого воздухообмена в помещении или параметров воздуха в его рабочей зоне.
КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ — условная хар-ка, зависящая от массовой скорости в сечении камеры и коэффициента орошения и используемая для оценки эффективности процесса обработки воздуха в камере орошения. Предложен Е.Е.Карлисом в качестве основы метода расчета оросит, форсуночной камеры. Оценивают степень приближения реального процесса обработки воздуха к идеальному. Считается, что при идеальном процессе конечная темп-pa воздуха по мокрому термометру равна конечной темп-ре разбрызгиваемой воды. Различают К.э. для процессов политропного охлаждения й адиабатного увлажнения.
КРАН МОСТОВОЙ — грузоподъемный кран, предназнач. для подъема, опускания и перемещения грузов в продольном и поперечном направлениях. К.м. устанавливают в прямоугольных в плане сооружениях. По типу привода
Мостовой кран подвесной однобалочный с ручным приводом1 — ведущие и ведомые (холостые) каретки; 2— трансмиссии; 3 — цепное колесо; 4 — механизм перемещения крана; 5 — рельсы из двутавра; б — ручная кошка с ручной талью; 7 — цепь; 8—мост (двутавровая балка)Мостовой кран подвесной однобалочный с ручным приводом1 — ведущие и ведомые (холостые) каретки; 2— трансмиссии; 3 — цепное колесо; 4 — механизм перемещения крана; 5 — рельсы из двутавра; б — ручная кошка с ручной талью; 7 — цепь; 8—мост (двутавровая балка)Мостовой кран подвесной, однобалочный с электроприводом1 — троллеи; 2 — электродвигатель подъема груза;3 — кнопочная станция (пульт); 4,5 — электродвигатели передвижения тали и перемещения моста; б —Мостовой кран подвесной, однобалочный с электроприводом1 — троллеи; 2 — электродвигатель подъема груза;3 — кнопочная станция (пульт); 4,5 — электродвигатели передвижения тали и перемещения моста; б —К.м. с электрич. приводом используют при наличии тяжелого оборудования (более 5 т), при подъеме на высоту более 6 м или при длине помещения болееК.м. с электрич. приводом используют при наличии тяжелого оборудования (более 5 т), при подъеме на высоту более 6 м или при длине помещения болееМостовой кран опорный с электроприводом (однокрюковый)1 — мост; 2 — кнопочная станция управления (пульт); 3 — механизмы подъема груза и передвижения тележки; 4 — кабины для осмотра троллеев; 5 — механизм передвиженияМостовой кран опорный с электроприводом (однокрюковый)1 — мост; 2 — кнопочная станция управления (пульт); 3 — механизмы подъема груза и передвижения тележки; 4 — кабины для осмотра троллеев; 5 — механизм передвижения
Мостовой кран подвесной однобалочный с ручным приводом
1 — ведущие и ведомые (холостые) каретки; 2— трансмиссии; 3 — цепное колесо; 4 — механизм перемещения крана; 5 — рельсы из двутавра; б — ручная кошка с ручной талью; 7 — цепь; 8—мост (двутавровая балка)
Мостовой кран подвесной однобалочный с ручным приводом
1 — ведущие и ведомые (холостые) каретки; 2— трансмиссии; 3 — цепное колесо; 4 — механизм перемещения крана; 5 — рельсы из двутавра; б — ручная кошка с ручной талью; 7 — цепь; 8—мост (двутавровая балка)
Мостовой кран подвесной, однобалочный с электроприводом
1 — троллеи; 2 — электродвигатель подъема груза;
3 — кнопочная станция (пульт); 4,5 — электродвигатели передвижения тали и перемещения моста; б —
Мостовой кран подвесной, однобалочный с электроприводом
1 — троллеи; 2 — электродвигатель подъема груза;
3 — кнопочная станция (пульт); 4,5 — электродвигатели передвижения тали и перемещения моста; б —
К.м. с электрич. приводом используют при наличии тяжелого оборудования (более 5 т), при подъеме на высоту более 6 м или при длине помещения более
К.м. с электрич. приводом используют при наличии тяжелого оборудования (более 5 т), при подъеме на высоту более 6 м или при длине помещения более
Мостовой кран опорный с электроприводом (однокрюковый)
1 — мост; 2 — кнопочная станция управления (пульт); 3 — механизмы подъема груза и передвижения тележки; 4 — кабины для осмотра троллеев; 5 — механизм передвижения
Мостовой кран опорный с электроприводом (однокрюковый)
1 — мост; 2 — кнопочная станция управления (пульт); 3 — механизмы подъема груза и передвижения тележки; 4 — кабины для осмотра троллеев; 5 — механизм передвижения
К.м. подразделяют на р у ч н ы е и Электр и ч. Для монтажных и ремонтных работ на небольших сооружениях обычно применяют К.м. с ручным приводом.
18 м. Для перемещения сыпучих грузов на К.м. могут применяться грейферы и грейферные тележки. По способу передвижения вдоль помещения К.м. подразделяют на подвесные и спорны е. Подвесной К.м. перемещается по двум двутавровым балкам, подвешенным к балкам перекрытия. Для опорных К.м. здание вдоль стен оборудуют спец, путями, опирающимися на консоли железобет. колонн или на кирпичные пилястры.
Каретки К.м. подвесного однобалочного с ручным приводом вместе с мостом перемещаются вдоль рельсов из двутавра. Управление всеми механизмами осуществляется с пола усилиями 1—3 рабочих. К.м. такого типа выпускают грузоподъемностью 0,5; 1,2; 3,2 и 5 т с пролетом (расстояние между осями монорельсов) 3; 4,5; 6; 7,5 и 9 м для подъема груза на высоту 3—12 м. Скорость подъема груза — 0,47—0,25 м/мин, передвижения тали и крана — соответственно 7,3—5,3 и 3,9—3,4 м/мин. К.м. подвесной однобалочный с электроприводом имеет раздельные приводы для передвижения крана и тали, а также подъема груза. Управление этим К.м. осуществляется с пола с помощью кнопочной станции (пульта). Подвесные электрические К.м. изготовляют грузоподъемностью 1,2; 3,2 и 5 т с высотой подъема б—36 м и пролетом до 18 м. Скорость подъема груза — 8 м/мин, передвижения тали и крана — соответственно 20 и 32 м/мин. Опорные К,м. выпускают большей грузоподъемностью. Такой К.м. с ручным приводом может поднять на высоту до 12 м и переместить груз массой 3,2; 5 и 8 т. К.м. опорный'
ручной состоит из несущей пролетной балки с подкосами, увеличивающими ее жесткость в горизонт, плоскости, и двух концевых балок, перпендикулярных несущей, на к-рые она опирается. Концевые балки снабжены тележками; по ним К.м. передвигается по рельсам подкрановых путей. Привод ведущих колес — трансмиссия с тяговым цепным колесом, установленным в середине моста. Механизм передвижения крана приводится в действие бесконечной тяговой цепью. Управление движением тали осуществляется поводковыми цепями с пола. Опорные ручные К.м. выпускают пролетом 4,5—16,5 м. Скорость подъема груза — 0,33—0,15 м/мин, передвижения тали и крана — соответственно 6,9—5,6 и 6,4—5,3 м/мин. Мост опорного К.м. с электроприводом (однокрюкового) составляют несущие балки коробчатого сечения, соединенные двумя поперечными опорными концевыми балками. На верхних колесах несущих балок оборудованы рельсы для передвижения крановой тележки. Механизм передвижения моста этого К.м. состоит из электродвигателя, колодочного тормоза и редуктора, установленных в средней части моста, ведущих и ведомых ходовых колес и трансмиссионного вала, передающего вращение от электродвигателя через редукторы на ходовые колеса. Управление осуществляется с пола. К.м. опорные с электроприводом грузоподъемностью 5; 10 и 16 т выпускают с пролетом 7—34,5 м для подъема груза на высоту до 16 м. Скорость подъема груза — 2,4 м/мин, передвижения грузовой тележки и крана — соответственно 9,6—24 и 24—48 м/мин. Пром-сть поставляет также опорные К.м. с электроприводом двухкрюковые грузоподъемностью 16/3,2; 20/5 и 32/5 т, управляемые с пола, а также из кабины, подвешенной к несущему мосту; однокрюковые грузоподъемностью 5; 10; 12,5 и 16 т и двухкрюковые грузоподъемностью 16/3,2; 20/5 и 50/12,5 т. Грейферные электрич. К.м. грузоподъемностью 2 т (двухканатные) и 5 т (четырехканатные) имеют в качестве грузозахватного механизма грейфер. Вместимость грейфера К.м. грузоподъемностью 2 т — 0,5 м , пролет — 7,5—22,5 м, высота подтема 4—16 м; грузоподъемностью 5 т — 1,6 и 2,5 м3, пролет — 10,5—22,5 и 25,5— 34,5 м при высоте подъема 20 м.
КРАН СМЫВНОЙ — сан.-технич. прибор, устанавливаемый на унитазе или чаше туалетной и предназнач. для смыва поступающих в них выделений человека в канализационную сеть. К.с. состоит из корпуса, подводящего патрубка с запорно-регулирующим краном, смывной трубы, запорного элемента
Кран смывной
а— мембранный; б — поршневый; 1,8 — подводящий и выпускной патрубки; 2 — седло; 3 —мембрана (или поршень); 4 — регулировочный винт; 5 — выпускной клапан мембранной (или поршневой) камеры; б — калиброванное выпускное отверсгиемем- браны (или поршня); 7— рукоятка; Р— пружина
(поршня или мембраны), пускового клапана с рукояткой (или кнопкой), регулировочного винта. Подводящий патрубок К.с. подсоединяют к холодному водопроводу, а смывную трубу — непосредственно к уйитазу или чаше туалетной без промежуточной емкости, как в смывном бачке. Особенности работы туалетных приборов заключаются в том, что их промывка осуществляется расходом воды из подводящего водопровода, к- рый должен быть не менее расхода воды, требуемого на промывку (1,6—1,8 л/с). В связи с этим К.с. по сравнению с бачками смывными должны иметь подводящие трубопроводы значительно больших диаметров, что является недостатком этих приборов. К.с. — приборы полуавтоматич, действия. При однократном и кратковременном (1—2 с) ручном пуске они автоматически подают воду в туалетный прибор с заданным расходом (1,6—1,8 л/с) и объемом (6—8 л), что обеспечивается открытием при пуске впускного отверстия и автоматич, его закрытием по истечении заданного времени (4—5 с). В отечеств, и зарубежной практике в осн. применяют К.с. с гидравлически управляемым мембранным или поршневым запорным элементом, к-рый в закрытом состоянии прижимается к седлу давлением воды, поступающей из подводящего водопровода в рабочую камеру через втулку с калиброванным отверстием. При нажатии на рукоятку вода из рабочей камеры выливается через открытый клапан, запорный элемент поднимается, открывая отверстие седла, через к-рое вода из водопровода поступает в туалетный прибор. Одновременно она поступает через калиброванное отверстие в рабочую камеру, заполняя ее в определенное заранее заданное время, после чего запорный элемент закрывает выпускное
отверстие, опускаясь на седло. Время заполнения рабочей камеры, а следовательно, время работы К.с., определяется ее вместимостью, к-рая может регулироваться винтом, диаметром калибров, отверстия и давлением воды в подводящем трубопроводе. При изготовлении К.с. применяют латунь с гальванопокрытием, пластмассу, формованные детали из износостойкой резины. Диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее 25 мм, а наименьшее давление в трубопроводе не должно превышать 0,1 МПа. К.с. применяют также для промывки писсуаров. При этом расход и объем воды на промывку равны соответственно не менее 0,2 л/с и 0,35 л, а диаметр подводящего трубопровода — не более 15 мм.
КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА — отношение объемного расхода, м*/ч, подаваемого или удаляемого из помещения вытяжного воздуха, к объему вентилируемого помещения. Нормируемую К.в. используют при расчете воздухообмена помещений, в к-рых воздухообмен определяют по укрупи. показателям.
КРЕСТОВИНА ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ — переходная часть, применяемая при разветвлении воздуховода на 3 направления: ось одного из них (ствол) совпадает с осью первонач. воздуховода, а 2
Схемы крестовин
а,б — круглая для аспирации и пневматич. транспорта, а также вентиляуции; в —- прямоугольная
др. отклонены от нее влево и вправо на нек-рый угол. К.в. бывают круглого и прямоугольного сечений.Их собирают из прямых участков воздуховодов и унифициров. переходов для общеобменной вентиляции и из штанообразных К.в. для систем аспирации и пневматического транспорта. Как и для тройников вентиляционных, К.в. для систем аспирации и пневмотранспорта изготовляют с углом ответвления не более 30° —
при его диаметре основания до 630 мм и не более. 45° — при диаметре свыше
. 650 мм.Это позволит избежать оседания транспортируемогоматериала,
уменьшить аэродинамич. сопротивление К.в. и сократить потери развиваемого вентилятором давления.
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ — процесс К.), когда практически мгновенно образования кристаллов из паров, раст- возникает множество мелких воров, расплавов, из в-ва в др. кристалликов — центров К. кристаллич. или аморфном состоянии, Кристаллики растут, присоединяя атомы происходящий с выделением теплоты. и молекулы из жидкости. Переохлаж- К. начинается при достижении нек-рого дение может быть устранено введением в предельного условия, напр. переохлаж- жидкость искусств, центров К.
• дения жидкости (относительно темп-ры
Грузоподъемность^Диаметр каната, мм Канатоемкость, м Масса, кгГрузоподъемность^Диаметр каната, мм Канатоемкость, м Масса, кгЛебедка ЛРЧ-0,5Лебедка ЛРЧ-0,5) — сварной корпус; 2 — червячное колесо; 3 — рукоятка на оси червячного колоса;-/ -- червяк;5 — канатный барабан) — сварной корпус; 2 — червячное колесо; 3 — рукоятка на оси червячного колоса;-/ -- червяк;5 — канатный барабанРучная напольная лебедка грузоподъемностью 1,25—5 тРучная напольная лебедка грузоподъемностью 1,25—5 т
Грузоподъемность^
Диаметр каната, мм Канатоемкость, м Масса, кг
Грузоподъемность^
Диаметр каната, мм Канатоемкость, м Масса, кг
Лебедка ЛРЧ-0,5
Лебедка ЛРЧ-0,5
) — сварной корпус; 2 — червячное колесо; 3 — рукоятка на оси червячного колоса;-/ -- червяк;5 — канатный барабан
) — сварной корпус; 2 — червячное колесо; 3 — рукоятка на оси червячного колоса;-/ -- червяк;5 — канатный барабан
Ручная напольная лебедка грузоподъемностью 1,25—5 т
Ручная напольная лебедка грузоподъемностью 1,25—5 т
ЛЕБЕДКА ручная — машина для подъема и опускания щитов, шандор, решеток и сеток на водозаборных сооружениях, а также подъема и перемещения грузов по горизонт, или наклонной плоскости при монтажных работах. Л. ручные напольные грузоподъемностью 1,25—5 т различных типоразмеров конструктивно одинаковы. Подъем и перемещение груза с их помощью осуществляются вращением рукояток, к-рое передается червячному колесу, наматывают, трос (канат) на барабан и перемещают. груз. При этом "собачка" скользит по зубьям храповика. При прекращении вращения рукоятки приводной вал Л. мгновенно затормаживается. Для опускания груза рукоятки вращают в обратном направлении, однако собачка из зацепления с храповым колесом не выводится. Безопасность работы с Л. обеспечивается автоматически действующим дисковым грузоупорным тормозом. Техническая хар-ка ручных напольных лебедок марки ТЛ приведена ниже:
ТЛ-2А ТЛ-ЗА ТЛ-5А
1,253,25'
1116,521
505075
150230465
ЛОКАЛИЗАЦИЯ ХОЛОДНОГО ТОКА ВОЗДУХА — предотвращение поступления в обслуживаемую или рабочую зону помещения потоков холодного воздуха от ниспадающих с вертик. наружных ограждений конвективных воздушных струй, в холодный период года. Достигается размещением по контуру наружной стены в нижней ее части на- греват. приборов либо подачей нагретого воздуха настилающимися на ограждение приточными струями из плоских насадков, располож. на уровне пола по контуру ограждения.
ЛУЧ ПРОЦЕССА — изменение состояния влажного воздух на диаграмме /—d, показывающее направление развития процесса. Л.п. начинается в точке нач. процесса и проходит через точку его конца. Направление Л.п. характеризует
угловой коэфф, к (тангенс угла наклона Л.п. в косоугольной системе координат I и d). Для любого процесса угловой коэфф. Л.п., кДж/кг, влаги равен я =А // А (/•ИГ1) , где А I = /к - /и — разность значений уд. энтальпии в конце, и нач. процесса; A d —разность значений уд. влагосодержания в конце и нач. процесса; 1O'J — поправка, учитывающая раз
1 — рама; 2 — квадратные хвостовики приводного вала для надевания рукояток; 3 — зубчатые передачи; 4— барабан; 5 —угольники для опора лебедки
мерность. Для вентилируемого (кондиционируемого) помещения угловой коэфф. Л.и., кДж/кг, обычно определяют по ф-ле к ном " Цизб /Ммь где Цизб — избытки полной теплоты в помещении, МУл\ — влаговыделение в помещении. Угловой коэфф. Л.п. изменяет свое значение от 0 до ± со . Наир., для процесса нагрева воздуха в калорифере или в но-
мощении без влаговыделения с = + со , для адиабатного процесса — к =0. Поле диаграммы вокруг точки (наир., точки //
на схеме) разбивают на четыре косоугольных квадранта I—IV. Лучи процессов изменения состояния воздуха помещений и вентиляц. воздуха при обработ-
Спектральная интенсивность излучения поверхности абсолютно черного телаСпектральная интенсивность излучения поверхности абсолютно черного телаЗависимость температурного коэффициента от температуры теплообменивающнхея поверхно-Зависимость температурного коэффициента от температуры теплообменивающнхея поверхно-(по отношению к длинноволновому тепловому излучению), что дает возможность во многих случаях не учитывать многократное отражение от поверхно(по отношению к длинноволновому тепловому излучению), что дает возможность во многих случаях не учитывать многократное отражение от поверхно
Спектральная интенсивность излучения поверхности абсолютно черного тела
Спектральная интенсивность излучения поверхности абсолютно черного тела
Зависимость температурного коэффициента от температуры теплообменивающнхея поверхно-
Зависимость температурного коэффициента от температуры теплообменивающнхея поверхно-
(по отношению к длинноволновому тепловому излучению), что дает возможность во многих случаях не учитывать многократное отражение от поверхно
(по отношению к длинноволновому тепловому излучению), что дает возможность во многих случаях не учитывать многократное отражение от поверхно
кё располагаются в I и III квадрантах. Лучи процессов при обработке воздуха в оборудовании для кондиционирования воздуха могут располагаться во всех квадрантах.
ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ— отопление, при к-ром благодаря излучению с нагретых излучателей и ограждающих конструкций средняя темп-ра внутр, поверхности (радиационная температура помещения) всех ограждений поддерживается на более высоком уровне, чем темп-ра воздуха в помещениях и в его рабочей зоне. Л .о. при неск. пониж. (в среднем на 2°С) темп-ре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия людей в помещениях (напр., при 19 вместо 21°С в гражданских зданиях). Л.о. осуществляется системами местного или центрального панельно-лучистого отопления.
ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН — теплообмен между поверхностями (в помещениях), обусловленный их тепловым излучением. Л.т. является важнейшей составляющей теплового режима. Совместно с конвективным и струйным теплообменом он формирует на поверхностях определ. темп-ры, уровень к-рых предопределяет тепловое состояние помещения. Различие темп-р поверхностей, их ориентации и радиац. свойств приводит к возникновению сложной структуры лучистых потоков, отличающихся по характеру, спектр, составу и интенсивности. Воздух помещения при расчете Л.т. обычно считают лучепроз- рачной средой. Незначит. содержание многоатомных газов (водяной пар, уг- лек-та) при малых толщинах (оптических) слоя воздуха в помещении практически не изменяет этого свойства. Огра- нич. диапазон значений темп-р взаимо- облучаемых поверхностей в помещениях (не более 150°С) позволяет заменить по- лихроматич. излучение монохроматич. с одинаковыми длинами волн для всех поверхностей и вместо спектр, излучения перейти к интегральному. Используемые в помещениях материалы обычно обладают высокой поглощат. способностью
стей и оценивать эффективное излучение (собств. совместно с отраж.) только по величине собств. интегрального излучения (см. Тепловое излучение поверхности) .
ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН ПОВЕРХНОСТИ — баланс теплообмена, обусловленный тепловым излучением взаи- мооблучаемых поверхностей. Интенсивность лучистого теплообмена, Вт, между двумя произвольно располож. поверхностями определяется результирующим потоком, равным для каждой поверхности разности уходящего и падающего излучения, Вт: Qi-2 = £ 1-2С099 ьг^ОьгСй-^.где к 1-2—- привед. относит, коэфф. излучения, зависящий от сгепени черноты взаимооблучаемых поверхностей, их расположения и соотношения площадей; Со — коэфф, излучения абсолютно черного тела, равный 5,77 Вт/ (м2к4);у) 1-2—коэффициентоблученно- епш с первой поверхности на вторую; /ц — площадь рассма триваемой поверхности, м2; Ь\-г — темпгрный коэфф.; t\, h — темп-ры взаимооблучаемых поверхностей, °C. Лучистый теплообмен одной поверхности с др. рассчитывают аналогично с соответствующей заменой индексов. Л.т.п. со всеми остальными поверхностями помещения может быть рассчитан как сумма локальных потоков с отд. поверхностей. Решение упрощается, если воспользоваться понятием радиационной температуры помещения tR,t (относительно рассматриваемой /-й поверхности). Расчет выполняют по привод. ф-ле, где под др. поверхностью следует понимать радиац. окру жениестемп-рой^;. В практич. расчетах пользуются еще более упрощ. моделью, вводя понятие коэфф, лучистого теплообмена поверхности ад;~ "Е i-RCoy \-Rbi-R, Вт/(м2-°С). При обычных условиях в помещении Ui- ,&5..A),9;y i-R~ ~l;bi-R - I) значение аЛ1 а бВтДм^С) и является весьма устойчивым.
Введение в рассмотрение радиац. темп-ры помещения tR существенно упрощает вычисления и позволяет свести расчет сложного Л.т.п., Вт, к удобной для практич. применения ф-ле ().п — а ДЛюв- - tR)FnoB, где ал — коэфф, лучистого теплообмена поверхности, Вт/(м2-°С); (нов, Люв — темп-ра, °C, и площадь, м2, рассматриваемой поверхности.
МАГИСТРАЛЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — часть теплопроводов системы отопления, соединяющая тепловой пункт, со стояками и ветвями. М.с.о. наз. подающей, когда используется для распределения теплоносителя с запасом теплоты между стояками и ветвями, и обратной — для возвращения теплоносителя, отдавшего теплоту для отопления, в тепловой центр. Подающая и обратная М.с.о. могут быть проложены с тупиковым (встречным) и попутным (совпадающим по направлению) движением теплоносителя, Расположение М.с.о. может быть верхним (в верхней части здания), средним (в средней части) и нижним (в нижней части). Горизонт. М.с.о. прокладывается с уклоном теплопровода: в системе водяного отопления — при верхнем ее расположении для сбора воздуха к месту его выпуска в атмосферу, при нижнем — для обеспечения аварийного слива воды в канализационную сеть; в системе парового отопления — для самотечного движения конденсата (включая конденсат попутный) или аварийного слива конденсата в канализационную сеть.
Магистраль системы отопления
а — размещение в чердачных (слева), подвальных и технических (справа) зданиях шириной до 9 м; б — тоже, в зданиях шириной более 9 м при тупиковом движении теплоносителя в трубах; в — то же, в зданиях шириной более 9 м при попутном движении теплоносителя в трубах; 1 — магистрали; 2—стояки
При прокладке М.с.о. предусматривается компенсация удлинения труб, нагреваемых теплоносителем, путем изгиба их т.о., чтобы напряжение на изгиб не превысило предельно допустимого (для стальных труб 80 МПа/см2); установки гнутого (напр., П-образного) компенсатора. Для отключения каждой магистрали у коллектора системы отопления устанавливают запорную арматуру на трубопроводах: чугунные задвижки при Dy г 50 мм, вентили при меньшем диаметре труб. Для впуска воздуха и спуска воды или конденсата из М.с.о. применяются вентили, выполняющие функции воздушных и спускных кранов. М.с.о., проходящая в неотапливаемом или искусственно охлаждаемом помещении, близ открываемых проемов, прокладывается тепловой изоляцией, имеющей кпд не менее 0,75. Толщина слоя
изоляции определяется по расчету с тем, чтобы термин, сопротивления толщин составляли не менее 0,86°С-м2/Вт для труб Dy 5 25 мм и 1,22°Ом2/Вт для труб Dy > >25 мм. При гидравлическом расчете системы отопления стремятся к получению
меньших потерь давления в магистралях по сравнению с потерями давления в стояках.
МАЗУТ — остаток после отгонки от нефти, бензина, лигроина, керосина и фракций дизельного топлива. В зависимости отхимич. свойствМ. можетбыть использован как жидкое котельное топливо, для произ-ва битумов и для др. целей (см. Жидкое котельное топливо).
МАЗУТНОЕ ХОЗЯЙСТВО — комплекс устройств, обеспечивающих приемку, хранение и подачу необходимого кол- ва мазута в котельную и подготовку его для сжигания в топках котлов. Состоит из сооружений, включающих приемно- сливные устройства, мазутохранилища, мазутонасосную станцию, установки для ввода жидких присадок, мазутопроводы в пределах тепловой станции (котельной). Жидкое котельное топливо может доставляться по трубопроводам, ж.-д. цистернами и автотранспортом. Мазут может быть осн. топливом, резервным (в зимние месяцы), аварийным, позволяющим быстро перевести котлы с одного вида топлива на др., топливом для подсвечивания при растопке. Для разогрева и слива из цистерн могут применяться как сливные эстакады с разогревом мазута "открытым" паром или горячим мазутом, так и закрытые сливные устройства — тепляки. Тип сливного устройства выбирают на основании технико-экономич. расчета. Из цистерн разогретый мазут сливают в межрельсовые лотки, выполн. с уклоном 0,007— 0,009, и по ним направляют в приемную емкость, перед к-рой должны находиться
грубый фильтр-сетка и гидрозатвор. На дне лотков укладывают паровые трубы. Приемно-сливное устройство рассчитано на прием цистерн грузоподъемностью 50; 60 и 120 т. Фронт разгрузки должен обеспечить слив расчетного суточного расхода мазута. Из приемной емкости мазут насосами погружного типа перекачивают в ма- зутохранилище. В осн. М.х. перекачивающие насосы устанавливают с резервом1, в растопочном их не резервируют.
От нефтеперерабат. завода мазут в М.х. тепловой станции подают по одному трубопроводу; в отд. случаях допускают подачу по двум трубопроводам с пропускной способностью каждого, равной 50% макс, часового расхода топлива при но- мин. произ-сти котлов. В зависимости от типа М.х. вместимость мазутохранилища для ТЭС принимают: осн. ТЭС на мазуте — 15-суточный расход при доставке по ж.д. и 3-суточный по трубопроводам; резервной ТЭС на газе — 10-суточный расход; аварийной ТЭС на газе — 5-суточный расход. Растопочное М.х. тепловых станций на твердом топливе имеет 3 резервуара, вместимость каждого из к-рых зависит от общей паропроиз-сти котлов. Норм, ряд мазутохранилищ имеет вместимость, м3: 100; 200; 500; 1000; 2000; 3000; 5000; 10 000 и 20 000. Резервуары должны обладать: пожаробезопасностью, несгораемостью, долговечностью, коррозионной стойкостью против воздействия агрессивных грунтовых вод и хранимого топлива, удобством обслуживания и очистки от отстоя и осадков, возможностью установки внутри резервуара подогревающих устройств. Резервуары мазутохранилища обычно выполняют железобет. или метал- лич. Последние применяют в районах Крайнего Севера и в сейсмич. р-нах. В р- нах со среднегодовой темп-рой 9°С и ниже металлич. резервуары М.х. теплоизолируют. При высоком стоянии грунтовых вод или в сейсмич. р-нах целесообразно применять наземные мазутохранилища. Мазут в резервуарах М.х, разогревают циркуляр. способом по спец, выдел, контуру. Возможно применение местных паровых разогревающих устройств. В контуре циркуляр. разогрева мазута предусматривают по одному резервному насосу и подогревателю. Подача насоса риркуляр. разогрева должна обеспечивать подготовку мазута в резервуарах для бесперебойного снабжения котельной. Темп-pa мазута в приемных емкостях и резервуарах мазутохранилища выше 90°С не допускается, т.к. при более высокой темп-ре вода в мазуте вскипает (при 100°С), образуется водомазутная пена, происходит интенсивное отстаивание воды, увеличиваются потери от испарения легких функций. Для мазута марки 40 оптим. рабочая темп-pa хранения 50—60°С, марки 100 — 60—70°С.
В Мазутонасосной станции размеща-
8 Заказ 4724
226 Математическая модель теплового и воздушного режимов здания
Валковая среднеходовая мельница1 — вход горячего воздуха; 2—выход грубых частиц; ,3 — подача сырого угля; 4— движение потока "смеси; 1J — выход смеси; б — пружина; 7— валок; 8— корпус мельницы; 9 — стол -Валковая среднеходовая мельница1 — вход горячего воздуха; 2—выход грубых частиц; ,3 — подача сырого угля; 4— движение потока "смеси; 1J — выход смеси; б — пружина; 7— валок; 8— корпус мельницы; 9 — стол -Молотковая мельница ;1 — электропривод; 2 — мельничный вентилятор; 3, 4 — выход и отсос пылевоздушной смеси; 5 — сепаратор; б и 8 — трубы для подвода сырого угля и горячего воздуха; 7 — питатель сырого угля; 9 — ротор с биламиМолотковая мельница ;1 — электропривод; 2 — мельничный вентилятор; 3, 4 — выход и отсос пылевоздушной смеси; 5 — сепаратор; б и 8 — трубы для подвода сырого угля и горячего воздуха; 7 — питатель сырого угля; 9 — ротор с билами
Валковая среднеходовая мельница
1 — вход горячего воздуха; 2—выход грубых частиц; ,3 — подача сырого угля; 4— движение потока "смеси; 1J — выход смеси; б — пружина; 7— валок; 8— корпус мельницы; 9 — стол -
Валковая среднеходовая мельница
1 — вход горячего воздуха; 2—выход грубых частиц; ,3 — подача сырого угля; 4— движение потока "смеси; 1J — выход смеси; б — пружина; 7— валок; 8— корпус мельницы; 9 — стол -
Молотковая мельница ;
1 — электропривод; 2 — мельничный вентилятор; 3, 4 — выход и отсос пылевоздушной смеси; 5 — сепаратор; б и 8 — трубы для подвода сырого угля и горячего воздуха; 7 — питатель сырого угля; 9 — ротор с билами
Молотковая мельница ;
1 — электропривод; 2 — мельничный вентилятор; 3, 4 — выход и отсос пылевоздушной смеси; 5 — сепаратор; б и 8 — трубы для подвода сырого угля и горячего воздуха; 7 — питатель сырого угля; 9 — ротор с билами
ют оборудование: технологии, (мазутные насосы, фильтры грубой и тонкой очистки, подогреватели, трубопроводы с арматурой, измерит, аппаратуру — счетчики, манометры, термометры и т.п.); энерге- тич. (двигатели насосов, задвижки, пусковую аппаратуру для двигателей, электрич. устройства и пр.); сан.-тех. (вентиляц. установки, отопит, приборы и т.п.); грузоподъемное (мостовые краны, монорельсы с тельферами, блоки, лебедки и т.п.). В осн. и растопочном М.х. схема подачи мазута в котельную может быть одно- или двухступенчатой в зависимости от требуемого давления перед форсунками. Число мазутных насосов в каждой ступени осн. М.х. — не менее 4 (в т.ч. по одному резервному и одному ремонтному). Оборудование осн. М.х. должно обеспечивать непрерывную подачу мазута в котельную при работе всех рабочих котлов с номин. про- из-стыо. Давление, создаваемое насосами, выбирают от 0,02 до 3,5 МПа исходя из типа применяемых форсунок. В насосной осн. М.х. предусматривают по одному резервному подогревателю и фильтру тонкой очистки. Схема мазутонасосной станции должна допускать возможность работы любого подогревателя и фильтра с любым насосом I и II ступеней. Мазут из осн. М.х. подают к котлам по двум магистралям, рассчит. каждая на 75% номин. про- из-сти с учетом рециркуляции. Из растопочного М.х. мазут поступает в котельную по одному трубопроводу, пропускную способность к-рого выбирают с учетом общего числа и мощности котлоагрегатов и режима их работы. При расчете трубопроводов скорость мазута в них принимают 0,8—1,0 м/с для всасывающих линий и 1—1,5м/сдля нагнетательных. В магистр, мазутопроводах котельной и отводах к каждому котлу должна быть обеспечена циркуляция мазута. Для этого предусматривают трубопровод рециркуляции мазута из котельной в М.х. Прокладка мазутоп- роводов, как правило, наземная. Мазутоп- роводы, пролож. на открытом воздухе и в холодных помещениях, должны иметь паровые или др. обогреват. спутники в общей с ними изоляции. Существует непрерывный (путевой) обогрев мазутопроводов по всей их длине. Обогрев наз. наружным, если под мазутопроводом проложены один или неск. трубопроводов небольшого диаметра, по к-рым циркулирует греющий агент (пар, горячая вода и т.п.). При внутр, обогреве греющая среда проходит по трубе меньшего диаметра, проложенной внутри мазутопровода. На вводах магистр, мазутопроводов внутри котельной, а также на отводах к каждому котлу должна устанавливаться запорная арматура с дистанц. электрич. и механич. приводами, расположенными в удобных для обслуживания местах. Для аварийных отключений на всасывающих и напорных мазутопрово
дах устанавливают запорную арматуру на расстоянии 10—50 м от мазутонасосной.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО И ВОЗДУШНОГО РЕЖИМОВ ЗДАНИЯ — система ур-ний, описывающая состояние и изменение во времени параметров, характеризующих тепловой и воздушный режимы помещений в здании (темп-pa воздуха и поверхностей, потоки инфильтрующегося и эксфил ьтрующегося воздуха). Основу модели составляют ур-ния баланса тепловых потоков на поверхностях, в воздухе объема помещения и ур-ния баланса потоков воздуха в нем. Локальные системы ур-ний для отд. помещений, объедин. в общую систему ур-ний, составляют математич. модель теплового и воздушного режимов здания. Связь между помещениями осуществляется в основном за счет переноса потоков воздуха. Математич. модели, предназнач. для использования в вычислит. управляющем комплексе систем автоматизированного управления, имеют определенную специфику. Осн. требование к математич. модели состоит в обеспечении быстродействия при ее реализации, что может быть достигнуто относит, простотой модели. В то же время она должна обладать достаточной точностью, обеспечивающей адекватность ее результатов. Для удовлетворения этих требований возможны традиц. пути, связанные с совершенствованием алгоритма и программы расчета, и спол ьзован ием, б ыстродейству- ющих машин с большим объемом памяти. Наряду с этим в рассматриваемом случае используют др. путь, к-рый состоит в упрощении математич. модели помещения введением в нее ряда хар-к, измеренных в натурных условиях (коэфф, теплопередачи ограждений, теплообмена, мощности внутр, источников теплоты, геометрич. размеров, хар-к воздухопроницаемости, расхода приточного и вытяжного воздуха и др.). Подстановка измеренных величин в базовую математич. модель помещения позволяет получить частные модели для каждого помещения в упрощ. виде, гарантирующем достаточную точность числ. моделирования.
МАТЕРИАЛОПРОВОД — трубопровод системы пневматического транспорта, служащий для перемещения смеси воздуха с твердыми частицами.
МЕЛЬНИЦА — машина для измельчения разл. материалов. От дробилок М. отличаются более тонким помолом материала (до частиц размером менее 5 мм). В зависимости от формы и вида рабочего органа, скорости его движения М. условно подразделяют на: бараб. (шаровые, стержневые, галечные, самоизмельчения) — тихоходные; роликовые (валковые, коль-
цевые, фрикционно-шаровые) — среднеходовые; молотковые (шахтные); виб- рац. с качающимся конусом; струйные, аэродинамич., без дробящих тел. Барабанные М. используются для приготовления каменноугольного пылевидного топлива и др. целей. В них барабан ци- линдрич. или цилиндроконич. формы, за- полн. мелкими телами, вращается вокруг своей геометрич. горизонт, оси. При вращении барабана свободно движущиеся мелющие тела (чугунные и стальные шары, цилиндрики, стальные круглые стержни, кремниевая или рудная галька) измельчают материал ударом, истиранием, раздавливанием. Для получения продукта (напр., угольной пыли) заданной крупности барабанные М. сопрягают с классификаторами (или циклонами, воздушными сепараторами пыли), разделяющими из- мельч. уголь на мелкий (готовый) и крупный, возвращаемый в ту же М. Принцип действия шаровой М. известен св. 150 лет (см. Барабанно-шаровая мельница). Для сухого измельчения углей и др. материалов применяют среднеходовые М. (со средними скоростями движения рабочих органов). Роликовая М. состоит из герметичного корпуса и вращающегося в нем горизонт, мелющего кольца, к к-рому пружинами приж;аты два ролика диаметром до 1200 мм. Исходный материал подается на мелющее кольцо и при его вращении раздавливается роликами. М. работает в замкнутом цикле с воздушным классификатором. Крупность исходного материала для роликовых М. чаще всего —до 20 мм, в отдельных случаях — до 50 мм. Для приготовления пылевидного топлива из мягких углей, сланца, торфа применяют м о- л о т к о в ы е М. В кожухе вращается ротор о-закрепленными на нем шарнирно или наглухо молотками — билами. Исходный материал подается на ротор и измельчается ударами бил. В М. подается горячий воздух и одновременно с измельчением происходит сушка топлива. Измельч. и под- суш. материал выносится в шахту, из крой мелкие готовые частицы потоком воздуха подаются в топку, а крупные поступают на ротор и доизмельчаются. Ш ах т н ы е М. — быстроходные машины, линейная скорость на конце била до 65 м/с. Топливо, подаваемое в них, предварительно дробится на куски мельче 15 мм; продукт — пыль грубого помола. Для измельчения материалов средней твердости до размеров 2—0,06 мм и мельче при малой произ-сти применяют в и б р а ц ио и н ы е М. Барабан М., заполненный шарами на 80% объема, установлен на пружинах. Под действием механич. вибратора барабан совершает частые (до 3000 в 1 мин) круговые колебания малого радиуса (3—5 мм). Материал, загруженный в барабан, измельчается шарами при их частых соударениях в колеблющейся массе.
Для очень тонкого измельчения до размеров 0,001—0,05 мм используют с т р у й н ы е М. Измельчаемый материал подается во встречно располож. на одной оси эжекторы, к к-рым подводятся сжатый воздух под давлением 0,4—0,8 МПа, перегретый пар или горячие газы — продукты сгорания. Через разгонные трубки материал с огромной скоростью (до 500 м/с) поступает в помольную камеру. Частицы материала, летящие одна навстречу др., соударяются и разрушаются; измельч. материал отсасывается из камеры в классификатор, откуда крупный продукт вновь поступает в эжекторы.
МЕМБРАННЫЙ ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА — устройство, обеспечивающее перемещение клапана и дросселирование проходящего через него потока газа. Основой М.п.р.о. служит круглая пластина из эластичного материала (прожированной кожи, маслобензо- стойкой морозоустойчивой резины, про-
ар„
ШННННЖН1
Схема работы мембранного привода регулирующего органа
а, б, в — при прогибах мембраны, равных соответственно нулю, половине максимального и максимальному; г — зависимость коэффициента С от относительного прогиба мембраны
резин, полотна или пластмассы), к-рая по периметру зажимается между фланцами мембранной коробки. Центр, часть мембраны с обеих сторон обжимается круглыми металлич. дисками, диаметры к-рых могут быть различными. В регуляторах давления газа используют и пневматич. мембранные приводы с противодействием прргибу мембраны пружиной и грузом. В качестве рабочего в-ва применяют сжатый воздух или газ. Силовым элементом привода служит эластичная мембрана. Под воздействием избыточного давления воздуха или газа она прогибается и перемещает связанный с нею шток. Противодействует прогибу мембраны пружина или груз. Перестановочную силу, развиваемую пневматич. М.п.р.о., определяют по формуле Апер “ CFPo, где С — коэфф, ак-
тивности мембраны; F— проекция поверхности мембраны на плоскость ее заделки; Ро — избыточное давление рабочего в-ва. Площадь активной поверхности мембраны равна произведению CF. Коэфф, активности мембраны С не является пост, величиной, а зависит от се прогиба.
МЕСТНАЯ ВЫТЯЖНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ — система удаления воздуха спец, устройствами — местными отсосами — от мест образования вредных выделений, препятствующая их распространению по помещению. Расчет М.в.в. сводится к выбору типа местного отсоса и определенного расхода воздуха L, м3/ч, проходящего через него: L - 3600 Fv, где F — площадь живого сечения местного отсоса, v — расчетная скорость воздуха в его рабочем сечении, м/с.
М.в.в., удаляющую запыленный воздух с небольшой (до 100 г/м3) концентрацией, наз. аспирацией, для к-рой характерны повыш. скорости движения воздушно-пылевой смеси по воздуховодам, герметизация в соединениях воздуховодов, очистка выбрасываемого в атм. воздуха. Перед выбросом в атм. при обосновании воздух подвергают очистке: от пыли — в сухих мокрых пылеуловителях — циклонах, рукавных, сетчатых, зернистых и электрич. фильтрах, скрубберах, ротокло- нах, пенных аппаратах; от паров и газов — в абсорберах, адсорберах, ионообменных фильтрах и устройствах каталитич. дожита. При соответствующих гигиенич. или технология, требованиях приточный наружный воздух очищают от пыли в воздушных фильтрах (ячейковых,рулонных, панельных, электрич.).
МЕСТНАЯ ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ, воздушное д у ш и р о в а - п и е — подача с помощью спец, воздухо- распределит. насадков (душирующих патрубков) воздуха на фиксиров. рабочие места с целью создания на небольшом участке цеха воздушной среды, отличающейся от микроклимата в осн. помещении. Душирующие патрубки позволяют регулировать воздушные потоки в горизонт. и вертик. направлениях. Широко применяют душирующие патрубки ГШД (патрубок прямоточный душирующий), ПДн (патрубок душирующий с .нижним подводом воздуха) и ПДв (то же с верхним подводом воздуха). М.п.в. устраивают при интенсивном облучении работающих (более 350 Вт/м2) ,а также при открытых про- изв. процессах, сопровождающихся выделением вредных в-в, при невозможности устройства укрытий и местной вытяжной вентиляции или в дополнение к ним.
МЕСТНАЯ ПЫЛЕУБОРОЧНАЯ УСТАНОВКА — переносное устройство для очистки жилых и обществ, зданий и
производств, помещений с незначит. выделениями пыли, для уборки пыли с опре- дел. участков технологии, оборудования, выпускаемой продукции, деталей и т.д. Необходимость использования М.п.у. появляется также при ремонте высокоточных механизмов, устройств и приборов, электрооборудования, радиоаппаратуры, вычислит, техники. В пром, зданиях для этой цели используют бытовые пылесосы. Наибольшее распространение получили передвижные М.п.у., используемые практически во всех помещениях. Они особенно эффективны там, где пылевыделения носят местный характер. Кроме того, передвижные М.п.у. могут применятся в сочетании с центральными пылеуборочны- миустановками, что избавляет от необходимости прокладывать трубопровод центральной установки к данному запыл. участку или оборудованию.
МЕСТНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещения, при к-ром получение (генерирование), перенос и передача теплоты происходят в одном и том же помещении. Технич. установка имеет осн. элементы системы отопления, конструктивно объедим, в одном агрегате, а теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электрич. током или при сжигайии к.-л. топлива. Примерами М.о. являются газовое, печное и электрическое отопление. Так, теплота, генерируемая при сжигании газообразного топлива в газовоздушном отопительном агрегате, передается в поверхностном теплообменном аппарате теплоноси-
НАГРЕТЫЙ
ВОЗДУХ
Схема газовоздушного отопительного аппарата
1 — газовая горелка; 2 — дымоход; 3 — вентилятор; 4—теплообменник; 5—теплопроводы-каналы; 6 — воздушный фильтр
телю — воздуху, нагнетаемому вентилятором. Нагретый воздух выпускается в помещение; охладившиеся продукты сгорания газа отводятся в атмосферу. Достоинство М.о. —установление и регулирование теплового режима в обогреваемом поме
щении независимо от климатич. условий в др. помещениях здания или сооружения; недостаток — отд. обслуживание каждой установки. См.также: Местное воздушное отопление, Местное панельно-лучистое отопление.
МЕСТНОЕ ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание отд. помещений нагретым воздухом при отсутствии центр. приточной вентиляционной установки или экономии, нецелесообразности ее использования в режиме отопления. Для М.в.о. применяются: отопительные агрегаты с механич. побуждением движения воздуха, образующие бесканальную систему воздушного отопления; отопительно-вентиляционные агрегаты с частичной рециркуляцией внутр, воздуха и прямоточные-также с механич. побуждением движения воздуха; рециркуляционные воздухонагреватели с естеств. движением воздуха, образующие канальную систему воздушного отопления.
М.в.о. с отопит, или отопит.-венти- ляц. агрегатами применяется в пром, цехах, крупных помещениях обществ, и c.- к. зданий, квартирах. Выбор системы и параметров нагретого воздуха предопределяется назначением и режимом работы обслуживаемого помещения (см. Воздушное отопление). М.в.о. на базе рецирку- ляц. воздухонагревателя служит для отопления отд. помещений без пост, рабочих мест, у световых проемов и лестничных клеток многоэтажных зданий. Квартирное воздушное отопление относится к канальным вентиляторным системам. Оно состоит из размещ. в подшивке под потолком коридора малогабаритного отопит.-венти- ляц. агрегата и воздуховодов: наружного воздуха с приемной решеткой, рецирку- ляц. и раздачи нагретого воздуха с регулирующей приточной решеткой в каждой жилой комнате. Охладившийся воздух удаляется наружу из вспомогат. помещений квартиры. Нагретый воздух в беска- нальных системах М.в.о. подается в среднюю зону по высоте помещения наклонными или горизонт, струями, в квартирных системах — струями, настилающимися на потолок или подаваемыми в нижнюю зону помещения. Преимущества М.в.о. — незначит. металлоемкость и малая стоимость систем, низкие теплоэнергетич. затраты, особенно в ре- циркуляц. системах, возможность и целесообразность совмещения с вентиляцией, простота регулирования при водяном теплоснабжении. Недостатки — пониженные гигиенич. и акустич. показатели.
МЕСТНОЕ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание части объема помещения, в осн. рабочих мест, путем непосредств. воздействия на работающих теплового излучения от высо-
■ Газовоздушные теплой злу ч атели а — с плоским экраном; б — <~ овальным экраном; 1 — тепловая изоляция; 2 — паз о воздуховод; 3 —эк- котемп-рных излучателей и подвесных отопительных панелей, темп-pa поверхности к-рых при керамических насадках может достигать 90(r С. В качестве теплоносителя могут быть продукты сгорания газа, а также электроэнергия. Источники теплоты, как правило, находятся в обогреваемом помещении. В зависимости от используемого теплоносителя применяют газовоздушные теплоизлучатели, беспламенные горелки инфракрасного излучения с керамическими насадхсглпи излучателя, электрич. панели. Излучатели крепятся к фермам перекрытия, к стенам или на стойках в помещении с направлением теплоизлучающей поверхности в сторону рабочих мест. Такие системы имеют миним. протяженность магистралей.
МЕСТНЫЙ ОТСО С — вентиляци- онно-технологич. устройство в виде разл. укрытий для удаления вредных выделений от места их образования. М.о. бывают открытого типа, когда источник вредных выделений находится на нек-ром расстоянии от вытяжного устройства (зонты, зонты-козырьки, бортовые отсосы и т.п.), и закрытого (полные укрытия), когда источник вредных выделений находится как бы внутри М.о. (вытяжные шкафы, витринные отсосы, кожухи-укрытия и т.п.). Различают простые М.о., в к-рых воздух и вредные выделения удаляются только за счет разряжения, создаваемого в рабочем проемеМ.о., иактивиров. поддувом воздуха М.о., в к-рых для направления вредных выделений используется приточная струя.„
МЕСТНЫЙ. ТЕПЛОВОЙ
ПУНКТ — см. Абонентехий ввод.<
МЕТАНТЕНК — сооружение для анаэробной стабилизации концентриров.
Метантенк1 — мягкая кровля; 2 — кирпич; 3 — шлак; 4 — смотровой люк; 5 — труба для выпуска газа в атмосферу; 6 — газопровод от газового колпака; 7— газовые колпаки; 8 — пропеллерная мешалка; 9 — переливная труба; 10 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 11—трубопроводы для забора осадка с разных горизонтов; 12— паровой инжектор; 1J — трубопровод для выгрузки осадка из конусной части М.; 14 —■ термометр сопротивления; 15 — трубопровод для опорожнения М. (в футляре)Метантенк1 — мягкая кровля; 2 — кирпич; 3 — шлак; 4 — смотровой люк; 5 — труба для выпуска газа в атмосферу; 6 — газопровод от газового колпака; 7— газовые колпаки; 8 — пропеллерная мешалка; 9 — переливная труба; 10 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 11—трубопроводы для забора осадка с разных горизонтов; 12— паровой инжектор; 1J — трубопровод для выгрузки осадка из конусной части М.; 14 —■ термометр сопротивления; 15 — трубопровод для опорожнения М. (в футляре)
Метантенк
1 — мягкая кровля; 2 — кирпич; 3 — шлак; 4 — смотровой люк; 5 — труба для выпуска газа в атмосферу; 6 — газопровод от газового колпака; 7— газовые колпаки; 8 — пропеллерная мешалка; 9 — переливная труба; 10 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 11—трубопроводы для забора осадка с разных горизонтов; 12— паровой инжектор; 1J — трубопровод для выгрузки осадка из конусной части М.; 14 —■ термометр сопротивления; 15 — трубопровод для опорожнения М. (в футляре)
Метантенк
1 — мягкая кровля; 2 — кирпич; 3 — шлак; 4 — смотровой люк; 5 — труба для выпуска газа в атмосферу; 6 — газопровод от газового колпака; 7— газовые колпаки; 8 — пропеллерная мешалка; 9 — переливная труба; 10 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 11—трубопроводы для забора осадка с разных горизонтов; 12— паровой инжектор; 1J — трубопровод для выгрузки осадка из конусной части М.; 14 —■ термометр сопротивления; 15 — трубопровод для опорожнения М. (в футляре)
органич. субстратов (осадки сточных вод, избыточный активный ил, концентриров. производств, стоки и отходы). М. могут быть цилиндрическими, прямоугольными, шаро- и яйцеобразными резервуарами. В отечеств, практике используют М., представляющие собой железобетонный, реже металлич., резервуар с конусным днищем и конич. или сферич. перекрытием. В верхней части перекрытия расположена горловина. Уровень бродящей массы находится выше основания горловины, благодаря чему достигается повыш. интенсивность газовыделен ия на единицу площади поверхности сбраживаемого осадка, препятствующая коркообразованию. Теплоизоляция цилиндрич. части М. осуществляется либо его заглублением в землю на 1/3—1/2 высоты и обваловкой, либо возведением кирпичной стенки на расстоянии 0,5—0,8 м от стенки М. Газо- и теплоизоляцию перекрытия М. выполняют из неск. слоев утеплителя, покрытого цемеи-
Устройство для автоматнч. выпуска газа из аэротенка
1—свеча; 2—кожух газового колпака;^ — барботажные трубки; 4 — смотровой люк; 5 — переливная воронка; 6 — подача воды в предохранит, клапан; 7— переливная трубка; 8 — выпуск воды из предохранит. клапана; 9 — переливной карман; 10 — выпуск воды из переливного кармана
I '
тной стяжкой, слоя шлака, еще одной цементной стяжки и мягкой кровли (рубероид, фольгоизол)..
Осадок загружают в верхнюю зону М. и выгружают из конусной части. Выходные отверстия трубопроводов загрузки и выгрузки должны быть макс, удалены один от др., чтобы исключить проскок свежего осадка в трубопровод выгрузки. Благодаря постоянному удалению сброженного осадка из нижней части предотвращается отложение песка в М. Загрузку осуществляют насосом непосредственно в М. или через загрузочные бункеры. В последнем случае М. компонуют в группы по два- четыре с камерой управления в центре. В камере расположены загрузочные и выгрузочные бункеры, трубопроводы, задвижки, насосы и др. оборудование. Загрузку и выгрузку осадка производят одновременно по прямоточной схеме при разнице отметок в загрузочном и выгрузочном бункерах около 2,5 м. В загрузочных бункерах установлены неза- топленные водосливы с острой кромкой и щитовые затворы, позволяющие регулировать распределение осадка между М. и выключать любой из них из эксплуатации.
Для поддержания однородности бродящей массы предусмотрена система перемешивания. Гидравлич. перемешивание (насосами, гидроэлеваторами) применяют для М. небольших объемов. В М. объемом более 2000 м3 используют пропеллерные мешалки, устанавливаемые в центр, трубе. Разработано неск. вариантов перемешивания бродящей массы с помощью образующегося в М. газа. Используют систему газолифта, введение газа через диффузоры или вертик. трубки с интенсивностью 0,8 м3/ (м2ч). Газ для перемешивания , забранный из газгольдера или из-под купола М., вводят в центре у основания М. Для поддержания темп-ры бродящей массы, соответствующей выбранному режиму сбраживания, предназначена система подогрева. Подогрев осуществляют острым паром или горячей водой; разработаны системы d рекуперацией теплоты сброженного осадка. Пар низкого давления (0,07 МПа) подают во всасывающую линию насоса. Чаще всего используют пар с давлением 0,2—0,5 МПа, для подачи к-рого М. оборудуют пароструйным инжектором, забирающим в качестве рабочей жидкости осадок из М. и подающим смесь его с паром обратно в М. Гидравлич. и тепловая циркуляция осадка в М., происходящая в результате работы инжектора, способствует перемешиванию бродящей массы. Для подогрева осадка горячей водой используют трубчатые или спиральные теплообменные аппараты. Технич. хар-ки последних в 2—3 раза лучше технич. хар-к трубчатых теплообменников. В М. предусмотрена система сбора и отвода газа, к-рая включает газовые кол-
Графическая интерпретация метода конечных разностей (явная схема, Fo А = 1/2)Графическая интерпретация метода конечных разностей (явная схема, Fo А = 1/2)I, 2,3 и 1 ', 2 ', 3 1 — значения температур в центрах элементарных слоев в расчетные моментыI, 2,3 и 1 ', 2 ', 3 1 — значения температур в центрах элементарных слоев в расчетные моменты
Графическая интерпретация метода конечных разностей (явная схема, Fo А = 1/2)
Графическая интерпретация метода конечных разностей (явная схема, Fo А = 1/2)
I, 2,3 и 1 ', 2 ', 3 1 — значения температур в центрах элементарных слоев в расчетные моменты
I, 2,3 и 1 ', 2 ', 3 1 — значения температур в центрах элементарных слоев в расчетные моменты
паки, установл. на горловине М., газовую сеть из стальных труб с противокорроз. покрытием, газовый киоск и газгольдер. Выделяющийся в процессе брожения газ создает под куполом М. давление около 1,7— 2,5 кПа. Вследствие неравномерности выделения газа в период брожения давление может повышаться. Для предохранения купола М. от воздействия избыточного давления газа в одном из отводящих газовых колпаков смонтировано устройство для автоматич, выпуска газа в атмосферу. Газ из М. поступает под кожух газового колпака и при повышении давления более 4,3 кПа вытесняет воду из барботажных трубок, проходит через слой воды и через свечу выбрасывается в атмосферу. Вытесненная избыточным давлением газа вода через переливную воронку и трубку поступает в переливной карман, откуда сбрасывается в М. При нормализации давления затвор препятствует выходу газа в атмосферу. Давление, при к-ром срабатывает автоматич, устройство, определяется высотой расположения подвижной переливной воронки. От газовых колпаков газ по газопроводу отводится потребителю, предварительно он проходит через газовый киоск, в к-ром установлена аппаратура для осушки и замера газа. Потребителями газа, как правило, являются котельные установки. Для сбора газа и поддержания постоянства давления в газовой сети на ее тупиковой линии устанавливают мокрый газгольдер. Емкость его рассчитывают на 3—4-часовой приток газа. М. оборудуют также системой перелива на аварийный случай повышения расчетного уровня бродящей массы. Перелившийся осадок сбрасывается вканализац. колодец.В М. больших размеров по высоте располагают нёск, дополнит, трубопроводов, используемых для забора осадка с разных уровней при необходимости дополнит, перемешивания и промывки трубопроводов в случае их засорения. М. опорожняют из донной части через спец, трубопровод насосом, работающим под заливом. М. может быть оборудован системой для разбивания корки, напр., вращающимся спринклерным устройством, присоедин. к насосу для рециркуляции осадка, или вращающейся трубой с отверстиями, через к-рые потоки осадка направляются на слой корки под острым углом к вертикали.
В двухступенчатых схемах анаэробной стабилизации субстратов М. второй ступени предназначен для уплотнения сброженного осадка и отделения иловой воды, в этом случае его строят в виде открытого квадратн. или прямоугольн. резервуара без подогрева. Впуск осадка в М. второй ступени рассредоточен, уплотнен, осадок из приямка удаляется под гидро- статич. давлением, выпуск иловой воды производится с неск. уровней. Открытые М. допускается проектировать в районах
со среднегодовой темп-рой не ниже б°С. На второй ступени стабилизации не исключено применение закрытых М., позволяющих собрать и использовать образующийся газ. В частности, в США существует двухступенчатая схема, в к-рой М. второй ступени выполнен в виде закрытого обогреваемого резервуара с "плавающим" перекрытием, выполняющим роль газгольдера для М. обеих ступеней. Разработано несколько конструкций М. с разделением объема сооружения на зону брожения и зону уплотнения. Совмещение двух процессов в одном сооружении позволяет существенно снизить капит. затраты.
М. и газгольдеры — сооружения взрывоопасные, поэтому между М. и др. сооружениями очистной станции разрыв должен быть не менее 20 м; между газгольдером и др. сооружениями — 40 м. Обязательно устройство молниезащиты. Освещение камеры управления М., электродвигатели, электрозадвижки, пускатели, контрольно-измерит. аппаратура с электроприводом должны быть во взрывобезопасном исполнении.
МЕТОД КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ в теплопередаче — приближ. метод расчета темп-рного поля, основанный на переходе от поля с непрерывными параметрами к цепи (сетке) с сосредоточ. параметрами. В основе М.к.р. лежит теплопроводности уравнение в конечных разностях. При этом принимается, что тепловая емкость каждого элементарного слоя толщиной А х сосредоточена в его центре (С - ср А х), а проводимость теплоты между центрами элементарных слоев выражается сопротивлением теплопроводности А = АхД , где ср и А —объемная теплоемкость и теплопроводность материала. Расчет ведется ступенями и заключается в отыскании темп-ры элементарных слоев в конце расчетных интервалов времени Д z. Связь между А х и Az выражается числом Фурье Го А “ - A z/CA. Толщина А х обычно принимается по условиям разбивки конструкции на целое число элементарных слоев, а расчетный интервал времени A z вычисляет -
ся в зависимости от принятого значения ГоА - Влияние граничных условий учитывают, вводя дополнит, (условные) элементарные слои или полуслои в зависимости от вида воздействующих факторов и особенности конструкции. Наиболее простое решение при явной схеме расчета и пространственно-временной сетке, соответствующей Fo А - 1 /2. В этом случае темп-ра в центре произвольного элементарного слоя в конце расчетного интервала времени A z равна средней темп-ре в центрах соседних слоев в нач. расчетного интервала времени. Наибольшая точность расчета по явной схеме при Го А - 1/6. Однако расчетный интервал времени A z при этом уменьшается, и расчет получается громоздким. Для ускорения расчетов разработаны более соверш. способы разбивки пространственно-временной сетки (неявная схема, смешанная и др.), позволяющие обеспечить нужную точность при меньших затратах расчетного времени.
МЕТОД ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОЙ АНАЛОГИИ — метод расчета темп-рных полей, основанный на воспроизведении теплового процесса электрическим. Возможность воспроизведения вытекает из аналогии закономерностей тепло- и электропереноса. Соответствие между хар-ка- ми этих процессов показано в табл.
Темп-рное поле изучаемой конструкции воспроизводится на геометрически подобных аналогах из электропроводной бумаги, фольги, электролита и др. материалов. Пересчет измеренных электрич. хар-к в тепловые производится с помощью выбранных масштабов темп-p mt — М/ £ь.и и сопротивлений /мд - Ат/Аэ. Тепловой поток q — тц1 в любом сечении выявляется по измеренным или расчетным значениям силы тока 7, при этом масштаб тепловых потоков пц - пд/тц. Воспроизведение темп-рных полей со сложными включениями, с граничными условиями Ш рода и др. осложняющими факторами удобнее проводить на электрич. цепях. Сосредоточ. электрич.сопротивления,соединяющие узлы цепи,воспроизводятсосредоточ. тепловые сопротивления, соединяющие узлы тепловой сетки (электротепловой аналог метода сеток). Для расчета сложных случаев теплопередачи используют спец, электромодели с сетками заводского
Процессы теплопроводности (а) и электропроводности (б)
Сетка термических сопротивлений (а) и соответствующая ей цепь электрических сопротивлений (5)Сетка термических сопротивлений (а) и соответствующая ей цепь электрических сопротивлений (5)Соответствие характеристик тепло-'И электропроводностиСоответствие характеристик тепло-'И электропроводностиобозначениехарактеристикаединица измеренияобозначениехарактеристикаединица измеренияtТемп-paКиЭлектрич. потенциалВ или единица потенциалаQ .Кол-во теплотыкДжGКол-во электричестваКлqТепловой потокВтIПоток электричества, сила токаК л/с или АRtТер мич. сопротивление°С‘М2/ /ВтR3■ Электрич. сопротивлениеОмобозначениехарактеристикаединица измеренияобозначениехарактеристикаединица измеренияtТемп-paКиЭлектрич. потенциалВ или единица потенциалаQ .Кол-во теплотыкДжGКол-во электричестваКлqТепловой потокВтIПоток электричества, сила токаК л/с или АRtТер мич. сопротивление°С‘М2/ /ВтR3■ Электрич. сопротивлениеОмТеплопроводностьЭлектропроводностьТеплопроводностьЭлектропроводность
Сетка термических сопротивлений (а) и соответствующая ей цепь электрических сопротивлений (5)
Сетка термических сопротивлений (а) и соответствующая ей цепь электрических сопротивлений (5)
Соответствие характеристик тепло-'И электропроводности
Соответствие характеристик тепло-'И электропроводности
обозначение
характеристика
единица измерения
обозначение
характеристика
единица измерения
t
Темп-pa
К
и
Электрич. потенциал
В или единица потенциала
Q .
Кол-во теплоты
кДж
G
Кол-во электричества
Кл
q
Тепловой поток
Вт
I
Поток электричества, сила тока
К л/с или А
Rt
Тер мич. сопротивление
°С‘М2/ /Вт
R3
■ Электрич. сопротивление
Ом
обозначение
характеристика
единица измерения
обозначение
характеристика
единица измерения
t
Темп-pa
К
и
Электрич. потенциал
В или единица потенциала
Q .
Кол-во теплоты
кДж
G
Кол-во электричества
Кл
q
Тепловой поток
Вт
I
Поток электричества, сила тока
К л/с или А
Rt
Тер мич. сопротивление
°С‘М2/ /Вт
R3
■ Электрич. сопротивление
Ом
ТеплопроводностьЭлектропроводность
ТеплопроводностьЭлектропроводность
изготовления — электроинтеграторы ЭИ- 12, УСМидр.
МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ В ЗДАНИЯХ — методы, цель к-рых в стабилизации или целе- направл. изменении во времени параметров микроклимата: темп-ры и влажности воздуха, его подвижности и газового состава (концентрации вредных в-в). Обеспечение этих параметров осуществляется системами отопления — охлаждения, системами кондиционирования воздуха и вентиляции.1 Управление темп-рой воздуха в холодное время года возможно изменением тепловой системы отопления. В свою очередь, изменение тепловой мощности достигается изменением темп-ры или расхода теплоносителя в отопительном приборе. В нек-рых конвекторах имеется дополнит, возможность изменения конвективного потока воздуха, проходящего через прибор. Помимо системы отопления, управление темп-рой воздуха- возможно изменением темп-ры или расхода (подачи) приточного воздуха систем вентиляции или кондиционирования воздуха. Предпочтительно для минимизации затрат энергии согласованное действие систем отопления и вентиляции (кондиционирования воздуха). В теплое время года управление темп-рой воздуха осуществляется изменением темп-ры и расхода приточного воздуха систем воздушного охлаждения (кондиционирования' воздуха). Возможности приточной системы вентиляции по поддержанию темп-ры воздуха ограничены лишь изменением его расхода. Для управления темп-рой воздуха мо
гут использоваться приборные системы, управляющее воздействие в к-рых основано на изменении темп-ры или расхода хо- лодоносителя (холодная вода или хладагент при непосредств. охлаждении). Приборные системы охлаждения в сочетании с системами воздушного охлаждения (кондиционирования) могут оказаться экономически и энергетически целесообразными. Одним из эффективных с эконо- мич. точки зрения является управление темп-рой воздуха в теплое время года с использованием ночного проветривания помещения. Возможности применения его расширяются за счет аккумуляции "ночного холода" ограждениями зданий. Для охлаждения приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования могут использоваться аккумуляц. свойства грунта при прокладке в нем вентиляц. каналов. Тепловая емкость подземных каналов увеличивается за счет устройства в них спец, каменных кладок и др. аккумулирующих насадок. Влажность воздуха в помещениях обеспечивается изменением влагосодержания или расхода приточного воздуха систем вентиляции и кондиционирования. Управление влажностью внутр, воздуха возможно непосредственно подачей в помещение водяного пара. Для этой же цели используется подача водяного тумана, вырабатываемого в спец, устройствах. Концентрация вредных газов (паров, аэрозолей) в помещении регулируется изменением расхода приточного воздуха. При использовании рециркуляц. систем изменение концентрации вредных в-в в помещении достигается изменением соотношения наружного и внутр, воздуха.
Эффективным с энергетич. и в большинстве случаев с экономия. точки зрения является управление параметрами микроклимата за счет периодич. выключения систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Использование этого метода управления основано на тепловой емкости помещения, влагоемкости и газовой емкости воздуха в объеме помещения. Прерывистая работа систем целесообразна в помещениях с переменным режимом тепло-, влаго- и газовых выделений в том случае, если допускаются значит, колебания параметров микроклимата. Реализация этого эффективного способа управления требует, как правило, совместного со- гласов. действия комплекса систем отопления-охлаждения и вентиляции.
МЕХАНИЗМЫ ВЛАГОПЕРЕНОСА — физ. явления, обусловливающие перемещение влаги в материалах и конструкциях. Исследования механизмов влагопереноса в капиллярно-пористых телах в нашей стране были выполнены шкалами А.В. Лыкова и Б.В. Дерягина. Влага в материалах может перемещаться в виде пара и жидкости. При рассмотрении механизмов влагопереноса удобно пользоваться идеальными моделями цилиндрич. капилляров. Важнейшими механизмами влагопереноса являются следующие.
Перенос влаги в виде пара. Молярный перенос пара в макрокапиллярах происходит под действием градиента общего давления, когда вместе с влажным воздухом перемещается водяной пар.
Диффузия пара в макрокапиллярах (г>10'7 м) происходит под действием градиента парциального давления при условии, что длина свободного пробега молекул водяного пара 2 значительно меньше характерного поперечного размера капилляра d, т.е. Кп — X Id 5 1.
Диффузия пара в мезокапиллярах (г > ПУ7 м), или эффузия, происходит под действием парциального давления пара при условии Хп >1.
Изотермическое скольжение молекул пара вдоль стенок капилляра может заметно влиять на диффузию пара, когда X — d, но Кп < 1. ,
Неизотермическое скольжение пара вдоль стенок капилляра происходит в тонком капилляре, соединяющем два конечных объема, разница темп-p между которыми А Т. Вследствие этого эффекта пар перемещается вдоль стенок капилляра в более нагретую область.
При термодиффузии пара в макрокапиллярах он диффундирует из области с более высокой темп-рой в область с меньшей. Причина этого явления — большее парциальное давление пара, находящегося в равновесии с поверхностями менисков воды в области с более высокой темп-рой.
Перенос влаги в виде жидкости. Фильтрация жидкой влаги происходит при наличии градиента общего давления. При этом движение жидкости подчиняется закону Дарси. Капиллярное поднятие воды имеет место при соприкосновении материала с поверхностью воды.
Движение воды под действием градиента капиллярного давления (потенциала) , к-рым является величина Ф -cry, где у — кривизна поверхности мениска; м*, о— поверхностное натяжение воды, Н/м.
Капиллярный осмос заключается в течении раствора в порах или капиллярах под действием градиента концентрации.
Термокапиллярное течение можно рассматривать как разновидность движения воды под действием градиента капиллярного давления. Поверхностное натяжение воды увеличивается с понижением темп-ры. Поэтому капиллярное давление будет выше в той части капилляра, где ниже темп-ра (при равной кривизне менисков) . -
Термоосмотическое течение заключается в течении жидкости в порах под действием градиента темп-ры, вследствие к-рого ‘появляется градиент термич. напряжения в граничных слоях жидкости. '
Перенос влаги в виде пленок происходит под действием градиента расклинивающего давления. Понятие "расклинивающее давление" введено Б.В. Дерягиным. Расклинивающее давление характеризует поле поверхностных сил в системе твердая поверхность — тонкая прослойка жидкости. Оно присуще смачивающим пленкам толщиной более 0,8— 1 нм. Отд. компоненты расклинивающего давления связаны с соответствующими поверхностными силами, среди к-рых можно выделить: молекулярные силы, определяемые наличием дипольных моментов; электростатич. силы, обусловленные адсорбцией из раствора ионов одного знака и наличием разности электрич. потенциалов между поверхностью и слоями жидкости; структурные силы, вызванные тем, что в слоях жидкости, граничащих с твердой поверхностью, происходят структурные изменения жидкости, в результате чего появляется сеть направл. водородных связей. Результирующий эффект этих составляющих поверхностных сил в зависимости от толщины пленки выражается изотермой расклинивающего давления Л (А).
Термокапиллярное течение пленок возникает, если вдоль поверхности пленки существует градиент темп-ры.
Течение незамерзающих пленок воды происходит за счет движения их по поверхности и между льдом и твердой поверхностью. Незамерзающие прослойки образуются как граничная фаза, структура
к-рой изменена, вследствие чего их свойства существенна отличаются от объемных свойств воды. Вязкость воды в прослойках превышает вязкость объемной воды в десятки раз. Незамерзающие прослойки воды могут перемещаться под действием градиентов темп-ры и давления. Существ, вклад может вносить термокристаллизац. течение пленок, к-рое наблюдается в капилляре между менисками льда, имеющими разную темп-ру. Кроме рассмотренных механизмов существуют и др., однако они или имеют меньшее значение для вла- гопереноса, или могут реже наблюдаться, чем описанные.
МЕШАЛКА — аппарат, обеспечивающий смешивание одного компонента (растворимого или нерастворимого) с др., а также поддержание нерастворившихся частиц в растворителе во взвешенном состоянии. В известковал! хозяйстве применяют М. разл. типов: гидравлическую, перемешивание с помощью к-рой обеспечивается за счет рециркуляции жидкости во всем сечении резервуара (вместимость резервуаров заводского изготовления — 1 —14 мл); механич. лопастную (мутил- ку), обеспечивающую перемешивание в резервуаре за счет турбулентности жидкости, создаваемой движением лопастей, скребков, цепей и рамок, вращаемых электроприводом через систему редукторов с соответствующей (расчетной) частотой вращения (вместимость мутил ок до 40 м3). М. могут выполнять роль как резервуаров-хранилищ известковых суспензий, так и расходных баков с растворами необходимой концентрации.
Мешалка гидравлическая циркуляционная
1 — корпус; 2 и 4 — патрубки отвода и подвода известкового молока;3—патрубок опорожнения; 5 — перелив
Мешалка механическая
1 — подача известкового молока; 2 — резервуар; 3— электропривод; 4 —лопастная мешалка; 5 — корпус; б — выпуск; 7 — перемешиватель; 8 — лоток; 9 — затвор
МИКРОКЛИМАТ ПОМЕЩЕНИЯ — сочетание метеорология, факторов (темп-ры, подвижности, относит, влажности воздуха) и темп-ры внутр, поверхностей помещения.
МИКРОМАНОМЕТР — жидкостный манометр, применяемый для точного измерения малого давления в жидкостях и газах. М. выполняют в виде накл. калибров. трубки с малым поперечным сечением, присоедин. к сосуду — резервуару, имеющему вместимость, значит, превышающую вместимость трубки. Соотношение вместимостей сосуда и трубки подбирают так, чтобы изменение уровня жидкости в трубке практически не сказывалось на изменении уровня жидкости в сосуде. Благодаря этому уровень жидкости показывает измеряемое давление. Увеличением наклона трубки к горизонту достигается повышение точности замера. М. выпускается с пост, и изменяющимся углом наклона трубки. Избыточное (по сравнению
Схемы измерения давления в воздуховодах
а—полного и статич. в нагнетат. воздуховоде; б—то же, во всасывающем воздуховоде; в — динамического в нагнетат. или во всасывающем воздуховоде; 1 — штуцер для измерения статич. давления;^ — трубка Пито для измерения полного давления; 3 — микроманометры
с давлением окружающего воздуха) давление воздуха, Па, при измерении М. вычисляют по ф-ле Р ” 9,81А у жКм81п а , где h — показания М. (число делений по шкале, мм); у — относит, уд. вес рабочей жидкости (отношение уд. весов рабочей жидкости и воды); Км — тарировочный коэфф; а — угол наклона трубки М. к горизонту, град. В вентиляционных системах М. шлангами соединяют с датчиками давления (Пито трубкой, штуцером, припаянным к стенке воздуховода, и пр.). При правильном присоединении шлангов рабочая жидкость (обычно подкраш. спирту ж ”0,8) выдавливается из сосуда в трубку.
МИКРОФИЛЬТР — устройство для предварит, очистки поверхностных вод от планктона, грубодисперсных примесей минер., растит, и животного происхождения с размерами частиц 1—150 мкм, а также очистки и доочистки сточных вод. М. представляет собой горизонтально располож. разъемный в продольном направлении барабан, размещаемый в прямоугольной камере и на 0,85 диаметра погруженный в воду. По его образующей на подложке крепится стальная, бронзовая или капроновая сетка галунного или квадратного плетения с проходными отверстиями размером 20—60 мкм. Частота вращения барабана М. 0,05—0,2 об/с, скорость фильтрования 10—50 м/ч. Предпочтит. направление фильтрования — изнутри наружу, что облегчает промывку сетки и удаление задержанных примесей. В зависимости от колебаний расхода обрабатываемой воды и свойств ее примесей регулируют частоту вращения барабана и число рядов промывных форсунок.
Обрабатываемая вода поступает
внутрь вращающегося барабана М. из бокового канала через перфориров. часть соосно расположенного полого вала, фильтруется через сетку, проникает в камеру и далее через Окна отводится в канал фильтрата. При засорении сетки и достижении макс, перепада уровней воды автоматически включается устройство, промывающее полосу сетки на верхней образующей барабана. Промывная вода собирается воронками и по глухой части полого вала отводится в водосток. Потери напора на микросетк е принимаютд о 0,3 м вод. ст., а общие потери напора на установке — 0,5—0,7 м. Расход воды на промывку М. составляет до 1,5% кол-ва фильтрата. Промывная вода подается под давлением 0,15—0,25 МПа. При обработке поверхностных вод М. размещают в начале технология. схемы до введения реагентов. М. позволяет извлекать из воды до 75% диатомовых и до 95% сине-зеленых водорослей, задерживать до 98% зоопланктона и снижать содержание взвешенных в-в до 60— 80%. После каждого фильтроцикла поверхность сетки очищают от отложений взвеш. в-в. Однако при этом часть отложений должна оставаться в качестве фильтрующ. материала, т.к. чистая сетка не обеспечивает надлежащего извлечения из воды взвеш .в-в. Степень очистки определяется размерами ячеек. Следует иметь в виду, что планктон и яйца нек-рых низших ракообразных могут проходить через фильтров, сетку и повторно развиваться в последующих сооружениях и резервуарах, особенно если повысится темп-ра. М. выпускают двух видов: МФМ (микрофильтры модернизированные) и МФБ (микрофильтры с дополнит, оборудованием бактерицидными лампами). Первые используют для предварит, обработки природных вод, вторые — сточных вод с содержанием взвеш. в-в до 40 мг/л (эффект очистки составляет 50—60% при снижении БПКполн на 25—30%).
МНОГОЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — система на базе центральной установки кондиционирования воздуха, предназнач. для обслуживания ряда помещений с различным тепловлажностным режимом. Включает в состав водо-
нагреватель первого подогрева и камеру орошения или воздухоохладители и камеру орошения. Водонагреватель второго подогрева вынесен за пределы установки и монтируется отдельно для каждой зоны. Воздухонагреватели зональные регулируют применительно к тепловому режиму обслуживаемой ими зоны. Системы могут быть прямоточными И рецир-; куляционными.
МОЙКА КУХОННАЯ — сан.-тех- нич. прибор, устанавливаемый в кухнях жилых и обществ, зданий и предназнач. для мытья посуды и пищевых продуктов, заполнения различного рода емкостей для приготовления пищи и др. хоз.-бытовых целей. М.к. в общем случае состоит из чаши, сливной полки, водоразборного смесителя, сифона, выпуска с пробкой, перелива и деталей крепления. М.к. устанавливают на кухонном шкафу или на кронштейнах, прикрепляемых к стене. Смеситель присоединяют к холодному и горячему водопроводу, а сифон с выпуском и переливом — к канализационной сети.
Различают М.к. накладны е, устанавливаемые вместо крышки кухонного шкафа, и встраиваемые — вмонтированные в крышку шкафа. Изготовляют М.к. с одной или двумя чашами*, со сливной полкой или без нее. Размеры М.к., мм, колеблются в пределах: длина 450—1400, ширина 450—600, высота чаши 160—180 и высота от пола до борта чаши 850. Часто М.к. комплектуют вставляемыми в чашу мойки пластмассовой разделочной доской и корзиной для обработки продуктов. Применяют М.к., штампованные из нержавеющей или эмалированной стали, формованные или литые из пластмассы, керамики, полимербетона, литые чугунные эмалированные. Смеситель, устанавливаемый на борту М.к. или на стене над ее чашей, имеет удлин. излив с аэратором. Выпускают смесители с моечной щеткой на гибком шланге и переключателем потока с излива на щетку, а также с выдвижным изливом на гибком шланге с насадком, переключающимся на компактную аэрируемую струю или душирующую
234 Мокрые пылеуловители
Мойка кухонная
а — стальная эмалированная или из нержавеющей стали с одной чашей накладная; б — то же, встраиваемая; в — то же, накладная со сливной полкой; г — чугунная эмалированная с двумя чашами накладная; 1 — сифон; 2 — выпуск с пробкой и цепочкой; 3 —■ подводящие патрубки смесителя; 4 — чаша; 5 — смеситель двухрукояточный со щеткой на гибком шланге; 6 — смеситель с одной рукояткой; 7 — кухонный шкаф; 8 — сливная полка; 9 — отверстие для установки выпуска и сифона; 10 — отверстие для установки смесителя
струю. - Смеситель, кроме того, может иметь штуцер для присоединения стир. машин. Сифон и перелив для М.к. обычно изготовляют из пластмассы с одним (для одночашечных) или двумя (для двухчашечных) выпусками, воронки к-рых, а также крышки перелива, часто выполняют из нержавеющей стали или латуни с гальванопокрытием. Сифоны имеют штуцер для подсоединения стир. машины и выпуск с управляемой с помощью рукоятки пробкой. Рукоятка размещается на борту чаши, корпусе смесителя или перелива. Операции с продуктами выполняют на вставной разделочной доске, сливной полке или вставной корзине, пользуясь при этом проточной струей воды из излива, моечной щетки на гибком шланге или водой из заполненной чаши при закрытой пробке выпуска. При пользовании стир. маши
ной ее подающий шланг присоединяют к штуцеру смесителя, а выпускной — к штуцеру сифона.
МОКРЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ — устройства, в к-рых улавливание пыли происходит в результате контакта запыл. газового потока с жидкостью, к-рая захватывает взвеш. частицы пыли и уносит их из пылеуловителя в виде шлама. Поверхности контакта: капли, пленка, газовая струя, пузырьки и пленка, капли и пленка. Улавливание частиц пыли на названных поверхностях контакта происходит за счет действия практически всех эффектов осаждения (см. Улавливание частиц воздуха или газов). Достоинство М.п.: простота, небольшая стоимость, высокая эффективность, возможность использования при высоких темп-ре и влажности газа, а также в случае опасности самовозгорания и взрыва газов или пыли; возможность одноврем. очистки газов от пыли, извлечения вредных газообразных примесей и охлаждения газов. Недостатки: улавливаемая пыль выделяется в виде шлама, в результате чего требуется очистка сточных вод и удорожается система газоочистки; в случае очистки агрессивных газов происходит коррозия пылеуловителей и коммуникаций,*
В качестве жидкости в М.п. используют воду. При одновременных улавливании пыли и очистке газов от вредных газообразных составляющих в качестве жидкости применяют абсорбенты. Жидкость в М.п. подводится механич. и пневматич. форсунками.
Классификация М.п. основана на способе их действия и включает след. осн. группы скрубберов: полые, насадочные; тарельчатые (пенные пылеулавливатели); с подвижной насадкой; ударно- инерц. действия (ротоклоны); центробежные, механич. (динамич.), скоростные (скрубберы Вентури).
МОНТАЖ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ — установка, размещение и закрепление согласно проекту вентиляц. оборудования и <;ети воздуховодов. В состав вентиляц. оборудования входят: вентиляторы, электродвигатели, калориферы, фильтры, камеры орошения, воздухоохладители и т.д.
Приготовление и обработка воздуха осуществляются кондиционерами, очистка выбрасываемого в атм. воздуха в вытяжных вентиляционных системах — циклонами, скрубберами и др. устройствами. Для перемещения и распределения воздуха по отд. помещениям применяют воздуховоды. По форме они бывают круглого и прямоугольного сечения, по конструкции — прямошовные, спирально-замковые, спирально-сварные, индустриальные с угловым защелочным фальцем, изготовляемые из панелей и др.строит, конструкций. Фасонные части предназначены для соединения участков вентиляц. сети разл. диаметров или сечений (переход, конфузор, диффузор) и для изменения направления движения воздуха в вентиляц. сети (.отвод, полуотвод, утка, тройник вентиляционный, крестовина вентиляционная и т.д.). Все типовые детали вентиляц. систем (.воздухораспределители, дефлекторы и др.) имеют стандартные фланцы для присоединения их к воздуховодам. Наиболее распространенными в системах вентиляции фасонными частями являются отводы, тройники и крестовины. Отвод круглого сечения состоит обычно из пяти или менее звеньев (внутр, части отвода) и двух стаканов (крайние части отвода). Каждый отвод имеет свой диаметр D, радиус кривизны R, определ. число звеньев под углом поворота а. Диаметр отвода равен диаметру воздуховода, к к-рому он присоединяется. Радиус кривизны R принимают для систем вентиляции равным 1,5D, для систем аспирации — 2D. Угол а - 90° или менее.
По форме тройники круглого и прямоугольного сечения бывают нормализованными и штангообразными. У первых одна часть (ствол) является продолжени-
ем линии воздуховода и ось ствола перпендикулярна основанию тройника, другая (ответвление) отклонена от ствола под углом 90°. У штангообразных тройников обе части отклонены от оси воздуховода.
Кроме металлич. в вентиляции применяют воздуховоды (и фасонные части) из винипласта, стеклопластика, полиэтилена, стеклоткани, кирпича, бетона, шла- коалсбастра, шлакобетона и др. материалов. Воздуховоды круглого и прямоугольного сечений из винипласта изготовляют только на сварке из листов толщиной 3— 9 мм и длиной не более 2,5 м. Отд. участки воздуховода из винипласта соединяют также на фланцах, выполненных из ви- нипластювого уголка. При использовании винипластовых воздуховодов все металлич. детали (оси болты) следует выполнять из нержавеющей стали, т.к. обычная сталь быстро разъедается коррозийными средами.
Перед началом монтажа производят проверку качества и комплектации необходимых для них изделий. М.в.с. на крупных объектах, как правило, начинают с монтажа воздуховодов и установки приточных камер и др. крупногабаритного оборудования. До начала сан.-техиич. работ производят приемку объекта под монтаж: проверяет правильность геометрич. размеров строит, конструкций, привязку к ним фундаментов под установку оборудования (расстояние от стен, перегородок и т.д.), наличие отверстий в фундаментах для анкерных болтов, правильность установки закладных деталей для крепления вентиляц. решеток, герметич. дверей и др. Крупногабаритное оборудование обычно поступает в разобранном виде, поэтому его проверяют, устраняют обнаруж. повреждения и компонуют. Особое внимание уделяют установке вентиляторов больших размеров. После осмотра и устранения недостатков раму вентилятора устанавливают на выверенный фундамент, на временные подставки (деревянные бруски). Затем устанавливают виброизоляторы под раму, число и место установки к-рых определяют проектором. На выровненное виброоснование ставят вентилятор и регулируют пружинные виброизоляторы с помощью деревянных брусков. До пуска вентилятора необходимо убедиться в свободном вращении его турбины. Проверяют соосность шкивов вентилятора и электродвигателя, а также канавок под клиновые ремни. У правильно собранного вентилятора зазор между задней стенкой кожуха и турбиной должен составлять не более 4 % диаметра турбины, а между турбиной и диффузором — не более 1 %. При правильно отбалансированном вентиляторе турбина должна, не раскачиваясь из стороны в сторону, останавливаться сразу в любом положении. Перед установкой ка
лориферов проверяют их соответствие проекту, а затем производят гидравлич. испытание (опрессовку).
Монтаж центральных кондиционеров большой нроиз-сти, скрубберов и циклонов — операция трудоемкая, т.к. они имеют значит, массу. Для их транспортировки следует подготовить подъездные пути, освободить место для разгрузки, оставить спец, монтажные проемы в строит, ограждениях здания.
Воздуховоды на строит, объекте собирают непосредственно на полу или перекрытии в крупные блоки — воздуховоды длиной 25—30 м, состава, из их прямых участков и фасонных частей. Длина блока определяется условиями монтажа и наличием грузоподъемных механизмов. После этого устанавливают последовательность монтажа блоков. На строит, конструкциях намечают и привязывают места установки креплений, если до этого не были поставлены соответствующие закладные детали в строит, конструкциях. Уточняют способы и места размещения средств монтажа (.лебедок, талей, блоков, полиспастов и др.), подготавливают к работе инвентарные леса, подмости, вышки в зависимости от отметки монтируемого воздуховода. Затем собранный блок или узел воздуховода стропят инвентарными или полуавтома-
Схемы отводов
а— вентиляционный круглого сечения 90и; б — то же, для вентиляции; в — прямоугольный для аспирации и пневмотранспорта круглого сечения; г — штампованный круглого сечения; д —^пря- моугольного сечения 90и; е —- тоже, угол поворота меньше 90у; ^ — то же, панельный
тич. стропами (положение центра тяжести блока уточняют пробным провешиванием) и на концах привязывают оттяжки. Блок воздуховодов поднимают на проектную отметку, подвешивают к ранее установленным креплениям и соединяют фланцами с предварительно смонтированным блоком или участком воздуховода. В процессе монтажа блоки воздуховодов поддерживают на весу лебедками и тросами до окончательной подвески или укладки на кронштейны.
Монтаж вертик. воздуховодов производят разл. методами: с помощью лебедок, автокранов, наращиванием и выдавливанием. Перед началом монтажа устанавливают лебедку с отводным блоком, наверху располагают консоль (тоже с блоком). Собранную из отд. частей плеть воздуховода с растяжками поднимают лебедкой. С помощью оттяжки его закрепляют в проектном положении и сое-
диняют с ранее подвешенным участком воздуховода. Монтаж воздуховодов аспи- рац. систем и пневмотранспорта принципиально не отличается от монтажа воздуховодов общего назначения, но при этом обязат. условием является их повыш. герметичность. Воздуховоды, в к-рых образуется конденсат, необходимо прокладывать с уклоном 0,01—0,015 в сторону дренирующего устройства.
Монтаж воздуховодов следует начинать со стороны вентилятора. К нему воздуховод крепят с помощью гибкой вставки из брезента или спец, ткани.
Монтаж деталей вентиляц.систем (воздухораспределителей, зонтов и др.) производят после завершения монтажа сети воздуховодов. Воздухораспределит. устройства крепят к патрубкам воздуховодов имеющимися у них присоединит, фланцами. Воздухораспределители, кроме своего осн. назначения — подавать воздух, выполняют декоративные функции, поэтому при монтаже их следует располагать по одной линии или в шахматном порядке. Они не должны иметь перекосов, вмятин. 1
Вентиляц. воздухозаборные отверстия иногда достигают значит, размеров и могут состоять из скомпонов. на жестком каркасе большого числа типовык жалюзийных решеток небольшого размера. Для
установки решетки в стене здания делают проем такого размера, чтобы в нем помещалась закладная металлич. рама.
Смонтированную систему вентиляции принимают в эксплуатацию после предварит, пусковых испытаний и регулирования при условии исправной и непрерывной работы вентиляц. установок в течение 3 ч.
МУЛЬТИЦИКЛОН — то же, что Батарейный циклон.
МУСОРОСЖИГАТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД — предприятие для сжигания мусора (твердых бытовых и пром, отходов) в котлах или в спец, печах. Мусоросжи- гание проводится при темп-ре 900— 1000°С, при к-рой разрушаются практически все органич. соединения. Мусоро- сжигат. котлы или печи располагают на расстоянии не менее 300 м от жилых
Схема технологического процесса сжигания муСхема технологического процесса сжигания му/ — бункер для приема мусора; 2 — мостовой кран; 3—загрузочный бункер топки; 4—питатель; 5 — паровой воздухоподогреватель; б —■ вентилятор первичного воздуха; 7 — водяной воздухоподогреватель; 8 — зольные бункеры; 9 — колосниковая решетка; 10 — гасительная ванна со скребком для удаления шлака; 11 — сопла вторичного дутья; 12 — котел; 13 — обводной шибер; 14 — бункер для летучей золы; 15 — скребковый конвейер; 16 — электрофильтр; 17 — дымосос; 18 — дымовая труба; 19 — шлаковый конвейер; 20 — электромагнитный шкив; 21 — мостовой кран; 22 — отделение удаления шлака; 23 — молотковая дробилка; 24 — ленточный конвейер для шлака
Схема технологического процесса сжигания му
Схема технологического процесса сжигания му
кварталов. Гл. энергетич. преимущество М.з. — получение теплоты, к-рая в дальнейшем может быть использована. М.з. работают без выделения пыли при макс, механизации всех рабочих процессов. Конструктивные узлы М.з. обладают герметичностью, не допускающей утечки вредных или ядовитых продуктов сгорания. В остатках, образующихся после сжигания мусора, содержится большое кол-во легкорастворимых соединений. К их складированию предъявляют такие же строгие требования, как и к органи- зов. свалкам. По опыту ми. стран кап. вложения на М.з. в зависимости от технологии и мощности достигают 50— 250 долл, на 1 т сырого мусора, обрабатываемого в год. Эксплуатац. расходы равны 5—20 долл, на 1 т сырого мусора, не считая расходов на кап. ремонт.
Ежегодно в городах накапливается около 40 млн т твердых бытовых отходов
(ТБО). При их сжигании на М.з. горючие компоненты окисляются, образуются диоксид углерода СОг, пары воды и разл. газообразные примеси, в т.ч. токсичные.. Несгоревшие компоненты выносятся из топки уходящими газами в виде твердых примесей золы-уноса и сажи, составляющих в среднем 3—6% сухой массы сживаемых отходов. Уходящие дымовые газы, как правило, перед выбросом в атмосферу очищают с помощью газоочи- стит. устройств. Большинство ТБО представляет собой материал с удельной теплотой сгорания 3350—10 500 кДж/кг. Теплота сгорания достигает максимума зимой и минимума летом. При макс, влажности ТБО наблюдается миним. теплота сгорания.
Для сжигания мусора разработаны ' различные конструкции М .з. Независимо от конструкции их топка должна обеспечивать: перемешивание частей мусора для усреднения состава и выравнивания горения; перемещение составляющих мусора и его отд. порций для обеспечения процесса воспламенения и доступа воздуха в слой; поддержаниедостаточно высоких темп-р, гарантирующих воспламенение и устойчивое горение мусора; дожигание газообразных и твердых продуктов неполного сгорания мусора. М.з. состоит из топочного устройства, котла-утилизатора, механизмов шлакоу- даления, воздухоподогреваеля, системы очистки дымовых газов. Топочноеустройст- во включает приспособление для загрузки, колосниковую решетку, систему шлакоу-
даления и другие вспомогат. узлы. Приспособление для загрузки предназначено для мехаиизиров. подачи отходов в топку и включает в себя: загрузочную воронку, течку, неподвижный стол и подвижный меха- нич.толкатель (питатель) .Более пол ное вы- гораниесоставляющихТБО обеспечивается подачей вторичного дутьевого воздуха на боковых стенках топки или на входе в камеру. Т.к. темп-pa газов, поступающих на сухое обеспыливание, должна быть не выше 300—350°С, то с целью снижения темп-ры уходящих газов перед их поступлением на очистку устанавливают котел-утилизатор. Аккумулированная в нем теплота уходящих газов может быть использована для получения пара или горячей воды. Система шла- коудалеНия предназначена для механизи- ров. удаления шлака и охлаждения выходящих из топки остатков. Охлаждающим устройством служит шлаковая ванна, заполненная водой из расчета 3,5—6 м на 1 т шлака. Очистка дымовых газов от твердых примесей осуществляется электростатич. фильтрами.
Кроме твердых бытовых отходов возможно сжигание осадка сточных вод, к-рое является наиболее глубоким способом обработки осадка, при этом все содержащиеся в нем в-ва окисляются до полностью инертных конечных продуктов, не имеющих запаха. Осадок сточных вод сжигают при темп-ре 900— 1000°С. Тепловая энергия при сжигании расходуется на испарение воды из осадка, подогрев инертных в-в до 900— 1000°С, полное окисление органич. и окисляемых неорганич. сухих в-в осадка, подогоев подаваемого воздуха до 900—1000чС и возмещение потерь тепла. Большая часть энергии покрывается теплотой сгорания самого осадка, а ее недостающая часть — теплотой сгорания топлива (нефть, газ и др.). Кол-во потребляемого топлива зависит от вида и состава осадка, степени его обезвоживания. Теплота сгорания осадков понижается с увеличением их зольности и составляет 18—12 МДж/кг сухих в-в. При сжигании сырых остатков городских сточных вод влажностью 60% и ниже не требуется дополнит, топлива, однако при этом возрастают затраты на обезвоживание осадка до требуемой влажности.
НАГРЕВ ВОЗДУХА — простейший процесс изменения состояния влажного воздуха, протекающий с повышением темп-ры и уд. энтальпии при пост.уд. влагосодержании воздуха. Н.в. осуществляется в калориферах. В вентиляционных системах Н.в. происходит за счет перехода аэромеханич. энергии воздуха в тепловую энергию. При этом величина подогрева пропорциональна перепаду давления, развиваемому вентилятором: At ~ а«ДРв, где а - 0,001. В помещениях без влаговыделений или с незначит. вла- говыделениями, но при теплоизбытках также происходит Н.в. Луч процесса Н.в. на диаграмме влажного воздуха идет вертикально вверх. Угловой коэффициент луча процесса равен + оо.
точка Н — начало процесса (параметры воздуха перед нагревателем); точка К—конец процесса (выход из нагревателя); At — перепад температуры; А/ — перепад уд. энтальпии; 8 — угловой коэффициент луча процесса, равный + оо .
НАДЕЖНОСТЬ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ — свойство их обеспечивать подачу газа заданных параметров всем присое-
дин. потребителям в течение расчетного времени при условии проведения необходимого обслуживания и ремонтов. Характерная черта распределит, систем газоснабжения — длительность действия, т.к. они существуют в городах до тех пор, пока не появится новый энергоноситель, способный заменить газ. Поэтому долговечность не характеризует надежностные свойства системы, она характеризует лишь надежность элементов, из к-рых состоит система. Др. отличит, особенность распределит, систем — их социальный характер. Они обслуживают не только пром, объекты, в т.ч. производящие потребительские товары, но и обеспечивают норм, жизнедеятельность людей. Социальный характер системы, в частности, в том, что при отказах подачи газа потребителям возникает не только экономии., но и моральный ущерб. Учесть его последствия не удается, поэтому социальное значение отказов должно быть заложено в критерии, оценивающем надежность распределит, системы газоснабжения. При этом следует исходить из того, что отказ системы влечет непоправимые последствия. При оценке надежности отказы газоснабжения считаются недопустимыми, но фактически они происходят. В последнем случае система переходит на аварийный гидравлич. режим, подача газа потребителям сокращается, им подается лимитиров. расход. Такой подход возможен ввиду того, что отказы относятся к случайным и редким событиям, а ремонты достаточно кратковременны. След, особейностью распределит. систем является огранич. возможность резервирования. Газовые сети имеют ничтожно малую аккумулирующую способность, поэтому связь между подачей газа в сеть и его потреблением — жесткая. Следовательно, емкость газовой сети не может служить резервом для повышения надежности системы. Рассредоточенность потребителей газа у распределит, систем существенно ограничивает использование аварийных источников газа. Осн. средствами резервирования служат кольцевание сетей и дублирование отд. ее участков.
Для повышения надежности используют 2 пути. Первый — повышение надежности и качества элементов, из к-рых состоит система, но когда возможности повышения качества элементов исчерпаны, идут по второму пути — пути резервирования, к-рый позволяет построить систему с надежностью выше надежности элементов, из к-рых она состоит. Состояние системы в любой момент определяется состоянием ее элементов. Если все элементы исправны, система исправна в целом. При определ. совокупности отказавших элементов система приходит в состояние отказа в целом. Сложная технич. система характерна тем, что наряду с указ, крайними состояниями она может находиться в промежуточных состояниях, обла
дать частичной работоспособностью. Переход системы из одного состояния в др. связан с отказами или восстановлениями ее элементов. Этот процесс описывается вектором случайных состояний системы. Каждое состояние системы оценивается хар-кой качества функционирования, к-рая определяется технологич. задачами системы. Осн. задача распределит, системы газоснабжения — обеспечить подачу потребителям расчетного расхода газа. Его и принимают за хар-ку качества функц ионирования. Каждому состоянию системы ставят в соответствие долю расчетного расхода газа, к- рую может подать система неотключ. от сети потребителям. Этот расход газа дает численную оценку степени выполнения задачи системой. Математич. ожидание (среднее значение) относит, расчетных расходов газа, соответствующих всем возможным состояниям системы с учетом их вероятностей, является осн. показателем надежности распределит, с истемы газос набже- ния—jRcr. Расчетная зависимость для показателя надежности след.: 7?сг(й "
/«N-Г
- 1-Д (AQj/QoHWj/^tojHX-e" ^S, где t — расчетное время; / — эквивалентный элемент, т.е. сумма элементов, отказ любого из к-рых приводит к отключению от сети одних и тех же потребителей (эти элементы соединены последовательно с позиций надежности); N — общее число эквивалентных элементов; AQj — недо- подача расчетного расхода газа при отказе У-го элемента; <oj — параметр потока отказов элемента /, т.е. среднее число отказов в единицу времени. При заданных материалах и конструкциях, способах произ- ва монтажных работ параметр потока отказов элементов принимает определ. Значения. Следовательно, увеличить показатель надежности можно двумя путями: резервированием, в результате чего отказы элементов, имеющих резерв, не приведут к отказам системы (AQ - 0), и секционированием ^увеличением N), вследствие чего уменьшится значение отказов (уменьшается AQj/Qo).
Надежность элементов характеризуется параметром потока отказов. После отказа элемент выключают из системы, ремонтируют (заменяют) и вновь включают в работу. Последовательность отказов элементов во времени и составляет поток отказов, к-рый определяют экспериментально или из статистич. данных повреждений, фиксируемых службами эксплуатации. Осн. видами повреждений распределит, газопроводов являются механич., корроз. и разрывы сварных швов. В расчетах учитывают только повреждения, требующие немедл. отключения участка, т.е. приводящие к внезапным отказам. Это обусловлено тем, что если ре-
монт поврежд. элемента возможно отложить, то его можно провести в удобное время при спаде нагрузки и ущерб будет или весьма малый или совсем отсутствовать. В расчетах можно использовать след, значения параметров потоков отказов: для газопроводов е>г " 2,5*10"3 1/(км-год), для чугунных задвижек <о3 “ 1,7-Ю"1, для стальных задвижек 0,3-10"3, для кранов 0,2-10'3 1/год.
Резервирование газовых сетей кольце- ваниемилидублированием отд. участков, т.е. структурное резервирование, учитывает вероятностный показатель надежности RCr. При отключении отказавшего элемента возникает нерасчетный (аварийный режим, при к-ром близко располож. к источнику питания потребители могут оказаться в конце пути газа. Для подачи имтребуемых кол-вга- за необходим транспортный резерв, к-рый выражается в увелич. по сравнению с расчетными значениями диаметрах газопроводов. Их определяют в результате расчета потоко- распределения в газовой сети при наиболее неблагоприятных отказовых ситуациях (напр., при отказе головного участка кольце - вой сети). Расчеты аварийных режимов производятся при лимитиров. (сокращ.) подаче газа потребителям, т.е. Qn ■ Кл<2Р, Кп — коэфф. лимитиров. газоснабжения, является вторым детерминиров. показателем надежности. Он определяет глубину отказа для ре- зервиров. системы.
Сократить подачу газа потребителям при сохранении норм, режима давления в сети, что необходимо для работы неотк- люч. потребителей, возможно, если сеть управляемая. Сети высокого (среднего) давления — управляемые, к ним присоединены крупные узловые потребители, режимом подачи газа к-рых управляет диспетчерская служба. Величину лимитиров. газоснабжения (А^п) устанавливают из анализа потребителей исходя из условий наименьшего ущерба при возникновении аварийных ситуаций. Надежность газоснабжения отд. потребителей, отключаемых от газовой сети при возникновении аварийной ситуации', оценивается двумя показателями: вероятностным и детерминиров. Эти показатели уточняют структуру и структурный резерв распределит, газовой сети высокого (среднего) давления. Показатель дОтк отражает вероятность события — отключение потребителя от газовой сети в течение года: qoTK”! - e^^.vat'Loo. -сумма парамет
ров потока отказов элементов на пути газа от закольцов. участка до потребителя, отказы к-рых приводят его к отключению. Показатель дОтк нормируют. Его нормативное значение ограничивает длину ответвления к потребителю и насыщенность его оборудованием. Наносимый потреби
телям ущерб при их аварийном отключении обусловливается длительностью восстановит. ремонта или замены элемента. Время восстановления тв является вторым детерминированным показателем надежности для отключаемых от газовой сети потребителей. Это время нормируется и накладывает определ. условия на необходимую пройзво дств. оснащенность и тех- пич. уровень аварийно-восстановит. службы. Надежность газоснабжения не отключаемых от газовой сети потребителей при аварийных ситуациях и переводимых на лимитиров. газоснабжение оценивается частотой таких событий и длительностью лимитиров. газоснабжения. Частота оценирается вероятностью попадания потребителя в лимитиров. ре
жим: ул ” 1 - е ', где Еа^ — сумма пара метров потока отказов всех элементов кольцевой части сети, к-рые взаимно резервируют одна др. Норматив ул определяет размеры частей кольцевой сети, к-рые переводят на лимитиров. газоснабжение при аварийных отказах. Второй детерминиров. показатель устанавливает норматив времени лимитиров. газоснабжения. Он зависит от времени ремонта и по смыслу совпадает с аналогичным показателем для отключаемых от сети -потребителей при авариях.
Распределит, газовые сети проектируют в виде иерархия, уровней: сетей высокого (среднего) давления и сетей низкого давления. Первые выполняют кольцевыми, ре- зервиров. с тупиковыми ответвлениями к потребителям. Необходимый резерв как структурный, так и транспортный определяют расчетом. Надежность сети также рассчитывают с помощью излож. выше показателей. Вторые на надежность не рассчитывают, но в схему сети и структуру диаметров закладывают принципы, обеспечивающие надежность ее функционирования. Схему сети низкого давления проектируют с кольцеванием осн. газопроводов. Питают сеть от нескольких газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), к-рые по низкой ступени давления объединяют газопроводами, выполняющими функции резервных связей.
Система нормативов надежности включает 2 группы нормируемых показателей. В первую входят показатели надежности всей газовой сети в целом: RCn(t) и Кп. Во вторую включают показатели надежности узлов присоединения потребителей: для отключаемых узлов уОтк, тв и неотключаемых. Норматив осн. показателя надежности ЛСп(() рассчитывают исходя из норматива допускаемой отключае- j=N
мой мощности: A^cp-S Дсу(ыу/2ш,).
Исходя из анализа работы и ремонта дей
ствующих систем газоснабжения можно принять след, нормативное значение: А 2Н°РМ- 6000... 10000 м3/ч. Учтя плотность газовой сети городов с разл. населенностью N и приняв Травным 10 годам, получили нормативы для Rcr(10):
Лг, тыс. чел. . .<100 100-500 500-1000 >1000
«сг0,95 0.970,980,98
Нормирование второго детерминиров. показателя надежности Кд осуществляется для каждого города отдельно исходя из конкретного анализа его потребителей. Для оценки надежности газоснабжения узловых потребителей можно использовать след, нормативные значения дНорм = 001. ^орм =0j02. тнорм = 7 ч
НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — их способность производить, транспортировать и распределять среди потребителей в необходимых кол- вах теплоноситель с соблюдением заданных параметров при норм, условиях.эксплуатации. Понятие Н.с.т. базируется на вероятностной оценке работы системы, что в свою очередь связано с вероятностной оценкой продолжит, работы ее элементов, к-рая определяется законом распределения времени этой работы. Главный критерий Н.с.т. — безотказная работа элемента (системы) в течение расчетного времени. Система теплоснабжения относится к сооружениям, обслуживающим человека, ее отказ влечет недопустимые для него изменения окружающей среды. Методика оценки Н.с.т. учитывает социальные последствия перерывов в подаче теплоты. При выходе из строя система теплоснабжения переходит из работоспособного состояния в отказовое и считается, что она не выполнила задачу, поэтому в течение отопит. периода она рассматривается как перемонтируемая.
Н.с.т. совершенствуют повышением качества элементов, из к-рых она состоит, или резервированием. Первый путь реализуют при конструировании, изготовлении и приемке элементов и узлов в эксплуатацию. Когда технич. возможности повышения качества элементов исчерпаны или когда дальнейшее повышение качества экономически не выгодно, переходят к резервированию. Оно необходимо и в том случае, когда Н.с.т. должна быть выше надежности ее элементов. Для оценки надежности пользуются понятиями отказа элемента и отказа системы. Под первым понимают внезапный отказ, когда элемент необходимо немедленно выключить из работы. Отказ системы — такая аварийная ситуация, при к-рой прекращается подача теплоты хотя бы одному потребителю. У нерезервиров. системы отказ любого ее элемента приводит к отказу всей системы; у резервиров. такое явление может и не
произойти. Система теплоснабжения — сложное технич. сооружение, поэтому ее надежность оценивается показателем качества функционирования. Если все элементы системы исправны, то исправна и она в целом. При отказе части элементов система частично работоспособна, при отказе всех элементов — полностью не работоспособна. Переход из одного состояния в др. обусловливается отказами или восстановлением элементов системы и описывается вектором состояний, к-рый изменяется случайным образом. С каждым состоянием системы сопоставляют расчетный макс, часовой расход теплоты через нее, дающий числ. оценку степени выполнения задачи и являющийся хар-кой качества ее функционирования. Математич. ожидание этой хар-ки есть показатель качества функционирования. Относит, значение его по сравнению с идеальной системой теплоснабжения служит показателем ее надежности;
RctW"!--^ ^tojlQ^^I^^-e /), где RcvU5 — вероятностный показатель надежности; <п j — параметр потока отказов /-го элемента; N — число элементов; A Qj — расчетная тепловая мощность, к-рую отключают от сети при отказе; Qo — тепловая мощность системы теплоснабжения; t — длительность отопит, периода.
Вероятностный показатель надежности RctW отражает степень выполнения системой задачи теплоснабжения в течение отопит, периода и дает интегральную оценку надежности тепловой сети в целом на данный момент. Он определяется без расчета потокораспределения. Вероятностный показатель надежности обусловливает структуру тепловой сети, разделение ее на резервиров. и нерезервиров. части, среднее значение отключаемой мощности в аварийных ситуациях, разделение резервиров. части сети секционирующими задвижками на отд. элементы (№, мощность (диаметр) тупикового ответвления от кольцевой (резервированной) части сети. С определением структуры тепловой сети определяется и величина структурного резерва.
Для оценки надежности теплоснабжения отд. потребителей, отключаемых от тепловой сети, при аварийных ситуациях используют два дополнит, показателя, уточняющ их схему системы. Первый показатель — вероятностный
дотк “1-е /а отк .Он определяет вероятность отключения потребителя от тепловой сети, отражает совпадение двух событий: отказа элемента тепловой сети и попадание этого отказа в период низких наружных темп-p, равный с нек-рым за
пасом ^Потк- 9отк нормируется, поэтому Eto i определена как сумма параметров потоков отказов всех элементов тупикового ответвления, определяющая в итоге его длину. Второй показатель — миним. темп-pa воздуха внутри помещения (в1, края установится к концу ремонта отказавшего элемента. Величина ^в1мии устанавливает макс, диаметр тупикового ответвления. Введением этого показателя устанавливается предельно возможное снижение качества системы при отказе теплоснабжения потребителя. В нем отражается учет социального значения теплоснабжения: отказом считается отключение потребителя от тепловой сети, но и при этом нормируется макс, снижение темп- ры внутри здания.
Для оценки надежности систем теплоснабжения в целом, кроме показателя ЯстЦ), используется второй — детерми- ниров. показатель Кп, к-рый характеризует транспортный резерв — резерв диаметров закольцов. магистралей для обеспечения необходимой пропускной способности сети при аварийных ситуациях. Возможность проектирования системы тепловых сетей с нерезервиров. частью, а также допустимость лимитиров. теплоснабжения при отказах ее элементов обеспечиваются теплоаккумулирующей способностью зданий, к-рая в конечном счете и разграничивает систему на два иерархия, уровня. Де- терминиров. показатель Кл определяет степень снижения темп-ры воздуха внутри помещения при переводе его на лимитиров. теплоснабжение в конце аварийной ситуации. Следовательно, Кл определяет тепловой режим не отключенных от тепловой сети зданий при отказе элемента централизованной системы теплоснабжения на период ремонта отказавшего элемента и связывает воедино три разнородных хар-ки системы: допустимое снижение темп-ры внутри здания (социальная хар-ка), теплоаккумулирующую способность здания (конструктивная хар- ка здания) и время восстановления (ремонта) отказавшего элемента, определяемое в осн. характером отказа, размерами и конструкцией элемента, мощностью ава- рийно-восстановит. службы. Соответственно значению Кл сокращается расход теплоносителя, циркулирующего в кольцевых сетях верхнего иерархич. уровня при аварийных ситуациях. Каждому значению Кл соответствует коэфф, лимитиров. расхода теплоносителя Kw. Для обеспечения лимитиров. теплоснабжения при аварийных ситуациях гидравлич. режимом тепловой сети управляют.
Как допустимость снижения темп-ры внутри помещения, так и степень ее снижения определяются социальными и эко- номич. факторами и выражаются в числ. значениях Кл и Kw, по к-рым рассчитыва-
ется транспортный резерв. Для оценки ущерба потребителей, переводимых на лимитиров. теплоснабжение, используют дополнит, показатель надежности, к-рый устанавливает допустимую частоту попадания потребителя в режим лимитиров. теплоснабжения. Он отражает вероятность совпадения двух событий: отказа элемента кольцевой сети и попадания этого отказа в зону наружных темп-p ниже той, к-рая соответствует потребности абонента в теплоте, равной лимитированной. Если эта темп-pa tn, то длительность периода Пл, год, соответствующего лимитиров. теплоснабжению, будет равна длительности стояния наружных темп-p tH tn'. Этот показатель в итоге определяет зону кольцевой сети, в к-рой взаимно резервируются потребители.
При расчете вероятности попадания потребителя в лимитиров. теплоснабжение величина пп является расчетным временем. Эту вероятность определяют по ф-ле #л - 1 - » ,Пп. где Ес*) — сумма параметров отказов всех элементов, к-рые переводят закольцов. сеть на лимитиров. теплоснабжение.
Надежность теплоснабжения обеспечивается надежной работой всех иерархич. уровней системы: источниками теплоты, магистр, тепловыми сетями, кварт, сетями, включая тепловые пункты потребителей. Надежность первого иерархич. уровня (источников теплоты) — задача самостоятельная, к-рая решается при проектировании и стр-ве ТЭЦ и отопит, котельных (тепловых станций). На каждой станции, состоящей изнеск. агрегатов (котлов, турбин, водоподогревателей) ,• традиционно применяют резервирование, поэтому обеспечение надежности их возможно при огранич. капиталовложениях. Резервирование второго иерархич. уровня (магистр, тепловых сетей) для обеспечения неотклк/ч. потребителей норм, теплоснабжением увеличивает их стоимость в 1,5—2 раза. Повышение надежности тепловых сетей, наиболее дорогой и уязвимой части системы, достигается правильным выбором ее схемы, резервированием и автоматич. управлением как эксплуатац., так и аварийными гидравлич. и тепловыми режимами.
Тепловые сети делятся на два иерархич. уровня: верхний — магистр, резервированные теплопроводы, нижний — кварт, сети. В основе принципа разделения лежит величина математич. ожидания отключаемой мощности тепловых пунктов при авариях. Ее определяют исходя из допустимого времени восстановит, работ и значений параметра потока отказов <wj эквивалентиров. зон, отключаемых при авариях секционирующими задвижками. Эквивалентиров. зона состоит йз элементов, к-рые по надежности со
единены последовательно, т.е. т.о., что отказ
Направляющие аппаратыНаправляющие аппаратыа — осевой; б — радиальный; в — осевой упрощенный, г—радиальный упрощенный; д — встроенныйа — осевой; б — радиальный; в — осевой упрощенный, г—радиальный упрощенный; д — встроенныйСхема цилиндрического направляющего аппа-Схема цилиндрического направляющего аппа-
Направляющие аппараты
Направляющие аппараты
а — осевой; б — радиальный; в — осевой упрощенный, г—радиальный упрощенный; д — встроенный
а — осевой; б — радиальный; в — осевой упрощенный, г—радиальный упрощенный; д — встроенный
Схема цилиндрического направляющего аппа-
Схема цилиндрического направляющего аппа-
любого из них влечет отключение от тепловой сети одних и тех же потребителей. Величину математич. ожидания отклоняемой мощности определяют из условий аварий- но-восстановит. ремонта наиболее трудно восстанавливаемого или заменяемого элемента нерезервиров. части сети и социального значения снижения качества теплоснабжения. Эта величина определяет тепловую нагрузку и диаметр тупиковых ответвлений и в итоге значение показателя надежности Лсг(0. Нормированием Rcr(t) численно определяются надежность тешю- вых сетей и разделение их на дваиерархич. уровня.
При аварийной ситуации кольцевую часть тепловой сети переключают на нерасчетный гидравлич. режим, при к-ром путь теплоносителя и нагрузки на отд. участках возрастают. При таком переключении для пропуска расчетного расхода теплоносителя всем неотключ. потребителям необходимо существенно увеличить диаметры участков тепловой сети, что влечет за собой значит, металл о- и капитал озат- раты. Обычно в таком случае потребителям подают меньшее кол-во теплоты KnQp, вводя коэфф, лимитиров. теплоснабжения Кп. На этот понижающий коэфф, и рассчитаны гидравлич. режимы при аварийных ситуациях, для к-рых определяют транспортный резерв (резерв в диаметрах) кольцевой части тепловой сети. Т.о., показатели надежности Лет (f) и/Сл определяют структуру, структурный и транспортный резервы тепловой сети — средства повышения их надежности. Надежность тепловой сети можно повысить не изменяя степень кольцевания, а уменьшая отключаемую тепловую мощность AQ/ разделением сети на большее число отключаемых зон N, увеличением числа секций, делением нерезервиров. части сети на большее число локальных тупиковых сетей, присоединяемых к кольцевым и несущим меньшие тепловые нагрузки. Показатели Н.с.т. нормируют, а надежность сетей рассчитывают, удовлетворяя нормам.
НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ — устройство для регулирования подачи и полного давления центробежного вентилятора (см. Регулирование вентилятора") , устанавливаемое на входе в вентилятор и закручивающее поток воздуха.
Осевой направляющий аппарат (схема а) представляет собой набор радиально располож. во входном патрубке нагнетателя (или в самостоят. патрубке) лопаток, к- рые можно одновременно и синхронно поворачивать на любой угол вокруг радиальных осей. Обычно число лопаток равно 8 или 12. Лопатки вырезают из плоского ме- таллич. листа одинаковой толщины. Для больших вентиляторов их выполняют крыловидными или чечевицеобразными. Раз-
меры и контур лопаток позволяют полностью закрыть проходное сечение, что обеспечивает отключение вентилятора при остановке. Диаметр лопаток на 10—20% превышает диаметр входного отверстия вентилятора, диаметр втулки составляет 20 % диаметра лопаток аппарата. Как и др. направляющие аппараты, осевые дают хорошие результаты до глубины регулирования, равной примерно 0,75. При меньшей глубине регулирования большей экономичностью характеризуются вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, а при большей — вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед. При очень глубоком Р.в. использование направляющих аппаратов неэкономично, а само регулирование приближается к дроссельному. В нек-рых случаях удается неск. форсировать работу вентилятора (поворотом направляющих лопаток в обратную сторону. Однако достигаемое этим увеличение подачи воздуха настолько мало, что не может рассматриваться как сколько-нибудь существ, ее резерв. В радиальном направляющем ап-
парате направляющие лопатки установлены вне входного патрубка, и поток подводится к ним не в осевом, а в радиальном направлении по спиральной входной коробке (схема 6). При этом создаются одинаковые условия течения по ширине лопаток,. благодаря чему все струи покидают аппарат с одинаковыми значениями окружной скорости.
Упрощ. осевой направляющий аппарат имеет две лопатки, установл. во входном патрубке. Отсутствие втулки упрощает и (удешевляет) конструкцию аппарата (схема в), однако при этом ухудшается регулировочная хар-ка. Экономия электроэнергии по сравнению с дросселированием весьма значительна. Упрощ. радиальный направляющий аппарат состоит из 3—5 лопаток, смонтиров. во входной коробке так, что их оси поворота параллельны оси рабочего колеса (схема г). Лопатки располагаются в непосредств. близости от входного патрубка, иначе на участке между этими элементами поток будет частично раскручиваться и эффективность регулирования снизится. Этот аппарат имеет преимущество перед осевым при работе на газах, содержащих абразивные частицы или агрессивных, т.к. его лопатки изнашиваются меньше, поскольку находятся в зоне меньших скоростей, и смена изнош. лопаток требует немного времени. Встроенный направляющий аппарат представляет собой систему коротких плоских лопаток, установл. внутри рабочего колеса параллельно входным кромкам его лопаток в непосредств. близости от них (схема 5). Необходимые элементы конструкции — два кольца (со стороны заднего и переднего дисков), распорные болты, связывающие эти кольца, и система управления лопатками, располож. со стороны входа на рабочее колесо. Этот аппарат получил применение в тягодутьевых установках электростанций. Широкому использованию его мешают серьезные эксплуатац. недостатки, заключающиеся в сложности привода и в том,- что поломка даже одной лопатки может привести к аварии. В цилиндрич. направляющем аппарате рабочим элементом служит соосный с рабочим колесом открытый полуцилиндр, к-рый при режимах, не требующих закручивания потока воздуха перед рабочим колесом, находится в нерабочем положении — он как бы спрятан в торцевой части коробки. Для уменьшения подачи воздуха полуцилиндр поворачивают вокруг оси в направлении колеса на угол, тем больший, чем меньшая требуется подача. При этом полуцилиндр вдвигается внутрь входной коробки.
НАСАДОК — короткий отрезок трубки, присоединяемый к отверстию, через к-рое истекает жидкость или воздух. Н. предназначен для придания истекающей струе заданного направления, скоро
сти и степени турбулентности. Часто в Н. происходит преобразование энергии струи (переход потенц. энергии в кинетич.). Форма Н., применяемых в технике, весьма разнообразна — цилиндрич., конич. сужающаяся и расширяющаяся и др. Вен- тиляц. Н. — простейшие воздухораспределители. Обычно вентиляц. Н. снабжают неподвижными или регулируемыми направляющими лопатками.
НАСОСНАЯ ПОВЫШАЮЩАЯ УСТАНОВКА — установка, предназнач. для повышения напора в системах водоснабжения зданий. Н.п.у., как правилу, автоматизированы и в общем случае состоят из группы насосных агрегатов (рабочих и резервных), напорно-регулирующих емкостей (иногда без них), запорно-регу- лирующей арматуры, пусковой и управляющей аппаратуры. В осн. применяют высоконапорные центробежные многоступенчатые насосные агрегаты (1—3 рабочих и 1—2 резервных). Их устанавливают на вводе водопровода в здание или его часть (зону), при этом обязат. предусматривают меры по гашению шума и вибраций при работе насосов (эластичные вставки на трубопроводах и фундаментах) . Напорно-регулирующие емкости служат для обеспечения оптим. режима работы насосных агрегатов и автоматизации Н.п.у. Применяютнапорно-регу-ли рующие емкости двух типов: открытые (безнапорные) баки, устанавливаемые в верхних точках системы водоснабжения здания, и водовоздушные (напорные) баки, к-рые устанавливают в любой точке системы водоснабжения, чаще всего вместе с насосными агрегатами. Наибольшее распространение получили водовоздушные баки благодаря значит.
меньшей емкости, гигиеничности, компактности, возможности размещения в любой точке системы и простоте автоматизации. Водовоздушные баки бывают однокамерные, где вода и сжатый воздух находятся в одной емкости и непосредственно контактируют между собой, и двухкамерные, где вода и сжатый воздух разделены эластичной подвижной мембраной или диафрагмой. В однокамерных баках из-за растворения и выноса воздуха водой запас воздуха в процессе работы установки необходимо периодически пополнять с помощью спец, автоматич, устройств (компрессоров, струйных регуляторов запаса воздуха и др.);,в двухкамерных — запас воздуха не требует пополнения. Напорно- регулирующие баки изготовляют из стали с защитно-декоративным покрытием (цинковым, лакокрасочным, полимерным) . Открытые баки оборудуют входным и выходным патрубками, указателем и датчиком уровней воды, переливной трубой; водовоздушные — входным и выходным патрубками, датчиками давления, манометром, указателем уровня, штуцером для заполнения и пополнения сжатым воздухом, предохранит, клапаном.
Электрическая или электронная пусковая и управляющая аппаратура обеспечивает поочередной пуск и остановку насосных агрегатов в зависимости от давления в определ. точках системы водоснабжения и в водовоздушном баке, а также от уровня воды в открытом баке, кроме того, она защищает электродвигатели насосов от перегрузок, токов короткого замыкания
Схемы автоматизированных систем водоснабжения зданий
Схемы без регулирующей емкости
а — с дифференциальным реле давления; б — с реле давления недифференциального типа; в — с уравнительным резервуаром и циркуляционной трубкой; г — с реле давления, устанавливаемым на вводе перед насосами; I — насосные агрегаты; 2 —■ реле давления; 3 — шкаф управления; 4 — манометр; 5 — регулятор давления; 6 — обратный клапан; 7 — задвижка; 8 — резервуар; 9 — циркуляционный трубопровод
и др. аварийных ситуаций. Запорно-регу- лирующая арматура (задвижки, обратные клапаны, регуляторы давления) служат для отключения Н.п.у. от системы водоснабжения при авариях или ремонте, а также для регулирования напорно-расходной хар-ки Н.п.у. применительно к условиям ее работы в системе водоснабжения. Часовую среднюю произ-сть Н.п.у. выбирают равной макс, часовому водопот- реблению здания, а создаваемое ею среднее давление — равным разности между требуемым давлением в верхней точке системы водоснабжения и миним. давлением на водопроводном вводе здания. Автоматич. работа Н.п.у. заключается в следую-
Насосная повышающая установка
а — с двухкамерными водовоздушными баками; б —без регулирующей емкости; 1 — насосный агрегат; 2 — двухкамерный (мембранный) водовоздушный бак; 3 — шкаф управления
щем. При начале и последующем увеличении водопотреблеиия давление в системе водоснабжения здания уменьшается ниже требуемого, уровни воды в открытом или водовоздушном баках снижаются, и при достижении ими определ. значений с помощью датчиков уровня или давления по- следоват. включаются в работу рабочие насосные агрегаты Н.п.у. При уменьшении или прекращении водопотреблеиия насосные агрегаты последоват. выключаются. Если один из рабочих агрегатов по той или иной причине не срабатывает, включается резервный насосный агрегат. Аналогично работает автоматич. Н.п.у. без регулирующей емкости. При этом датчики давления устанавливают на подводящих или отводящих патрубках насосов, неск. расширяя диапазон их регулирования на включение и выключение, а в целях стабилизации давления в системе водоснабжения в Н.п.у. предусматривают регуляторы давления. Автомати^. Н.п.у. серийно изготовляют в виде стандартных компактных блоков с широким диапазоном подачи и давления. Их монтаж сводится лишь к закреплению на заранее под- готовл. фундаменте, присоединению к трубопроводам и электросети.
' НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ -- комплекс сооружений и машин для подачи природных и сточных вод в трубопроводы. Обычно состоит из насосных агрегатов (насос и двигатель), приемного устройства (.водозабора, резервуара), всасывающих труб, напорных трубопроводов и комплектующего оборудования. Различают Н.с. водопроводные, канализац., мелиоративные и дренажные. Применяемые насосы могут быть динамич. и объемными. К первым относятся лопастные и насосы трения и инерции. К лопастным насосам, в свою очередь, относятся центробежные, осевые и диагональные; к насосам трения и инерции — дисковые, вихревые, червячные, а также гидроструйные (эжекторы, эрлифты, гидравлич. тараны).
Лопастные насосы могут работать па- ралл., подавая жидкость в общий трубопровод, и последоват., когда один насос подает жидкость во всасывающий патрубок второго. Наиболее распространены на водопроводных Н.с. центробежные консольные насосы типов К и КМ, центробежные насосы с двусторонним подводом воды типа Д, вертик. центробежные типа В, а также осевые типов О, ОП, ОПВ и ОМПВ. На канализац. Н.с. применяют центробежные насосы для сточных жидкостей типа СД, СДС и вертик. типа СДВ, на малых канализац. Н.с. — вертик. марки СДП, погружные марки ЦМК и типа ГНОМ. Вихревые насосы развивают значит, напоры и обладают самовсасывающей способностью. Их выпускают с подачей воды 1 — 50 м3/ч при напорах 25—100 м. Сущест
вуют также центробежно-вихревые насосы типа ЦВК, сочетающие преимущества вихревых и центробежных насосов. Гидроструйные насосы относятся к группе насосов-аппаратов, не имеющих движущихся частей. В насосах этого типа перекачиваемая вода (или смесь воды с газом или твердыми включениями) нагнетается в трубопровод внешним потоком (струей) рабочей воды. Их используют для удаления осадка из песколовок, подъема воды из неглубоких скважин, для откачивания воздуха из центробежных насосов перед их пуском и т.п.
На Н.с. кроме насосов и двигателей к ним имеются трубопроводное, механич. и вспомогат. оборудование, контрольно-из- мерит. приборы, электротехнич. противопожарные и сан.-технич. устройства. Трубопроводное оборудование включает затворы, задвижки, шандоры для водоприемных устройств, обратные клапаны, спец, фасонные части трубопроводов. На большинстве Н.с. затворы, задвижки и шандоры применяют с электроприводом. Механич. оборудование включает подъемно-транспортные механизмы (ручные тали, электротельферы, подвесные кран- балки с ручным или электрич. приводом, краны мостовые'), механизмы для дробления твердых включений в жидкости (на канализац. Н.с.), а также сороудерживающие устройства (решетки, неподвижные и вращающиеся сетки на водопроводных Н.с.). К вспомогат. оборудованию относятся: система залива центробежных насосов (вакуум-насосы, гидроструйные насосы и т.п.), дренажные насосы, система осушения Н.с. во время ремонта, система технич. водоснабжения (на канализац. Н.с.). Электротехнич. устройства включают электродвигатели, распределительные щиты и трансформаторные подстанции, в состав к-рых входят трансформаторы, масляные выключатели электрич. цепей напряжением более 380 В, ячейки комплектного распределит, устройства. Конт- рольно-измерит. приборы предназначены для измерения: давления в напорных трубопроводах и напорных патрубках каждого насоса, расходов и объемов подаваемой воды или сточных вод, уровней в водоприемниках, резервуарах й дренажных приямках, темп-ры подшипников (у крупных насосов). Для измерения давления и вакуума используют манометры и вакуумметры, подачи воды — расходомеры, а объема поданной жидкости — счетчики жидкости. Для трубопроводов Dy 150 мм применяют расходомеры переменного перепада с диафрагмами, соплами или трубками Вентури, ультразвуковые и электромагнитные расходомеры. Наиболее совершенны для трубопроводов Dy 400 мм ультразвуковые расходомеры. Уровни жидкости в резервуарах и др. устройствах измеряют с помощью поплавко
вых, буйковых и емкостных уровнемеров, а также дифманометров-уровнемеров. Для измерения уровней сточных вод применяют бесконтактные ультразвуковые уровнемеры, напр. ЭХО-5.
Водопроводные Н.с. могут быть I и П подъемов, повысительные (Н.с. подкачки) и циркуляционные. Н.с. 1 подъема предназначены для подачи воды из источника водоснабжения на очистные сооружения или непосредственно в трубопроводную сеть, резервуары или водонапорную башню. В малых системах водоснабжения Н.с. П подъема отсутствуют. Н.с. I подъема устраивают совмещенными с водозаборными сооружениями руслового или берегового типа либо раздельными. Н.с. I подъема обычно сооружают заглубленными. Подземную часть здания Н.с. возводят из железобетона (с гидроизоляцией) . В плайе здания имеют круглые или прямоугольные очертания. Круглые обычно возводят опускным способом. Размеры здания Н.с. I подъема определяют с учетом возможного увеличения подачи воды. Требования к бесперебойности работы Н.с. зависят от ее назначения. Наиболее высокие требования предъявляют к Н.с. I подъема, обслуживающим произв-во (не допускается перерыв в подаче воды), а также хозяйственно-питьевые водопроводы больших городов; менее жесткие — к Н.с. I подъема, подающим добавочную воду в циркуляц. (оборотные) системы водоснабжения. Н.с. I подъема, заглубленные более 4—5 м, оборудуют вертик. насосами с электродвигателями, располож. на уровне земли. Как правило, на Н.с. 1 подъема устраивают отд. всасывающие линии для каждого насоса. Для удаления воды, попадающей в здание Н.с. в результате утечек из трубопроводов и инфильтрации грунтовых вод, устанавливают дренажные насосы, обеспечивающие подачу 10—20 л/ч воды. Н.с. II подъема предназначены для подачи очищенной воды из резервуаров очистных сооружений в водопроводную сеть. Иногда их встраивают в здание очистных сооружений или (при благоприятном рельефе) совмещают с Н.с. I подъема. Н.с. II подъема устраивают незаглублен. или полузаглублен. на 2—3 м ниже поверхности земли. Необходимое заглубление определяется допустимой высотой всасывания насосов. В полузаглублен. Н.с. упрощаются коммуникации трубопроводов и улучшаются условия всасывания для насосов. Н.с. II подъема оборудуют горизонт, насосами, подачу и напор к-рых принимают по результатам расчета системы водоснабжения. В Н.с. первой категории надежности устанавливают два резервных насоса, а в Н.с. второй категории, как правило, — один.
Циркуляционные Н.с. служат для подачи воды в системах оборотного водоснабжения. В таких Н.с. иногда уста-
навливают две группы насосов: для подачи отработавшей (нагретой) воды на охладит, сооружения и для подачи охлажденной воды потребителям. Обычно достаточно одной группы насосов, к-рые подают воду потребителям; при этом под остаточным напором вода поступает на охладит, сооружения. Число насосов на циркуляц. Н.с. определяют из условия обеспечения бесперебойности снабжения потребителей охлаждающей водой с учетом возможности регулирования подачи воды в зависимости от сезонных колебаний темп-ры и влажности атмосферного воздуха. Циркуляц. насосы часто устанавливают под заливом, в силу чего здания циркуляц. Н.с. бывают заглубленными или полузаглубленными.
Повысительные Н.с. предназначены для повышения напора в сети отд. р-нов города или на участках р-ных водопроводов. Эти Н.с. забирают воду из водоводов, распределит, магистралей или промежуточных резервуаров. По компоновке и конструктивному решению зданий они аналогичны Н.с. II подърма.
Канализационные Н.с. служат для перекачки городских, бытовых или производств, сточных вод, а также атмосферных вод. В системах канализации используют Н.с. для перекачки илов и осадка на очистных Сооружениях. В зависимости от функций, к-рые выполняют Н.с. в системе канализации, их подразделяют на гл. и р-ные. Гл. служат для перекачки сточных вод всего города, нас. пункта или пром, предприятия на очистные сооружения или в магистр, коллектор; р-ные — сточных вод из отд. р-нов в располож. выше коллектор др. бассейна сточных вод. Различают Н.с. с раздельным расположением приемного резервуара и совмещенные, когда резервуар расположен в здании Н.с. По расположению оборудования относит. уровня земли различают канали- зац. Н.с. наземные, полузаглубленные, заглубленные и шахтного типа. Чаще всего используют заглубленные. Резервуары ка- нализац. Н.с. имеют огранич. емкость во избежание загнивания осадка сточных вод. Вместимость резервуара должна быть не менее 5-минутной подачи одного из насосов этой станции. В силу этого канали- зац. Н.с. работают периодически. Допускаемая частота включения в 1 ч: 3 — при ручном управлении насосом и 5—6 — при автоматическом. Резервуары Н.с. отгораживают от ост. помещений водонепроницаемой перегородкой (стенкой), оборудуют решетками (ручными или механизи- ров.), дробилками, корытами, тележками, ■ контейнерами и др. приспособлениями для удаления крупных отбросов. Решетки с ручной очисткой устанавливают при кол-ве задержанных отбросов менее 0,1 м3/сут. При большем кол-ве отбросов применяют решетки с механич. граблями. Для измельчения задержанных на решет
ках отбросов применяют спец, машины — дробилки и комбиниров. решетки-дробилки. Канализац. Н.с. устраивают с ручным, полу автоматич, или автоматич, управлением. Малые р-ные Н.с., как правило, устраивают с автоматич, управлением по уровню жидкости в приемном резервуаре.
НАЧАЛЬНОЕ УСЛОВИЕ — условие, описывающее темп-рное распределение в теле в процессах теплопередачи не-' стационарной в любой момент времени, предшествующий расчетному. Дальнейший отсчет времени ведется от этого нач. момента. В одномерных задачах достаточно знать нач. распределение темп-ры по одной координате: в плоских телах — по толщине, в цилиндрич. и шаровых — по радиусу. Наиболее распространены случаи равномерного, линейного, параболич. и косинусоид, нач. распределения.
НЕЗАМЕРЗАЮЩАЯ ВЛАГА В МАТЕРИАЛАХ — часть влаги, в жидком состоянии, содержащейся в материале при отрицат. темп-ре. Н.в.м. следует отличать от переохлажд. воды. Если для первой это устойчивое состояние, то для второй — неустойчивое. Чем меньший объем занимает вода, тем до более низкой темп-ры ее можно переохладить, после чего она все- таки замерзнет. Для эксперимент, определения кол-ва Н.в.м. чаще всего используют методы, основ, на измерении: объема поровой влаги (дилатометрия, метод); теплоты плавления льда во влажном пористом материале (калориметрия, метод); электрофизич. свойств влажного материала при его замораживании (кондуктометрия. и диэлькометрич. метод). Исследования показали, что при понижении темп- ры ниже 0°С замерзание поровой влаги начинается не при 0°С, а при более низкой темп-ре (до -3°С). Осн. кол-во влаги замерзает в интервале ют темп-ры нач. замерзания до -6—Ю°С. При дальнейшем понижении темп-ры замерзание влаги почти не происходит и кол-во Н.в.м. уменьшается очень слабо при темп-рах эксплуатации строит, конструкций. При нагревании заморож. образцов наблюдается гистерезис льдистости, т.е. кол-во Н.в,м. при оттаивании меньше, чем ее кол- во при замораживании при одной и той же темп-ре. Предложено неск. теоретич.,положений, объясняющих причины Н.в.м. Наиболее часто упоминаются следующие.
Наличие в поровой влаге растворенных солей.Известно, что темп-ра образования льда в растворе ниже, чем в чистой воде. Чем выше концентрация раствора, тем ниже эта темп-ра.
Наличие пленки воды на поверхности льда. Теорию этого явления разработал Н. Флэтчер, к-рый предложил ф-лу для расчета толщины пленки d, м: d » 2,8‘107lg(40/A Т - 0,4),
где А Т — понижение темп-ры от °C. Пленка воды стабильна при А Т < 13°С и существует до АТ - 30°С, при дальнейшем понижении темп-ры пленка исчезает.
Повышение давления в порах материала, заполненных водой, при образовании в них льда. Этот эффект основан на расширении воды при ее замерзании. Известно ур- ние Клайперона — Клаузиуса, связывающее темп-ру плавления (Замерзания) с давлением в обьеме: dP/dT -XI Т(1/р в - р л), гдеР — давление, Па; Т — темп-ра, К; X —уд. теплота плавления льда, Дж/кг; р в, р л — плотность соответственно воды и льда, кг/м3. Поскольку р в" Ю3 кг/м3, /э л-0,92'103 кг/м3, тоdT/dP » — 1 /107 КПа, или
—1 °C/100 атм, т.е. при повышении давления на 100 атм темп-ра плавления понижается на 1°С. Если в строит, материалах это явление и отмечается, то только до темп-ры -22°С и давления 22'108Па (22 000 атм), т.к. в этом диапазоне изменения темп-ры и давления вода переходит при замерзании в лед 1 с указ, плотностью. Др. модификации льда имеют большую плотность, чем вода, и указ, эффекта не будет.
Взаимодействие воды с поверхностью дор материала и вызванное этим искажение ееструкту- р ы. При этом образуется пленка незамерзающей воды на поверхности пор или ее прослойка между льдом и поверхностью пор. Толщина таких прослоек зависит от темп- ры и гидрофильности материала и может составлять от неск. нм до десятых долей нм. . Свойства воды в проел ойкахзначительно отличаются от ее свойств в обьеме, напр., ее вязкость можетбыть выше в 100 раз. В реальных строит, материалах, по-видимому, со- , вместно действуют все указ, причины неза- мерзания воды, однако особо существ, являются первая и последняя.
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПРИ- , ТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя при неравенстве темп-p приточного и окружающего воздуха. Характерная особенность ее — искривление первонач. траектории . движения струи за счет действия гравитац. сил. Н.п.с. — это воздушные струи систем воздушного отопления, вентиляции и _ кондиционирования воздуха при больших перепадах темл-р. Степень неизотермич- ности оценивают по значению критерия Архимеда Аг - (gdo/vo2) - ((в - /b/Тв), где - g — ускорение свободного падения; v0 — нач. скорость струи; d — диаметр (характерный размер выпускного отверстия); tn - to — избыточная темп-ра воздуха в наЦ. сечении; Тв — абсолютная темп-ра окружающего воздуха..
Если|Аг|< 0,05, то это слабонеизотермическая приточная струя; если|Аг|>
Нейтрализация и очистка от тяжелых металлов производственных сточных вод 245
Схема оси струи, направленной под углом к горизонтуСхема оси струи, направленной под углом к горизонтуvo,/о, По, и Айо—хар-ки нач, сечения струи (скорость воздуха, площадь сечения, избыточная темп- ра воздуха и избыточное теплосодержание воздуха); у — угол наклона к горизонту, zn — отклонение траектории; 1 — приточный насадок; 2 — пер- вонач. направление струи; 3 — положение отклонившейся оси струиvo,/о, По, и Айо—хар-ки нач, сечения струи (скорость воздуха, площадь сечения, избыточная темп- ра воздуха и избыточное теплосодержание воздуха); у — угол наклона к горизонту, zn — отклонение траектории; 1 — приточный насадок; 2 — пер- вонач. направление струи; 3 — положение отклонившейся оси струиСхема оси струиvx—горизонт, составляющая скорости; vz-4- вертик. составляющая скорости; vs — вектор скоростиСхема оси струиvx—горизонт, составляющая скорости; vz-4- вертик. составляющая скорости; vs — вектор скоростиЗначения pH о с а мс дз и и я гидроксидов металловВид катионаЗначения осаждения, м/лначала при исходной концентрации осаждаемого иона 0,01 МполногоЖелезо (Пс2*)Железо (Re3 )6,59,72,34,1Цинк (Zn2 )6,48,0Хром (Сгз+)14,96,8Никель,, (№2+)7,79,5Алюминий (А13+)4,05,2Кадмий (Cd2+)8,29,7Свинец (РЬ2+)7,89,3Значения pH о с а мс дз и и я гидроксидов металловВид катионаЗначения осаждения, м/лначала при исходной концентрации осаждаемого иона 0,01 МполногоЖелезо (Пс2*)Железо (Re3 )6,59,72,34,1Цинк (Zn2 )6,48,0Хром (Сгз+)14,96,8Никель,, (№2+)7,79,5Алюминий (А13+)4,05,2Кадмий (Cd2+)8,29,7Свинец (РЬ2+)7,89,3Примечание. Значения pH полного осаждения соответствует остаточной концентрации иона металла 10"5 М/л.■Примечание. Значения pH полного осаждения соответствует остаточной концентрации иона металла 10"5 М/л.■
Схема оси струи, направленной под углом к горизонту
Схема оси струи, направленной под углом к горизонту
vo,/о, По, и Айо—хар-ки нач, сечения струи (скорость воздуха, площадь сечения, избыточная темп- ра воздуха и избыточное теплосодержание воздуха); у — угол наклона к горизонту, zn — отклонение траектории; 1 — приточный насадок; 2 — пер- вонач. направление струи; 3 — положение отклонившейся оси струи
vo,/о, По, и Айо—хар-ки нач, сечения струи (скорость воздуха, площадь сечения, избыточная темп- ра воздуха и избыточное теплосодержание воздуха); у — угол наклона к горизонту, zn — отклонение траектории; 1 — приточный насадок; 2 — пер- вонач. направление струи; 3 — положение отклонившейся оси струи
Схема оси струи
vx—горизонт, составляющая скорости; vz-4- вертик. составляющая скорости; vs — вектор скорости
Схема оси струи
vx—горизонт, составляющая скорости; vz-4- вертик. составляющая скорости; vs — вектор скорости
Значения pH о с а мс д
з и и я гидроксидов металлов
Вид катиона
Значения осаждения, м/л
начала при исходной концентрации осаждаемого иона 0,01 М
полного
Железо (Пс2*)
Железо (Re3 )
6,5
9,7
2,3
4,1
Цинк (Zn2 )
6,4
8,0
Хром (Сгз+)1
4,9
6,8
Никель,, (№2+)
7,7
9,5
Алюминий (А13+)
4,0
5,2
Кадмий (Cd2+)
8,2
9,7
Свинец (РЬ2+)
7,8
9,3
Значения pH о с а мс д
з и и я гидроксидов металлов
Вид катиона
Значения осаждения, м/л
начала при исходной концентрации осаждаемого иона 0,01 М
полного
Железо (Пс2*)
Железо (Re3 )
6,5
9,7
2,3
4,1
Цинк (Zn2 )
6,4
8,0
Хром (Сгз+)1
4,9
6,8
Никель,, (№2+)
7,7
9,5
Алюминий (А13+)
4,0
5,2
Кадмий (Cd2+)
8,2
9,7
Свинец (РЬ2+)
7,8
9,3
Примечание. Значения pH полного осаждения соответствует остаточной концентрации иона металла 10"5 М/л.■
Примечание. Значения pH полного осаждения соответствует остаточной концентрации иона металла 10"5 М/л.■
тока от поверхности. Этот процесс зависит от локального критерия Архимеда, в к-ром определяющим размером принято расстояние х. Н.п.с. предопределяют подачу их компактными сосредоточ. потоками. Веерные или закрученные Н.п.с. приводят к расслоению воздуха в помещении.
' НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ И ОЧИСТКА ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД — снижение в них концентрации свободных ионов Н+ или ОН" и удаление ионов меди, никеля, кадмия, цинка и др. тяжелых ме-
ветствующие нач. и окончанию осаждения гидроксидов тяжелых металлов в водных растворах, приведены в табл.
В пром, сточных водах, представляющих собой растворы мн. компонентов, величина pH в нач. и в конце осаждения гидроксидов значительно сдвинута в сторону больших значений. Нейтрализация кислых сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, протекает в 2 стадии: на первой нейтрализуется свободная к-та, на второй образуются гидроксиды металлов, выпадающие в осадок.
Металлы с амфотерными свойствами
> 0,05 — сильнонеизотермич. Для таких струй необходимо проводить расчет отклонения траектории. Для струи, направл. под углом у к горизонту, координату г можно вычислить по ф-ле z - xtg у + zn, где zn — функция нач. параметров струи, коэфф. затухания скорости и темп-ры, зависящих от типа приточного насадка. Неизо- термичность влияет и на скоростное поле, струи. При отклонении оси воздушной струи, выпущ. из горизонт, насадка, холодная струя тонет в окружающем воздухе. По мере удаления воздуха от насадка увеличивается вертик. составляющие скорости. Горизонт, составляющая ее, равная скорости в изотермич. струе, лишь часть результирующего вектора скорости и меньше его. Отношение фактич. скорости, равной вектору, к скорости в аналогичной точке изотермич. струи наз. коэфф., учитывающим неизотермичность струи. Этот коэфф, используют для расчета скорости на оси Н.п.с. Для холодной струи, направл. вниз, и нагретой, направл. вверх, Кн > 1; для нагретой, направл. вниз, и холодной — направл. вверх, JtH S 1. Расчет распределения темп-ры в Н.п.с. аналогичен его расчету для слабонеизотермических приточных струй. Н.п.с., настилающиеся на горизонт, поверхности помещения, требуют спец, проверки на отрыв по-
таллов. Сброс пром, сточных вод в системы канализации и в водоемы допустим при pH - 6,5—8,5. Когда pH ниже или выше этих пределов, т.е. соответствует кислой или щелочной реакции, сточные воды подлежат нейтрализации. Высокая концентрация в сточных водах Н+-ионов обусловлена наличием в них свободных минер, (серная, соляная, азотная, фосфорная и др.) и в значительно меньшей степени — органич. к-т. Высокие концентрации ОН-ионов объясняются избытком свободных щелочей (гидроксиды натрия, калия и щелочно-земельных металлов). Их нейтрализация достигается добавлением к сточным водам минер, к-т — серной, соляной и др. Кислые сточные воды, образующиеся при хим. обработке металлов и сплавов на металлургия., машиностроит. и металлообрабатывающих предприятиях, содержат также ионы железа и тяжелых металлов в концентрациях, часто намного превышающих концентрации свободных к-т. ’
При нейтрализации кислых сточных вод для снижения концентрации Н+- ионов и образования гидроксидов тяжелых металлов, выпадающих во время процесса в осадок, используют едкие щелочи. В ряДе-елучаев на осаждение ионов этих металлов щелочных реагентов расходуется значительно больше, чем на нейтрализацию свободных к-т. Значения pH, соот-
(цинк, алюминий и др.) содержатся в щелочных сточных водах в виде анионов. Процесс нейтрализации таких вод растворами к-т и образование осадков гидроксидов металлов происходит так:
АЮ2' + Н+ + Н2О -* А1(ОН)3};
ZnO22'+2H+-* Zn(OH)2.
Для нейтрализации кислых сточных вод применяют оксид кальция (негашеная известь), гидроксид кальция (гашеная известь), едкий натр, карбонат кальция (известняк — мел), карбонат машия (магнезит), карбонат натрия (кальциниров. сода) , карбонат магния-кальция (доломит). В нашей стране чаще всего применяют известь, к-рую добавляют в сточную воду в виде известкового молока. При нейтрализации ею пром, сточных вод, содержащих свободную серную к-ту и ее соли, образуется сульфат кальция, частично выпадающий в осадок. Присутствующий в известковом молоке шлам способствует коагуляции частиц гидроксидов металлов и др. нерастворимых примесей. Растворимость осадка зависит от его структуры, определяемой в свою очередь условиями проведения нейтрализации. При взаимодействии растворимых в воде солей металлов с известью и едким натром образуются осадки, представляющие собой гл. обр. осн. соли металлов. Структура образовавшегося осадка со временем изменяется (происхо-
дит его старение), вследствие чего иногда значительно снижается его растворимость. Нек-рые гидроксиды металлов (цинка, свинца, меди, хрома, алюминия и др.) растворяются в избытке едкой щелочи с образованием комплексных анионов. Величина pH, соответствующая нач. растворения гидроксида металла, различна для разных металлов.
Кроме известкового молока для очистки пром, сточных вод иногда применяют растворы едкого натра и .соды. Едкий натр нейтрализует избыточную кислотность и приводит к осаждению гидроксидов тяжелых металлов. Однако дозирование его требует строгого контроля величины pH отрабатываемого стока, чтобы не создалось условий для растворения амфотерных гидроксидов. При действии соды на сточные воды, содержащие соли цинка, меди, свинца и кадмия, вследствие гидро- литич. разложения норм, (средних) карбонатов образуются осн. карбонаты. Состав осн. карбонатов зависит от условий реакции (темп-ры, концентрации, величины pH растворов и др.). При pH™ 7—9,5 образуется осн. карбонат цинка состава 2ZnCO3‘3Zn(OH)2H только начиная с pH - 10 неск. возрастает доля гидроксида цинка. В растворах, содержащих трехвалентные ионы железа и хрома, а также алюминия, гидролитич. разложение карбонатов происходит легче, чем цинка. Осн. карбонат железа РеОНСОз уже при 18—20°С превращается в Ре(ОН)з. Так же быстро происходит гидролиз осн. карбонатов хрома и алюминия. Поэтому при нейтрализации содой сточных вод практически сразу получается осадок гидроксидов этих металлов. При действии соды на раствор солей двухвалентного железа образуется карбонат железа РеСОз, к-рый постепенно переходит в гидроксид железа Ре (ОН) 2. Осн. карбонаты ряда металлов растворяются в воде труднее, чем их гидроксиды. Осн. карбонаты большинства металлов начинают осаждаться при более низких значениях pH, чем их гидроксиды.
Обработка щелочными реагентами пром, сточных вод обеспечивает многократное снижение в них концентрации ионов тяжелых металлов. Это позволяет сбрасывать очищ. воду в системы канализации нас. пунктов при наличии в них сооружений механич. и биология, очистки и последующем спуске воды в водные объекты хоз.-питьевого и культурно-бытового водоиспользования. Однако при отсутствии таких сооружений или при спуске очищ. воды после них в рыбохозяйств. водоемы требуется ее доочистка, т. к. использование только щелочных реагентов требует дополнит, доочистки, поскольку они не дают необходимого эффекта (см. Очистка сточных вод гальванических производств') .
Осаждение труднорастворимых сое
редачи нестационарной, сопровождаю-редачи нестационарной, сопровождаю-динений иногда протекает длительно и в нек-рых случаях не полностью из-за образования коллоидных растворов. Для обеспечения лучшей коагуляции осаждаемых гидроксидов тяжелых металлов целесообразно добавлять веточные воды небольшой избыток щелочного реагента, лучший из к-рых известь. Ускорению процесса осветления пром, сточных вод способствуют синтетич. флокулянты. В нашей стране наибольшее применение имеет полиакриламид — продукт полимеризации акриламида. В щелочной среде он гидролизуется, при этом степень гидролиза зависит от щелочности среды, но возрастает до определ. величины. Гидролизов, полиакриламид более эффективен по флокулирующему действию, чем негидролизов. или гидролизов. в незначит. степени. При флокуляции высокодисперсных суспензий и коллоидных растворов образуются агрегаты из частиц лиофобного золя и молекул флокулянтов. Свойства агрегатов зависят от соотношения входящих в их состав компонентов. Добавление полиакриламида до 0,1% содержания твердой фазы (1 — 10 мг/л) увеличивает скорость выпадения осадков гидроксидов хрома, цинка и др. металлов в 2—3 раза, что позволяет значительно сократить размеры отстойных сооружений и соответственно капит. затраты на их стр-во. При этом общий объем получаемых осадков не уменьшается. При нейтрализации пром, сточных вод образуется значит, кол-во осадков гидроксидов тяжелых металлов, для отделения к-рых используют отстойники горизонтальные и отстойники вертикальные. Миним. время отстаивания — обычно 2 ч. Осадок из отстойников после предварит, уплотнения в спец, сооружениях — осадкоуплотните- лях (время уплотнения до 24 ч) подвергают механич. обезвоживанию в вакуум- фильтрах, фильтр-прессах и центрифугах. Последние в нек-рых случаях используют вместо отстойников для осветления пром, сточных вод непосредственно после их нейтрализации.
редачи нестационарной, сопровождаю-
редачи нестационарной, сопровождаю-
НЕПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ — устройства из стали или железобетона, закрепляющие теплопровод вопредел. точках по трассе и разделяющие его на независимые по темп-рным деформациям участки. Длина последних определяется компенсирующей способностью компенсаторов теплопроводов, устанавливаемых между двумя ближними опорами для восприятия темп-рных удлинений. Усилия, возникающие в них при перемещениях трубопровода, сопротивление трению подвижных опор теплопровода, а также усилия от внутр, давления теплоносителя передаются на Н.о. Т.о. каждая Н.о. воспринимает и локализуетусилия,возникающие на ближних участках. Н.о. устанавливают перед тепловым оборудованием и арматурой трубопроводов для предотвращения воздействия на них темп-рных перемещений труб.
Стальная Н.о. состоит из балки — обычно 2 швеллера, к-рые закрепляют в строит, конструкциях камеры. Между швеллерами прокладывают трубопровод. К трубе приваривают стальные листы, усил. косынками, упирающимися^ швеллеры с двух сторон, и фиксирующие положение трубы. Для труб, улож. на балках и кронштейнах, применяют Н.о. в виде стальных хомутов, прижимающих трубу к балке и обеспечивающих ее неподвижное положение. Для фиксирования положения трубы в каналах используют железо- бет. щитовые Н.о., состоящие из железо- бет. плиты, к-рая защемляется в канале или при бесканальной прокладке устанавливается на бетонном фундаменте. В щите имеются отверстия, через к-рые проходят трубопроводы. С двух сторон щитовой Н.о. к трубе приваривают фланцы, усил. косынками, через к-рые передаются усилия от трубопровода на опору. В щитовых Н.о., установл. в каналах, делают отверстия для пропуска воды и воздуха.
НЕПРЕРЫВНЫЙ НАГРЕВ (ОХЛАЖДЕНИЕ) ТЕЛ — процесс теплопе
Безразмерное температурное поле в полуогра- ничеином массивеБезразмерное температурное поле в полуогра- ничеином массивещийся непрерывным изменением темп- рного поля в пространстве и во времени. Непрерывные неустановившиеся процессы наблюдаются, напр., в массиве грунта с ’теплопроводом глубокого заложения, при ступенчатом изменении теплового возмущения на его дневной поверхности и т.п.
Безразмерное температурное поле в полуогра- ничеином массиве
Безразмерное температурное поле в полуогра- ничеином массиве
На схеме даны значения безразмерной темп-ры 0 - (t- to)/(tn - to) на глубине х полуогранич. массива в момент времени z, когда нач. темп-pa to одинакдва во всех точках массива и на поверхности поддерживается темп-pa tn * to. На глубине х > da-3,7Vaz темп-pa практически не меняется (0 -* 0) (здесь а — коэфф, темп-ропроводности, м2/с). Расстояние <5 а определяет толщину расширяющегося теплового пограничного слоя. Макс, скорость продвижения фронта охлаждения (нагрева) d <5 a/dz наблюдается в начале процесса, постепенно замедляясь с уменьшением продольного темп-рного градиента.
Математическая модель полуогранич. или неогранич. пространства с более простым математич. описанием может быть использована для изучения нач. стадии переходных процессов в телах огра- нич. размеров, если Z/5 а > 1, где / — характерный размер тела, м (см. Иррегулярный режим).
НЕПРОХОДНЫЕ КАНАЛЫ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — подземные каналы, предназнач. для прокладки теплопроводов, не требующих пост, надзора. Н.к.т.с. наиболее распространены при стр-ве тепловых сетей. Применяют в любых грунтовых условиях, в т.ч. с устройством в зоне высоких грунтовых вод попутного дренажа. Насчитывается большое кол-во разнообразных по форме (прямоугольные, по- луцилиндрич., цилиндрич.) и материалу (кирпичные, бетоноблочные, железобетонные) конструкций, каждая из к-рых имеет определ. преимущества и недостатки. Конструкции теплопроводов в Н.к.т.с. разделяют на две группы: с воздушным зазором между поверхностью тепловой изо-
Непроходные каналы тепловых сетей
а — сборный с склеечной гидроизоляцией; б —■ сборный из железобетонных плит; в — сводчатый с опорной рамой; г — сборный из вибропрокат- ных плит; д — из лотковых элементов; е — сборный с дренажом; 1 —железобетонное основание; 2 — стеновой блок; 3 — гидроизоляция; 4 — кирпичная стена; 5 — блок перекрытия; 6,7—бетонная и песчаная подготовки; 8— навесная теплоизоляция; 9 — подушка; 10 — железобетонный свод; 11 — рамы из вибропро- катных плит; 12 — плита днища; 13—железобетонный лоток; 14 — засыпная теплоизоляция; 15 — дренажная труба
ляции и стенками канала и без воздушного зазора. Применение последних возможно в условиях, когда тепловая деформация трубопровода происходит только в осевом направлении. На участках с боковым перемещением трубопровода при тепловой деформации следует применять Н.к.т.с. с воздушным зазором. Теплопроводы без воздушного зазора не нашли широкого применения из-за интенсивной наружной коррозии стальных трубопроводов, посто- янно-находящихся под воздействием высокой влажноности неподсыхающей тепловой изоляции воздуха. Влага конденсируется на холодном потолке непроходного канала, а затем испаряется. В связи с этим конденсируемую воду следует отводить в сторону от тепловой изоляции. Сводчатая форма перекрытия канала удобна для ор- ганиз. стока влаги на дно канала. Этому способствует и наклон в одну сторону плоского перекрытия.
В Н.к.т.с. с воздушным зазором тепловая изоляция в меньшей степени подвержена увлажнению, поэтому и коррозия трубопроводов вних значительноменьше. Габариты Н.к.т.с. определяются: диаметрами прокладываемых теплопроводов, расстоянием между осями труб и зазором между поверхностью тепловой изоляции трубопроводов и внутр, поверхностью каналов.
Н.к.т.с. изготовляют по типовым проектам. Их типы и размеры маркируют цифрами и буквами. Цифры перед буквами определяют кол-во ячеек канала, после букв.— его внутр, размеры в см. Напр., маркировка канала 2KJI 9060 означает двухъячейковый Н.к.т.с. из лотковых элементов, перекрываемых плитами, ширина каждой ячейки 90, высота 60 см. Подвижные опоры трубопроводов в Н.к.т.с. опираются на железобет. подушки с закладными металлич. пластинами. Для стока воды вдоль Н.к.т.с. между "подушками соседних трубопроводов оставляют расстояние не менее 0,1м. Высоту подушек принимают в зависимости от диаметра трубопровода по нормам проектирования.
НЕФТЕЛОВУШКА — одна из разновидностей отстойники для удаления из воды жиров, нефтепродуктов и др. жидкостей с относит, плотностью, меньшей плотности воды. Наиболее распрост- ран. конструкция Н., применяемая на пром, предприятиях для очистки масло- и нефтесодержащих сточных вод, имеет
Нефтеловушка 1
— подающий трубопровод; 2 —- водораспределит. щелевая перегородка;.? — маслосборная щелевая поворотная труба; 4 — скребковый конвейер; 5 — полу- погружениая перегородка; 6 — водоприемный лоток
Многоярусная нефтеловушка
1 — водоотражательный щит; 2 — зона грубой очистки; 5 — водораспределит. устройство; 4 — маслосборная щелевая поворотная труба; 5 — тонкослойные блоки; б — скребковый конвейер; 7 — водосборный лоток; 8 — гидроэлеватор
размеры, м: длину — 36, ширину секции — би глубину —2. Пропускная способность одной секции при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих з-дов составляет 55 л/с. Исходная вода подается по трубопроводу в распределит, щелевую трубу, имеющую стояки, оканчивающиеся раструбами, повернутыми к передней торцевой стенке. На небольшом расстоянии от этой трубы расположена щелевая перегородка, выполненная из железобетона и предназнач. для распределения входящего потока по живому сечению секции Н. В конце секции находится водосборный лоток, перед водосливом к-рого установлена полупогруж. перегородка, удерживающая уловленные и накапливающиеся на поверхности воды масло- и нефтепродукты. Задержанные
нефтепродукты удаляют скребками, за- крепл. на бесконечной вращающейся цепи. Скребки подгоняют нефть к поворотным нефте- и маслосборным щелевым трубам, расположенным в начале и конце Н. перед щелевой и полупогруж. перегородками. Привод скребкового механизма в каждой секции осуществляется электродвигателем через редукторы, к- рые устанавливают на железобет. плите, перекрывающей часть объема Н. Нефтесборные трубы поворачивают с помощью червячного редуктора вручную. Тяжелые взвеш. в-ва выпадают из нефтесборных труб на дно Н. и тем же скребковым механизмом сгребаются в приямок, расположенный в начале секции. Для снижения загрязнения окружающей атмосферы испарениями секции Н. перекрывают металлич. щитами или шиферными листами. Расчет Н. производят по формулам, рекомендуемым для расчета отстойников горизонтальных. Многоярусная Н. является разновидностью отстойника тонкослойного, работающего
при перекрестной схеме потока воды и осадка. Н. включает две последоват. секции, имеющие самостоят. приямки. В первой секции выделяются крупнодис- перснь'ю взвеш. в-ва и нефтепродукты, во второй располагаются блоки паралл. пластин, обеспечивающие тонкослойное отстаивание. Первая секция многоярусной Н. при очистке сточных вод нефтеперерабатывающих з-дов выполняет функции песколовки, необходимость стр-ва крой при этом отпадает. Применение многоярусной Н. позволяет во много раз сократить площадь, требующуюся для размещения очистных сооружений. Для повышения эффективности работы таких Н. устанавливают блоки тонкослойного отстаивания перед водосборным лотком. Пропускная способность одной секции Н., дооборудованной блоками, может быть увеличена с 200 до 370 м3/ч при остаточной концентрации нефтепродуктов в стоке не более 100 мг/л. Для норм, работы многоярусных Н. очень важно обеспечить равномерное распределение воды между ярусами блока тонкослойного отстаивания.
НИТКА — горизонт, нагреват. труба или канал в системе отопления, являющаяся отд. отопительным прибором или входящая в состав регистра или змеевика отопительного прибора. При применении отдельной Н. значит, длины принимаются меры по компенсации ее удлинения вследствие нагревания теплоносителем (путем изгиба подводок к отопит, приборам или установки компенсатора теплопроводов).
ОБВЯЗОЧНЫЕ ГАЗОПРОВОДЫ НА КОТЛАХ И ПЕЧАХ — трубопроводы, оснащ. автоматич, и запорными устройствами, соедин. по определ. правилам и позволяющие безопасно эксплуатировать газоиспользующие агрегаты. Выбор их схем зависит от произ-сти агрегата, типа газогорелочных устройств, запорной арматуры, давления газа и типа используемой автоматики безопасности и регулирования. Наиболее простая схема применяется для агрегатов, оборудов. эжекцион- ными горелками низкого давления и отключающими устройствами — кранами. На ответвлении от цехового газопровода б к агрегату 1 устанавливают главный кран 5, а перед горелкой 2 — рабочий кран 3, к- рый одновременно является контрольным. Главный кран отключает агрегат полностью, а рабочий—регулирует произ-ность горелок и выключает отд. гореЛки. Продувку цехового газопровода осуществляют через кран 4 по продувочному трубопроводу 7 при закрытых кранах 3 и 9. Ответвление к агрегату продувают после цехового газопровода через кран 8 и трубопровод 7 при закрытых кранах 3 и 4. Окончание продувки определяется анализом пробы, отобр. из штуцера у крана 8. Содержание кислорода в анализируемой пробе не должно превышать 1 об. %. Герметичность главного и рабочего кранов проверяют ма- новакуумметром 12. При закрытых кранах 3,4,5 и 8 открывается кран и подводка газа к горелкам соединяется с атмосферой. После установления в газопроводе атм. давления кран 9 закрывается. Повышение давления в подводке, контролируемого прибором 12, говорит о негерметичности крана 5. Для проверки кранов 3 коллектор ставят под макс, давление, для чего кран 5 открывают, а затем закрывают. Если давление в коллекторе падает, то краны 3 негерметичны. Мановакуумметрами 13 контролируют давление газа перед горелками. После окончания продувки зажигают переносную запальную горелку 11, вносят в топку (к месту выхода газовоздушной смеси из горелки) и производят включение осн. горелок. Схема надежна и безопасна в эксплуатации. -
При использовании дутьевых смесит, горелок среднего давления и задвижек вместо кранов схема обвязочных газопроводов значительно усложняется. На ответвлении от цехового газопровода среднего давления 12 к агрегату 1 установлена общая задвижка 11, к-рая служит для отключения подачи газа при остановке агрегата в аварийной ситуации и может быть либо полностью открытой, либо закрытой. Затем установлен клапан-отсекатель 10, являющийся исполнит, органом автоматики безопасности и перекрывающий подачу газа к агрегату при аварийном отклонении любого параметра. В качестве клапана-отсекателя применяют электромагнитные или пневматич. клапаны, задвижки с электроприводом или двухпозиционные отключающие устройства. Манометром 13 контролируют давление газа в цеховом газопроводе. После клапана-от-
Схема обвязочного газопровода на агрегате, оборудованном эжекционными горелками низкого давления и отключающими кранами
П —- газопровод низкого давления; Г5 — продувочный газопровод
Схема обвязочного газопровода на агрегате, оборудованном дутьевыми горелками среднего давления и отключающими задвижками
Г2— газопровод среднего давления; Г5 — продувочный газопровод ■
секателя устанавливают клапан блокировки подачи газа и воздуха 9 (пропорциона- лизатор), служащий исполнит, органом автоматики регулирования и изменяющий расход газа к горелкам в зависимости 6 т расхода воздуха. В конце газового коллектора 14 подсоединены продувочный газопровод 16 и штуцер с клапаном 18 для отбора проб при продувке. К горелке2 подходит ответвление, на к-ром последовательно установлены задвижки 22 — контрольная и 23 — рабочая. Контрольная работает в двух положениях: открыто или закрыто. Рабочая обеспечивает ручной розжиг, вывод горелки на рабочий режим и регулирование расхода газа при неработающей автоматике или ее отсутствии. Манометром 24 контролируют давление газа перед горелкой 2. Трубопровод 15 между контрольной и. рабочей задвижками паз. трубопроводом безопасности. Он предназначен для предотвращения попадания газа в топку при неработающем агрегате, поэтому при неработающей горелке 2 кран 21 открыт. На трубопроводе безопасности предусмотрен штуцер, к к-рому может подключаться манометр. Воздух в горелку подается от центробежного вентилятора 8. На общем воздуховоде стоят манометр 7 и заслонка б, регулирующие подачу воздуха, непосредственно перед горелкой — заслонка 4. Перед горелкой установлены манометры 3 для измерения давления воздуха. Давление (разрежение в топке) измеряют тягонапорометром 25.
Обе схемы О.г.к.п. содержат общие принципы построения надежных и безопасных систем газоснабжения газоиспользующих установок. .Для каждой из них должны разрабатываться схемы, соответствующие предъявляемым к ним требованиям.
ОБДУВКА КОТЛА — периодич. очистка поверхностей нагрева котлоагрегата (собственно парового или водогрейного котла и его хвостовых поверхностей нагрева: водяного экономайзера и воздухоподогревателя1) от оседающих на их наружной стороне золы и сажи. О.к. производят паром или сжатым воздухом (иногда применяют холодную или перегретую воду), подаваемым через перфориров. или снабж. соплами стальные трубы. Эффективность очистки обдувкой зависит от скорости струи и параметров обдувочного агента, толщины слоя отложений, расстояния от сопла до поверхности нагрева и угла подачи струи к поверхности труб. Обдувочный агент следует выбирать в каждом конкретном случае исходя из технико- экономич. сопоставлений. Для обдувки поверхностей нагрева используют спец. обдувочные аппараты котлов.
ОБДУВОЧНЫЕ АППАРАТЫ
КОТЛОВ — устройства для обдувки (очи-
Аппарат для паровой обдувки экранов
1 — рукоятка; 2 — клапан; 3 — рычажной механизм; 4 — сальник; 5 — центр, неподвижная труба; 6 — корпус; 7 — шпиндель; 8 —электродвигатель; 9 — редуктор; 10 — сопловая головка с двумя соплами; 11 —направляющая
стки) поверхностей нагрева (см. Обдувка котла) от золошлаковых отложений. О.а.к. делят на стационарные и выдвижные (маловыдвижные и глубоковыдвижные). При темп-pax продуктов сгорания ниже 600°С применяют стационарные, при более высоких — выдвижные О.а.к. Наибольшее распространение получили О.а.к., в к-рых используется насыщенный или перегретый пар, а также сжатый воздух давлением до 4 МПа. Все О.а.к. имеют букв, обозначения: О — обдувочный, М — маловыдвижной, Н — невыдвижной, Г — глубоковыдвижной, В — вертик., П — прерывистого действия, Э — для очистки экранов, Маркировка аппаратов: ОН, ОМВ, ОГ, ОГП, ОГВ, ОГР-Э. Осн. элементами О.а.к. являются труба для подогрева обдувочного агента и механизм привода. При включении труба поступательно вдвигается в газоход; когда сопловая головка окажется внутри газохода, труба начинает вращаться и автоматич, открываются клапаны для подвода к соплам обдувочного агента. После окончания обдувки электродвигатель переключается на обратный ход и сопловая головка, вращаясь, возвращается в исходное положение, что предохраняет ее от чрезмерного нагрева. Зона действия О.а.к. —до 2,5 м, глубина захода — до 8 м.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ ВОД — процесс снижения влажности и объема осадка и перевода его из текучего состояния в твердое (нераз- жижающееся) для погрузки и транспортировки к месту складирования или для дальнейшей обработки и утилизации. Исходные осадки природных вод, как правило, имеют высокую влажность и содержат в своем составе гидроксиды металлов, к- рые ухудшают водоотдающую способность осадков.
Первой стадией обезвоживания является уплотнение осадка — наиболее простой и дешевый способ частичного обезво
живания осадка, позволяющий сократить первоначальный объем в 4—15 раз и снизить затраты на последующую обработку. Для уплотнения осадка используют емкостные уплотнители или сгустители барабанного типа. Для интенсификации процесса уплотнения и сгущения осадка применяют органические флокулянты.
Последующая обработка на механических аппаратах позволяет добиться более глубокого обезвоживания гидроксид- ных осадков. Наибольшее распространение для обезвоживания получило фильтр- прессование. Существует несколько различных типов и конструкций фильтрпрессов: камерные, рамные, ленточные.
Для успешного обезвоживания осадков — улучшения их водоотдающих свойств — применяют обработку их хим. реагентами и добавку вспомогательных присадочных в-в или термическую обработку (замораживание — оттаивание или нагрев). Эти меры снижают сжимаемость осадков и удельное сопротивление осадка фильтрации до уровня, обеспечивающего достижение требуемой влажности при обезвоживании фильтр-прессованием.
В качестве хим. реагентов в основном используют известь и флокулянты (катионные, анионные и неионогенные). При обработке гидроксидных осадков известь выполняет также функции вспомогательного в-ва. Вспомогательными в-вами наиболее часто являются диатомит, перлит, уголь, зола, древесная мука, обладающие хим. инертностью по отношению к воде, высокой пористостью, малой площадью активной уд. поверхности, а также не содержащие растворимых в воде составляющих. Использование сочетания флокулянтов и вспомогат. в-в, флокулянтов, извести и вспомогат. в-в, а также термической обработки позволяет получить приемлемый объем гидроксидного осадка с влажностью 75%, пригодного для погрузки и транспортирования к месту складирования или утилизации.
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — процесс снижения влажности и объема осадков и перевода их из текучего состояния в пастообразное для удаления с территории очистных соору
жений и подготовки к дальнейшей обработке и утилизации. Исходные осадки сточных вод имеют высокую влажность (95—99,7%), их объемы достигают 1,2% объема очищенных сточных вод. Обезвоживанию предшествует подготовка осадков сточных вод. Технологии, схемы подготовки и обезвоживания, применяемые аппаратура и оборудование зависят от хим. состава и физич. свойств осадков, требований к их качеству на последующей стадии переработки и местных условий. Для О.о.с.в. применяют барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном, осадит. шнековые центрифуги, ленточные и камерные фильтр-насосы, иловые площадки различных конструкций на естеств. или искусств, основаниях (с дренажом либо без дренажа, с поверхностным удалением иловой воды, каскадного типа и др.).
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ ОЗОНОМ — универсальный метод обработки воды, позволяющий эффективно воздействовать на большое число разл. загрязнителей искусств, и естеств. происхождения с одновременным ее обеззараживанием. При норм, темп-ре и давлении озон представляет собой газ бледно-фиолетового цвета с плотностью 2,14 г/л. Озон малорастворим — в 1 л воды при 0°С его растворяется 1,42 г, при 10°С — 1,04 г, взрывоопасен, токсичен, поражает органы дыхания и центр, нервную систему. Предельно допустимое содержание озона в воздухе помещений — 0,001 мг/л. Являясь аллотропной модификацией кислорода, озон не обладает стабильностью и в воде распадается на молекулу и атом кислорода. Скорость распада возрастает с увеличением солесодержания, pH и темп-ры воды. Присутствие металлов и окислителей (хлор, бром и т.д.) приводит к ускорению его деструкции. Озон имеет высокий окислит.-восстановит. потенциал — Ео “ +2,07В, что является главной причиной его активности по отношению к разл. рода загрязнениям воды (см. Очистка производственных сточных вод озонированием) . Озон — очень эффективный реагент, применяемый при очистке воды от фенолов и др. органич. в-в, при обеззараживании воды, содержащей патогенные бактерии и различные вирусы, а также для
Трубчатый элементарный генератор озона
1, 2 — электроды низкого и высокого напряжения; ; 3 — стеклянный диэлектрик; 4 — межэлектродное пространство; 5 — металлич. покрытие; 6 — охлаж- ; дающая вода
предотвращения развития в воде сапрофитных бактерий, водорослей, грибов и т.п. Примерная потребность в озоне, мг/л, составляет при очистке вод: подземных — 0,5—1, очищ. поверхностных — 2—3, очищенных из загрязн. источника — 2,5— 5. высокоцветных — 3—6. Для достижения удовлетворяющих сан. нормы показателей по обеззараживанию бытовых сточных вод требуемая доза озона составляет 6,5—11 мг/л.
Озон получают непосредственно на месте потребления путем электрич. разряда в воздухе. Элементарный генератор озона состоит из двух электродов, раздел, диэлектриком. Электрод низкого напряжения представляет собой цилиндр из нержавеющей стали, в к-ром с зазором установлен полый цилиндрич. стеклянный диэлектрик, покрытый с внутр, стороны тонким слоем металла. Электрод высокого напряжения размещен строго по центру стекл. диэлектрика. Поток сухого воздуха (или кислорода) поступает в пространство между цилиндрич. электродом и стекл. диэлектриком. При наложении перем, тока высокой частоты происходит электрич. разряд и образуется озон. Работа генератора сопровождается слабым фиолетовым свечением. При электрич. разряде выделяется теплота, поэтому требуется охлаждение электрода низкого напряжения. Разность потенциалов, подведенная к электродам, составляет 10— 20 кВ.
Концентрация озона в озоно-воздушной смеси в среднем составляет 10— 20 г/м3, произ-сть озонаторов — 50— 100 г/ч на 1 м“ площади поверхности, потребление энергии от 20 до 30 Вт на 1 г озона. На расход электроэнергии при получении озона из воздуха существенно влияют его влагосодержание, темп-pa и давление. Поэтому на установках воздух, подаваемый в озонаторы, компрессируется и осушается до темп-ры точки росы с тем, чтобы снизить его абсолютную влажность до 0,03—0,1 г/м3. Затраты электроэнергии при получении озона могут быть существенно снижены при использовании вместо воздуха кислорода.
Для эффективной работы озонаторных установок большое значение имеет полнота смешивания содержащего озон воздуха с обеззараживаемой водой. Озоно-воздушная смесь может вводиться в воду через пористые материалы, напр. пористую керамику или перфорированные трубы. Смешение озоно-воздушной смеси с водой осуществляется при этом за счет барботирования при пропуске смеси через толщу воды. Озон и его водные растворы чрезвычайно коррозионны. Поэтому все элементы озонаторных установок и трубопроводы, контактирующие с озоном или его водными растворами, должны изготовляться из коррозиестойких материалов.
Несмотря на эффективность озона в бактерицидном и вирулицидном отношениях, вода не получает необходимой дез- инфекц. защиты по длине водоводов и распределит. сетей из-за быстрого распада озона. Свойство озона разрывать большие органические молекулы на фрагменты, — легче усваиваются микроорганизмами, а также нестабильность его — распад на молекулу и атом кислорода через короткий промежуток времени после ввода озоновоздушной смеси в воду — не позволяют предотвратить развитие микроорганизмов в длинных трубопроводах. Кроме этого, озон малоэффективен при высоких темп- рах воды (более 45°С). Являясь сильным окислителем, озон при обработке воды не только ее обеззараживает, но и на разных стадиях процесса водоподготовки взаимодействует с загрязнениями органич. и не- органич. происхождения. Так, использование озона приводит к удалению железа, марганца, хрома, меди и др. компонентов, в т.ч. входящих в органич. комплексы.
В зависимости от дозы при применении озона происходят обесцвечивание воды (на 65%), ее дезодорация и улучшение вкусовых качеств; снижение концентрации органич. примесей (на 30—50%), имеющих в своей основе гуминовые к-ты; понижение концентрации нек-рых органич. галоидных соединений (на 30— 90%).
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМИ ЛУЧАМИ — разрушающее воздействие на нуклеиновые кислоты и белки клетки микроорганизмов, приводящее к их гибели (инактивизации). Ультрафиолетовые лучи — коротковолновые, имеют низкую проникающую способность. Особенно сильным действием обладает ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 260 нм. Именно эту длину волны хорошо поглощают нуклеиновые кислоты, играющие важную роль в процессах жизнедеятельности микроорганизмов.
Миним. уд. доза УФ-излучения для эффективной дезинфекции составляет 16мВт/см2. Она обеспечивает уничтожение 99,999% бактерий Е.Коли. Для др. микроорганизмов доза, обеспечивающая такую же степень дезинфекции, может быть большей. На эффективность работы ультрафиолетовых установок большое влияние оказывают качество воды и интенсивность облучения. Глубина проникновения лучей в толщу воды определяется в-вами, содержащимися й ней в растворенном или суспензированном состоянии. Уменьшение глубины проникновения происходит в результате поглощения УФ- лучей органич. соединениями, гуминовыми кислотами, взвеш. частицами и солями, содержащими железо, ■ марганец. Взвеш. частицы абсорбируют лучи только
частично, значит, часть их рассеивается. Таким образом, перед обеззараживанием УФ-лучами вода должна быть предварительно обработана и не иметь мутности и цветности.
В качестве источников УФ-излучения используют в основном газоразрядные излучатели, к-рые изготовляют из кварцевого стекла, пропускающего УФ-свет. Чаще всего применяют ртутные лампы низкого давления, к-рые преобразуют около 40% потребляемой мощности в УФ-лучи. Они излучают более 80% энергии с длиной волны 254 нм. УФ-лампы высокого давления преобразуют УФ-лучи только около 8% потребляемой мощности.
Устройства для бактерицидной обработки воды подразделяют на два типа: с непогружными (открытыми) источниками УФ-лучей; с погружными (закрытыми) источниками УФ-лучей. Устройства первого типа отличаются простотой конструкции и удобством эксплуатации и имеют свободный доступ к УФ-источникам, что облегчает уход за ними и упрощает замену. Однако в таких устройствах на прямое (эффективное) облучение воды направлена только нижняя часть потока УФ-излучения, вследствие чего снижается кпд излучателей, уменьшается произ-сть установок и повышаются затраты электроэнергии на обработку воды. В устройствах закрытого типа УФ-источники заключены в герметичные кварцевые'трубки и работают в погружных условиях. Поскольку обрабатываемая вода обтекает УФ-источники со всех сторон, на облучение расходуется весь поток излучения УФ-ламп, благодаря чему кпд УФ-излучателей повышается. За счет этого устройства закрытого типа более производительны и экономичны.
Корпус установки, какправило, изготовляют из материала, хорошо отражающего УФ-лучи, напр., нержавеющей стали, специально обработанной пластмассы, поливинилхлорида и т.п. Материал УФ- излучателей также различен. Они могут быть выполнены из кварца, тефлона, фторуглерода и т. п. Для обеспечения более надежного эффекта О.в.у.л. применяют разл. способы интенсификации процесса. Наиболее распространенный прием — создание конструкций, обеспечивающих перемешивание слоев воды вокруг излучателя. В процессе работы установок происходит обрастание ламп и корпуса солями жесткости и оксидами железа. Для предотвращения обрастания УФ-излучатели обычно помещают в кварцевые чехлы. Отложения с них снимают с помощью очистных устройств. Иногда лампы покрывают слоем фториров. этиленпропиле- на, препятствующим обрастанию. В нек- рых случаях воду перед обеззараживанием обрабатывают ультразвуком при частоте вибрации 20—50 Гц (оптимальная
частота 26 Гц). Контроль интенсивности излучения отд. ламп УФ-установки и управление их работой осуществляются автоматически.
Метод О.в.у.л. прост в конструктивном оформлении, удобен в эксплуатации, т.к. является безреагентным, не изменяет органолептич. показатели воды и т.п. Однако его широкому практич. распространению препятствует то, что У Ф-установки могут применяться только для обеззараживания вод, физ.-хим. показатели качества к-рых отвечают стандартам на питьевую воду. При этом бактериальная загрязненность воды должна быть невысокой (Е.Коли < 1000 ед/л).
Совместное воздействие окислителей и УФ-облучения даже при обработке воды с показателями мутности, цветности и окисляемое™, не соответствующими требованиям, предъявляемым к качеству питьевой воды, обеспечивает высокую степень очистки воды и бактерицидный эффект. .
На водопроводных станциях допускается параллельное расположение в два — три яруса установок УФ-излучения. На каждые одну — пять установок должна быть предусмотрена одна резервная. Установки могут монтироваться как на всасывающей, так и на напорной линиях насосов. На подводящих и отводящих трубопроводах к каждой установке обязательно должны быть задвижки для регулирования расхода подаваемой воды. Поскольку ультрафиолетовые лучи не придают воде бактерицидных свойств, предохраняющих ее от повторного заражения, следует обращать особое внимание на сан. состояние водопроводов и водопроводных сетей, по к-рым вода поступает к потребителю. . ■
, ■» ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ ХЛОРОМ, дезинфекция — устранение из воды болезнетворных и иных микроорганизмов и вирусов, из-за наличия к- рых вода становится непригодной для питья, хозяйственных нужд или промышленных целей, хлором или хлорсодержащими реагентами. Применение хлора — наиболее распространенный способ обеззараживания как в нашей стране, так и за рубежом. Впервые он был применен в 1894 в Германии. В России хлорирование больших кол-в воды было применено в 1910 как принудительная мера при появлении холеры в Кронштадте и брюшного тифа в Н.Новгороде.
В качестве хлорреагентов используют в основном жидкий хлор, хлорную известь, гипохлориты, диоксид хлора. Растворимость хлора в воде зависит от темп- ры и давления. При атм. давлении и темп- ре 10°С в 1 л растворяется около 3 л газообразного хлора (9,65 г). При растворении в воде хлор образует хлорноватистую и со-
Хлоратор фирмы “Уоллес и Тиернан"
1 — подача хлор-газа; 2 — редуктор; 3 — аварийная магистраль для сброса хлор-газа; 4 — предохранит, клапан; 5 — эжектор; б — обратный клапан; 7 — регулятор расхода; 8 — ротаметр
Схема автоматизации дозирования хлора расходом воды через эжектор
1 — регулятор давления; 2— хлоратор; 3 — регулятор; 4 — регулируемый вентиль; 5 — эжектор; б — расходомер; 7—электронный регулятор; 8— анализатор хлора; 9— контактный резервуар
ляную к-ты: CI2 + H2O =^НС10 +НС1. Одновременно протекает вторичная реакция: НС1О^ СГ + Н+. Направление этих реакций зависит от pH среды. При pH < 2 весь хлор находится в воде в молекулярной форме; при pH > 5 молекулярный хлор исчезает, превращаясь в хлорноватистую кислоту; при pH - 10 хлор переходит в форму гипохлорит-иона. В интервале значений pH - 5... 10, что обычно соответству- *ет условиям О.в.х., в воде присутствует смесь хлорноватистой к-ты и гипохлорит- ионов. Хлорноватистая к-та обладает наибольшим бактерицидным действием, в связи с чем хлор в кислой среде более эффективен, чем в щелочной.
Содержание активной части хлора в различных хлорреагентах разное, %: в хлорной извести — 32—35, в гипохлоритах, производимых на химзаводах, — 70—75, при электролитическом способе производства — 10—15.
Установки для приготовления и дозирования растворов, содержащих активный хлор, бывают нескольких типов. В установках с использованием жидкого хлора последовательно осуществляются испарение хлора, его механическая очистка, дозирование и растворение в воде с образова
нием хлорной воды. Жидкий хлор поступает на очистные сооружения в стальных баллонах вместимостью 40—50 л при давлении 10 МПа или стальных контейнерах вместимостью 400—800 л при давлении 1,5 МПа. На станции с суточным расходом свыше 1 т хлор может доставляться в ж.-д. цистернах с последующим переливом в стационарные емкости.
Дозирование хлоргаза осуществляется вакуумными хлораторами. В хлораторе образуется хлорная вода, к-рая подается в обрабатываемую воду. Поддержание заданной концентрации хлора можно обеспечить с использованием системы автоматического регулирования дозирования. Устройство и эксплуатация помещений, в к-рых размещают хлораторы, требуют строгого соблюдения правил техники безопасности. Помещение должно быть на первом этаже, иметь запасный выход, оборудовано вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха в 1 ч с вытяжкой'вблизи пола. Ряд других важных правил техники безопасности приведен в специальных нормативных документах. '
В установках по О.в.х. хлорной известью или порошкообразным гипохлоритом вначале также приготовляется хлорная во-
да определенной концентрации, затем она подается в обрабатываемую воду. Для приготовления хлорной воды используют два бака: растворный и расходный. В растворном баке приготовляют тестообразную массу реагента, перепускают ее в расходный бак, разбавляют до концентрации 1 — 2 % по активному хлору, дают отстояться и сливают в дозировочный бачок, из к-рого вводят раствор в обрабатываемую воду.
Существуют электролизные установки для приготовления и дозирования раствора хлора. Электролизу подвергают морскую или Подземную засоленную воду или раствор поваренной соли с целью получения гипохлорита натрия и последующего его введения в обрабатываемую «оду. Такие установки обычно размещают поблизости от места ввода гипохлорита натрия в воду.
Сохраняя все достоинства хлорирования с использованием жидкого хлора, применение электролитич. гипохлорита натрия позволяет избежать осн. трудностей — транспортирования и хранения токсичного газа. Кроме того, при применении этого реагента устраняется пост, зависимость потребителя от з-дов-поставщиков жидкого хлора или др. хлор-продук- тов, выпускаемых централизованно хим. пром-стью, а также от использования транспортных средств, что особенно важно для отдал, р-нов. Электрохим. способ получения гипохлорита натрия основан на получении хлора и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате — электролизере: '
Ch + 2NaOH - NaClQ + NaCl + НгО.
Энергетически процесс протекает в наивыгоднейшем режиме — при электролизе растворов с высокой концентрацией хлоридов, темп-ре 20—25°С, макс, возможной плотности тока и отсутствии перемешивания анодного слоя. Большое значение имеет материал анода. Аноды работают в условиях непосредств. соприкосновения с хим. активными в-вами, поэтому осн. требование к материалу анода — хим. устойчивость. Кроме того, материал анода должен способствовать разряду ионов СГ, иметь высокую электропроводимость, ме- ханич. прочность и легко обрабатываться. При электролитическом получении гипохлорита натрия в осн. применяют плати- но-титановые аноды и электроды с активным покрытием из диоксида рутения. 'В качестве катодного материала могут использоваться обычная сталь, графит, титан.
На водопроводных станциях малой пропускной способности при применении поверхностных (до 800—1000 м3/сут) или подземных (до 3,5—5 тыс.м3/сут) вод, а также на сооружениях биологич. очистки сточных вод (до 200—400 м3/сут) в ряде случаев обеззараживание целесообразно осуществлять путем прямого электролиза.
Сущность метода заключается в том, что под действием электрич. тока из солей, находящихся в самой обрабатываемой воде, образуются сильные окислители, к-рые в основном и разрушают микроорганизмы. Все эти процессы происходят в одном аппарате — электролизере при прохождении через него обеззараживаемой воды. Миним. содержание хлоридов в воде должно быть 25—30 мг/л. Обеззараживание воды прямым электролизом является разновидностью хлорирования, поэтому все методы контроля качества воды и эффекта обеззараживания, применяемые при хлорировании, могут использоваться и при электролизе. /
Несмотря на то, что хлорирование — самый распростран. способ обеззараживания природных вод, при применении его в воде образуются летучие галогенорганич. соединения, в осн. тригалогенметаны, обладающие канцерогенной и мутагенной активностью. В хлориров. воде обнаружено около 20 разд, летучих галогенорганич. соединений. Их качеств, состав зависит от физ.-хим. показателей источника водоснабжения. Наиболее часто отмечается присутствие тригалогенметанов и четыреххлористого углерода. Кол-во хлороформа обычно на 1 —3 порядка превышает содержание летучих галогенорганич. соединений. Концентрация этих соединений возрастает при увеличении pH среды, содержания в воде органич. в-в, дозы хлора и времени контакта хлора с водой. Традиц. методами очистки (коагулирование, отстаивание и фильтрование) летучие галогенорганич. соединения из воды не удаляются. Предотвращение или значит, снижение их образования в процессе водоподготовки можно осуществлять изменением режима предварит. О.в.х. Доза хлора в этом случае устанавливается не более 1— 2 мг/л. При высокой хлорпоглощаемости воды или при транспортировании неочищ. воды на значит, расстояние необходимо проводить рассредоточ. О.в.х. подлине водовода. Кроме того, для сокращения времени контакта неочищ. воды с хлором можно изменить точку ввода хлора, приблизив ее к очистным сооружениям.
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — уничтожение присутствующих в осадках сточных вод возбудителей болезней людей и животных. Сан.-гигиенич. показатели осадка оценивают по наличию яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Для О.о.с.в. могут применяться методы: термич. (прогревание, сушка, сжигание), биотермич. (компостирование), хим. (обработка хим. в-вами) и биологич. (уничтожение микроорганизмов простейшими, грибами и растениями почвы), а также различные фи- зич. воздействия (радиация, токи высокой частоты, ультразвуковые колебания, уль
трафиолетовое излучение и т.п.). Прак- тич. применение получили лишь термич., биотермич. и хим. методы обеззараживания осадков. В процессе коагуляции, осадков, последующего их обезвоживания и прогревания до 60°С происходят резкое снижение числа микроорганизмов и практически 100%-ная деформация и гибель яиц гельминтов. Обработка при более высоких темп-pax (пастеризация, термосушка) позволяет уничтожить в осадках не только яйца гельмитов и патогенные микроорганизмы, но и вирусы. Деформация и гибель яиц гельминтов происходят при введении в осадки негашеной извести, края наряду с повышением щелочности обеспечивает в процессе гашения повышение темп-ры осадков. Требуемую дозу негашеной извести следует рассчитывать исходя из необходимости повышения темп- ры осадка до 60°С и более. Способ О.о.с.в. негашеной известью применяют на нек- рых очистных сооружениях в Финляндии, Германии, Швеции, США и др. странах. Для перемешивания осадка с известью используют шнековые насосы с плунжерными смесителями, лопастные смесители и др. оборудование. При обеззараживании небольшого кол-ва осадков могут применяться хлорная известь, спирт, хлороформ, эфир, фенол и др. в-ва, растворяющие липоидную оболочку яиц гельминтов. Однако применение указанных реагентов связано с высокими затратами.
Для О.о.с.в. используют хим. в-ва, к- рые применяют также для удобрения почвы и уничтожения вредных почвенных микроорганизмов или сорняков. К таким в-вам относятся аммиак (аммиачная вода), тиозон, карбатион, формальдегид и ДР-
Применение безводного аммиака более эффективно, т.к. для О.о.с.в. требуется меньший расход аммиака, что связано с 1 экзотермич. реакцией при его растворении. Применение безводного аммиака позволяет получать обеззараж. осадок меньшей влажности. О.о.с.в. безводным аммиаком достигается при дозе 3% (по аммиаку) массы осадка и экспозиции 10 сут. Для смешения осадка с аммиаком могут применяться двухвальные шнековые или лопастные смесители непрерывного действия. Тиазон в дозе 0,2—2% общей массы осадка и экспозиции 3—10 сут оказывает губительное действие не только на яйца гельминтов, но и на патогенные бактерии, вт.ч. туберкулеза, на яйца и личинки мух. Это обеспечивает получение эпидемиологически безопасного, пригодного для удобрения осадка, внесение к-рого в почву позволяет дополнительно осуществлять основную функцию тиазона, т.е. уничтожать в почве возбудителей инфекций, плесени, фитонематоды и сорняки. Ово- цидное действие тиазона’основано на блокировании дыхат. ферментов зародышей
яиц гельминтов продуктами распада, получаемыми в процессе гидролиза тиазона. Доза тиазона, обеспечивающая дегельминтизацию осадков станций аэрации, составляет 0,25—0,3% массы осадка при перемешивании в двухроторном смесителе с зетообразными лопастями или в ленточном растворосмесителе периодич. действия в течение 60 мин с последующей выдержкой под пленкой в течение 7—10 сут в буртах, устраиваемых на площадках с твердым покрытием.
Применение извести, аммиачной воды, тиазона, формальдегида и мочевины позволяет использовать двойное их действие — на осадки и почву, что приводит к снижению эксплуатац. затрат на О.о.с.в. и подготовку их к утилизации в качестве удобрения. Остаточное содержание в осадках указанных в-в предотвращает реактивацию микроорганизмов и поддерживает стабильность осадков. Вместе с тем тиазон, формальдегид и особенно аммиак являются токсичными в-вами, требующими осторожного обращения. Кроме того, аммиак взрывоопасен. Для предотвращения загрязнения почвы и грунтовых вод азотом необходимо устанавливать дозу внесения обеззараженного осадка в почву. Доза внесения осадков, обработанных др. в-вами, также должна устанавливаться с учетом их действия. Для снижения дозы реагентов могут применяться термохим. или термомеханич. методы О.о.с.в.
В нашей стране и за рубежом для О.о.с.в. получают широкое применение методы биотермич. обработки (компостирование). Биотермич. обработка осуществляется смешением осадков с наполнителями (бытовыми отходами, опилками, торфом, молотой корой, навозом, остатками растений и т.п.) и выдержкой в буртах, штабелях, траншеях, ферментаторах, барабанах и т.п. При этом в результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит повышение темп-ры компостируемых осадков до 55—72°С, их обеззараживание и снижение массы.
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД — завершающий этап технологии, процесса их очистки, осуществляемый для природных вод с целью обеспечения их бактериальной безвредности, сточных вод (при спуске их в водоемы) — уничтожения микроорганизмов и устранения опасности заражения водоема. Необходимый эффект О.п.с.в. может быть достигнут неск. методами. Одни из них связаны с введением в воду хим. реагентов в концентрациях, безвредных для человека, но губительно действующих на бактериальные клетки (обеззараживание воды хлором, обеззараживание воды озоном, применение ионов тяжелых металлов) , другие основаны на воздействии физ. факторов (ультрафиолетовое облучение,
обработка ультразвуком, термическая обработка, у -облучение). Практическое применение для обеззараживания центра- лизов. систем водоснабжения и водоотведения получило хлорирование газообразным хлором или в-вами, содержащими ак - тивныйхлор (хлорной известью, гипохлоритами, диоксидом хлора), озонирование, а в отд. случаях ультрафиолетовое облучение. Процесс О.п.с.в. окислителями (хлоркислородными соединениями и озоном) проходит две стадии — реагент диффундирует через оболочку внутрь клетки микроорганизма, а затем вступает во взаимодействие с органич. в-вом клетки. Окислению подвергается фермент дегидрогеназа фосфатриоза, к-рый найден практически во всех клетках и необходим для усвоения глюкозы. Предполагается, что реакция идет с гидросульфидными группами фермента SH. Ферменты присутствуют в клетках в очень малых кол-вах и абсолютно необходимы как катализаторы обмена в-в. Если утрачена способность глюкозы к окислению, бактер.. клетки погибают.
Эффективность О.п.с.в. зависит от ряда факторов, связанных с биологич. особенностями микроорганизмов: бактерицидными свойствами реагентов, состоянием водной среды и условиями, в к-рых осуществляется обеззараживание. Биологич. особенности микроорганизмов при действии на них дезинфицирующих реагентов проявляются в разл. их устойчивости по отношению к бактерицидным в-вам. Так, хлорустойчивость палочки туляремии, бактерий тифа и др. значительно ниже, чем кишечной. Разл. устойчивость бактерий тех или иных видов связана с устойчивостью их дегидрогеназ.
К числу факторов, обусловливающих влияние среды на конечный эффект О.п.с.в., относятся pH, темп-pa воды и содержание взвеш. в-в. При увеличении щелочности воды эффективность действия хлора и хлоркислородных соединений снижается. Изменение темп-ры от 10 до 40°С при пост, концентрации остаточного хлора оказывает сравнительно небольшое влияние на бактерицидную эффективность. Отрицат. влияние низких темп-р выявляется лишь в условиях большого нач. заражения воды при обработке ее небольшими дозами окислителя и малом времени контакта. Наличие взвеш. в воде примесей как органич;, так и мйнер. происхождения, значительно снижает эффективность О.п.с.в. На их поверхности хлор сорбируется, и его концентрация в воде снижается. Кроме того, бактерии, находящиеся внутри взвеш. частиц, в меньшей степени подвергаются влиянию хлора.
О.п.с.в. с повыш. содержанием взвеш. в-в требует увеличения доз окислителей и продолжительности контакта их с водой. При этом органолептич. показате
ли качества воды снижаются. По мере освобождения обрабатываемой воды от взвеш. в-в и уменьшений размера частиц требуемый эффект О.п.с.в. достигается при действии относительно меньших доз окислителей. Бактерицидный эффект возрастает при увеличении времени контакта окислителей с водой. Экспозиция, требуемая для достижения необходимой степени обеззараживания, снижается при увеличении дозы вводимого реагента. В связи с обилием форм болезнетворных бактерий, а также длительностью и сложностью их определения эффект О.п.с.в. контролируют по кол-ву показат. микробов, наличие к-рых указывает на возможность присутствия в воде болезнетворных бактерий. В качестве такого косвенного показателя выбрана кишечная палочка, постоянно имеющаяся в кишечнике человека и домашних животных и потому всегда находящаяся в загрязнениях. Контроль и количеств, учет их проводится относительно легко и быстро, и они отмирают в воде неск. медленнее многих болезнетворных бактерий. Следовательно, уничтожение кишечных палочек в процессе О.п.с.в. свидетельствует также об уничтожении значит, части болезнетворных бактерий. Кол-во кишечных палочек в воде выражается колититром, т.е. объемом воды, мл, в к-ром содержится одна кишечная палочка, либо колииндексом — кол-вом кишечных палочек в 1 л воды. Требования к обеззараживанию очищ. природных вод и условия дезинфекции сточных вод оговариваются в стандартах и соответствующих правилах. Обеззараживание очищ. природных вод перед подачей населению считается достаточным, если колииндекс не превышает 3. Для биологически очищ. сточных вод перед сбросом их в водоемы колииндекс не должен быть более 1000.
ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ ВОДЫ — удаление из воды кремниевой к-ты (НгЗЮз) и ее солей. Содержание этих примесей в природных водах обычно колеблется от 1 до 50—60 мг/л. Высокие концентрации НгЗЮз и ее солей вследствие образования накипи недопустимы в воде, используемой для питания паровых кот- ' лов высокого давления, а также в нек-рых произ-вах (напр., целлюлозы, полупроводников, лекарств, препаратов и др.). При применении извести и подогреве до 98°С можно уменьшить содержание Si в ; воде до 0,5 мг/л (в расчете на SiOj"). При - О.в. солями Fe3+ расход их составляет около 2 мг/л на 1 мг удаляемой коллоидной НгЗЮз при pH - 8,5. О.в. солями А1 лучше происходит при введении в воду №А10г (10—15 мг/л на 1 MrSiOi"), чем АЫЗОДз. 1 Обработкой Mg (ОН) 2 и нагреванием воды до 40°С удается снизить содержание Si до ' 1 мг/л и нагреванием до 100°С при pH - = 10,2 — до 0,25 мг/л. При использовании
обожж. доломита остаточное содержание SiOg снижается до 2 мг/л при темп-ре воды до 40°С и до 0,2 мг/л — при подогреве до 98°С. В случае введения в нагретую воду каустич. магнезита (10—15 мг/л на 1 мг удаляемой S1O3) образовавшийся Mg (ОН) 2 сорбирует из воды НгЗЮз, при этом содержание Si уменьшается до 1,0— 1,5 мг/л. Почти полное О.в. (до 0,02— 0,05 мг/л) может быть достигнуто путем ионного обмена. Положит, результаты получены также при О.в. методом обратного осмоса. '
ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ РАСЧЕТНЫХ УСЛОВИЙ — степень надежности поддержания в помещениях заданных сан.-гигиенич. и технологич. условий, зависящих от назначения здания. При проектировании здания необходимо иметь в виду три показателя отклонения условий в помещении от расчетных: число отклонений в общем ряду случаев, суток, сезонов, лет, принятое по тем или иным причинам к рассмотрению; общую продолжительность отклонений от заданных условий за расчетный период (сезон, год); значение и продолжительность наиболее невыгодного разового отклонения к.-л. расчетного параметра или комплекса параметров.
Требуемые показатели поддержания обеспеченности расчетных внутр, условий необходимо определять для зимы и лета, а также для сезона, годового йериода. Числ. показателем стабильности выдерживания расчетных условий является коэффициент обеспеченности.
Обеспеченность поддержания внутр, условий в помещении зависит от свойств наружных ограждений, энергетич. мощности систем, отопления и охлаждения, возможностей ее регулирования, к-рые в свою очередь зависят от принятых расчетных значений параметров наружного климата, теплопроводности, др. защитных показателей и толщины защитных слоев ограждений, отклонения параметров систем отопления и охлаждения, степени разрежающей способности устройств ее регулирования и управления. Таким образом требование обеспеченности необходимых внутр, условий здания следует учитывать при выборе всех изменяющихся хар-к, входящих в расчет защитных свойств ограждений, энергетич. мощности систем обеспечения микроклимата, т.е. совокупности всех составляющих системы кондиционирования микроклимата здания.
ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ — способ обработки соленых и ' пресных (до 1 г/л) вод с целью снижения концентрации раствор, солей до уровня, нормируемого потребителем. Как правило, содержание солей в обессоленной воде составляет доли мг/л. См. также Обессоливание воды обратным осмосом.
I — водный р-р; 2 — обратноосмотический аппарат; 3 — полупроницаемые мембраны; 4 — концентрат;5— обессоленная вода'I — водный р-р; 2 — обратноосмотический аппарат; 3 — полупроницаемые мембраны; 4 — концентрат;5— обессоленная вода'Фильтроирессный аппарат конструкции ВОД- ГЕО1 и 7-— фланцы; 2 — опорная пластина; 3— направляющая пластина; 4 — уплотнит, рамка; 5 — мембрана; б — дренаж; / — исходная вода; 11— концентратФильтроирессный аппарат конструкции ВОД- ГЕО1 и 7-— фланцы; 2 — опорная пластина; 3— направляющая пластина; 4 — уплотнит, рамка; 5 — мембрана; б — дренаж; / — исходная вода; 11— концентратОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ — процесс выделения из воды полностью или частично растворенных примесей посредством фильтрования ее под давлением до 10 МПа через полупроницаемую мембрану, к-рая пропускает растворитель (воду) и задерживает ионы или молекулы растворенного в-ва. Обратноосмотич. процесс используется также для извлечения ценных компонентов из сточных вод и жидких пром, отходов с целью их концентрации и утилизации. Давление на мембрану создается в направлении, обратном осмотическому.
I — водный р-р; 2 — обратноосмотический аппарат; 3 — полупроницаемые мембраны; 4 — концентрат;
5— обессоленная вода'
I — водный р-р; 2 — обратноосмотический аппарат; 3 — полупроницаемые мембраны; 4 — концентрат;
5— обессоленная вода'
Фильтроирессный аппарат конструкции ВОД- ГЕО
1 и 7-— фланцы; 2 — опорная пластина; 3— направляющая пластина; 4 — уплотнит, рамка; 5 — мембрана; б — дренаж; / — исходная вода; 11— концентрат
Фильтроирессный аппарат конструкции ВОД- ГЕО
1 и 7-— фланцы; 2 — опорная пластина; 3— направляющая пластина; 4 — уплотнит, рамка; 5 — мембрана; б — дренаж; / — исходная вода; 11— концентрат
Схема обратноосмотического процессаСхема обратноосмотического процесса
Схема обратноосмотического процесса
Схема обратноосмотического процесса
Фильтрование при обратном осмосе принципиально отличается от фильтрования при очистке воды от механич. примесей. Извлекаемое из исходной воды (раствора) в-во не должно сорбироваться ни на поверхности, ни в толще обратноосмотич. мембран. Накапливание извлеченного растворенного в-ва сопровождается повышением осмотич. давления раствора, снижением гидростатич. давления и увеличением проникновения растворенного в-ва в фильтрат. Устройства, в к-рых происходит обратноосмотич. процесс, должны быть проточного типа. В них водный раствор, поступающий в обратноосмотич. аппарат с полупроницаемыми мембранами, разделяется на два потока: обессол. вода, содержащая значит, меньше, чем исходная, растворенных в-в, и концентрат, в к- ром их больше, чем в исходной воде.
Эффективность обратноосмотич.
Рулонный фильтрующий элементРулонный фильтрующий элемент
Рулонный фильтрующий элемент
Рулонный фильтрующий элемент
—водоотводящая трубка; 2—турбулизатор-рааде- литель; 3 — мембрана; 4 — дренажное устройство;
— зона пропитки мембранного пакета клеевой композицией; I — направление движения обессоливаемой воды; II — то же, фильтрата по дренажному каналу; III — обессоленная вода
Аппарат с мембранами в виде полых волокон 1 — корпус; 2 и 5 — эпоксидные блоки; 3 — центр, трубка; 4— полые волокна; 6,7— пружинное и уплотнит. кольца; 8 и 9 — крышки; I — исходная вода; II — фильтрат; III—концентрат
процесса зависит от его технология, параметров, свойств полупроницаемых мембран и частично осевших на поверхности мембраны растворенных в-в. Технология. свойства мембран характеризуются их уд. водопроницаемостью (пропускной способностью) и селективностью (задерживающей способностью по растворенному в- ву). Пропускная способность мембран связана со скоростью фильтрования исходной воды, к-рая находится в прямой зависимости от давления фильтрования и осмотич. давления. При прохождении обессол. воды (растворителя), через мембрану на ее поверхности возникает т.н. концентрац. поляризация растворенных в-в при градиенте концентраций, направл. перпендикулярно поверхности мембраны. Это приводит к ухудшению обратноосмотич. процесса.
Обратноосмотич. мембраны могутбыть получены разл, методами из разных материалов: пористого стекла, керамики, полимерных материалов, а также спец, жидкостей. Наибольшее распространение в практике очистки воды находят мембраны из ацетилцеллюлозы и полиамидов. Мембраны могут быть плоскими (листовыми), трубчатыми и
в виде полых волокон. Плоские мембраны выпускают в виде непрерывной ленты толщиной 250—*300 мкм и шириной 1 м. Трубчатые мембраны в зависимости от конструкции фильтрующего элемента могут фильт-
ровать из внутр, пространства наружу через трубу, а также в обратном направлении. Мембраны в виде полых волокон используют при подаче исходной воды к внешн. поверх - ностиволокон.Взависимостиотполимерно- го материала наружный диаметр полых волокон составляет 40—210 мкм при толщине стенок 10—50 мкм. Обратноосмотич. мембраны изготовляют: розливом растворов или расплавов; размазыванием и экструзией (выдавливанием); намывом разл. в-в на пористую подложку; осаждением внутрь пористого тела нерастворимых в-в, образов, в результате хим. реакций между диффун- дир. реагентами; выщелачиванием или вытравливанием отд. компонентов из непроницаемой мембраны; напылением мембранообразующих в-в на пористую матрицу; соединением двух или более мембран различной пористости. Обратноосмотич. полимерные мембраны имеют анизотропную структуру: состоят из поверхностного тонкопористого слоя толщиной 0,25— 0,5 мкм и крупнопористого толщиной 100— 200 мкм. Тонкопористый слой, наз. активным или селективным, играет барьерную роль для растворенного в-ва. От качества этого слоя зависит задерживающая способность мембраны. Крупнопористый слой находится под активным слоем, служит подложкой, повышающей механич. прочность мембраны и обеспечивающей отвод фильтрата в дренажную систему об
ратноосмотич. фильтрующего элемента.
Концентрация растворенных в-в в исходной воде влияет на осмотич. давление, но не сказывается на задерживающей способности мембран в пределах концентраций 0,01—50 г/л. Дальнейшее увеличение концентраций может привести к деструкции мембран из-за гидролиза или омыливанию полимерного материала в результате сдвига значения pH. Влияние на свойства мембран оказывает и природа растворенных в-в. При обратноосмотич. обессоливании сильных электролитов одновалентные ионы задерживаются хуже, чем двух- и многовалентные. Ионы в порядке увеличения их задержания мембраной располагают в ряд, совпадающий в осн. с рядом увеличения энергий гидратации. Степень извлечения одновалентных ионов из многокомпонентных растворов выше, чем из бинарных.
Аппараты для О.в.о.о. включают в себя один или неск. фильтрующих элементов, к-рые состоят из полупроницаемых мембран, дренажных элементов и турбулизаторов-разделителей. Существуют следующие обратноосмотич. аппараты: фильтр-прессный, рулонный, трубчатый и с полыми волокнами. В фильтр-пресс- ном аппарате фильтрующий элемент представляет собой пакет, состоящий из опорной пластины с отверстиями для отвода фильтрата, по обе стороны к-рой находятся мембраны, опирающиеся на дренажный материал. Уплотнение между пластинами достигается с помощью рамок из паронита или полиэтилена толщиной 0,5—1 мм. Напорная камера образуется мембраной, имеющей с одной стороны пластину, разделяющую фильтрующие элементы, а с другой — уплотнит, прокладку.
Аппараты рулонного типа представляют собой трубу диаметром 70—200 мм и длиной 1—9 м, в к-рой устанавливают рулонные фильтрующие элементы — фильтрующие пакеты, спирально накрученные на центр, перфориров. водоотводящую трубку. Фильтрующий пакет состоит из двух полупроницаемых мембран, разделенных дренажными элементами и проклеенными по периметру спец, клеевой композицией. Для предотвращения соприкосновения поверхностей мембран и с целью формирования напорной камеры определ. высоты между пакетами устанавливают турбулизатор-сепаратор.
Устройство аппаратов трубчатого типа зависит от конструкции фильтрующего элемента, состоящего из мембраны, мик- ‘ ропористой подложки и дренажного каркаса. Пористый дренажный каркас в виде трубки служит опорой для мембраны и обеспечивает отвод обессол. воды. В практике нашли применение две конструкции аппарата этого типа: с расположением мембраны внутри трубки и с вынесением ;
ее на наружную поверхность трубки. Аппараты с мембранами в виде полых волокон представляют собой напорный корпус, в к-ром находится фильтрующий элемент. Он состоит из центр, трубки и уложенных паралл. оси аппарата пучков полых волокон, к-рые укрепляют в эпоксидных блоках с обеих сторон трубки. Торец одного из блоков обрабатывают с целью обнажения капилляров полых волокон. Для плотной упаковки их слои, состоящие из пучков мембран, поджимают вокруг центр, трубки пористым нетканым материалом. Подвод исходной воды, а также отвод фильтрата (обессол.воды) и концентрата осуществляется через штуцеры в торцевых крышках, к-рые вставляются в корпус и удерживаются пружинными шайбами.
В комплект обратноосмотич. установки входят насосы высокого давления, обратноосмотич. аппараты, трубопроводы, запорная и регулирующая арматура, приборы контроля и оборудование для промывки, стерилизации и консервации обратноосмотич. аппаратов.
.Станция О.в.о.о. состоит из след. осн. элементов: установок предварит, подготовки исходной воды, обратноосмотич. установки, оборудования для обработки концентрата, кондиционирования обессоленной воды, автоматич, и ручного управления и контроля за работой установки. Предварит, подготовка исходной воды в зависимости от источника может осуществляться по традиц. схеме: коагуляция — отстаивание —■ фильтрование — обеззараживание. Оборудование для обработки концентратов может состоять из выпарных установок и устройств для доведения досуха получ. рассолов.
ОБМУРОВКА КОТЛА — система ограждений котлоагрегата, отделяющих его топку и газоходы от окружающей среды. О.к. применяют в котлах, не имеющих цельносварных газоплотных экранов. Назначение О.к. — придать надлежа
щее направление потоку дымовых газов в котлоагрегате, уменьшить потери теплоты в окружающую среду и предотвратить присосы наружного воздуха в газоходы котла при разрежении в них или выбивании дымовых газов в помещение котельной, если давление в газоходах выше атмосферного. О.к. должна обеспечить при всех режимах работы котла темп-ру его наружных поверхностей в местах, доступных для обслуживающего персонала, не выше 45, в остальных — не выше 55 при темп-ре окружающего воздуха 25°С. Уд. тепловые потери в окружающую среду должны быть не более 350 Вт/м2. Большое влияние на экономич. показатели работы котла оказывает плотность О.к. При увеличении присоса воздуха по тракту на величину /5а - 0,2 кпд котла снижается на 0,8—1 %. Во избежание больших присосов воздуха О.к. часто закрывают снаружи обшивкой из стальных листов толщиной до 2 мм либо обмазывают уплотнит, штукатуркой или эластичной обмазкой. Конструкция О.к. зависит от темп-ры ее внутр, поверхности и интенсивности хим. воздействия на нее шлака топливного. О.к. представляет собой комбиниров. систему из кирпича, огнеупорных плит, изоляц. материалов, метал, скрепляющих частей, уплотнит, обмазок, метал, обшивки и др. элементов.
В зависимости от конструкции и способа крепления О.к. разделяют на типы: тяжелая — стеновая кирпичная, опирающаяся непосредственно на фундамент; об- легч., изготовл. из огнеупорного и диатомитового кирпича, изолирующих плит и стальной обшивки; закрепл. на каркасе
Обмуровка котла
а — свободностоящая; б — массивная; в — облегченная накаркасная;г — щитовая; д — натрубная; 1 и 2 — красный и шамотный кирпич; 3 — перевязочный ярус; 4 — температ. шов; 5 и 6 — фасонный шамотный кирпич; 7'— металлич. обшивка; 8— разгруз. пояс; 9 и И — теплоизолирующие и теплоизоляционные плиты;20— хромитовая или шамотная масса
котла металлич. конструкциями; легкая — из шамотобетонных или жаростойких бетонных плит, теплоизоляц. плит и металлич. обшивки или уплотнит, обмазки. Стеновую (тяжелую) О.к. применяют для котлов малой мощности при высоте стен до 12 м и выполняют из красного кирпича, облицов. в зоне высоких темп-р огнеупорным шамотным кирпичом. Этот вид О.к. прост по конструкции, но имеет значит, толщину (до 640 мм) и массу (до 1200 кг на 1 м2 кладки). Для предотвращения разрушающих кладку внутр, темп- рных напряжений в стенах кладки предусматривают темп-рные швы, заполненные асбестовым шнуром, к-рые обеспечивают ее свободное расширение. Для котлов средней и большой произ-сти такую О.к. не применяют из-за больших массы и габаритов, высокой стоимости и неудобства монтажа. Облегченная О.к. крепится на каркасе котлоагрегата и состоит из слоя шамотного и красного кирпича и слоя изоляц. материалов (диатомитовый кирпич, совелит, вермикулит, шлаковая вата и др.) и в зависимости от толщины имеет массу до 400 кг на 1 м“ кладки. Уменьшение толщины и массы О.к. позволяет выполнять ее любой высоты, устанавливая через I— 1,5 м разгрузочные пояса. Вся стенка при этом делится на ярусы, каждый из к-рых опирается на кронштейны, укрепл. на каркасе котла. В котлах с меньшей степенью экранирования топки применяют легкую О. к. накаркасноготипа из щитов, состоящих из двух слоев теплоизоляц. материалов, защищ. со стороны омывающих их газов слоем жароупорного бетона. Плиты, предназнач. для установки в незащищ. трубами местах с высокой темп-рой, имеют большие массу и толщину. Накаркас- ную О.к. применяют преимущественно возле пароперегревателей, газоповоротных камер и конвективной шахты котлов. В топках накаркасные О.к. устанавливают на прямых стенках. Достоинства накар- касных О.к. — небольшая масса и существ. облегчение монтажных работ; недостатки — трудности с ремонтом и обеспечением ее плотности. Натрубную О.к. выполняют в виде отд. слоев, последовательно наносимых в пластичном состоянии на трубы экранов и др. поверхностей нагрева, или в виде плит-панелей с огнеупорным и теплоизоляц. слоями, устанавливаемых на поясах жесткости, закрепл. на трубах. При этом панели изготовляют на заводе, а жароупорный слой может быть нанесен в пластичном состоянии на трубы экрана и вручную. Для натрубной О.к. топочной камеры несущими элементами являются трубы экранов; в результате тепловых удлинений О.к. перемещается вместе с ними. В котлах, сжигающих низкореакц. топливо (напр., АШ), часть экранов в зоне горения прикрывают огнеупорными материалами в виде зажигат.
Установка кранов Dy = 25...100 мм в железобетонном колодце мелкого заложенияУстановка кранов Dy = 25...100 мм в железобетонном колодце мелкого заложения1 — кран проходной сальниковый фланцевый; 2— люк колодца; 3 — железобетонный колодец; 4— футляр; 5 — отводы из бесшовных труб; 6 — железобетонное днище1 — кран проходной сальниковый фланцевый; 2— люк колодца; 3 — железобетонный колодец; 4— футляр; 5 — отводы из бесшовных труб; 6 — железобетонное днищеКолодец железобетонный глубокого заложения с установкой двух задвижек Dy = 100...200 и 200...400 ммКолодец железобетонный глубокого заложения с установкой двух задвижек Dy = 100...200 и 200...400 ммКонденсатосборник для газопроводов Dy = = 50...150 мм высокого давления Р < 0,6 МПа, транспортирующих осушенный газКонденсатосборник для газопроводов Dy = = 50...150 мм высокого давления Р < 0,6 МПа, транспортирующих осушенный газ1 — задвижка параллельная; 2 —- компенсатор двухлинзовый; 3 — газопровод; 4 — люки; 5 — колодец;6 — футляр1 — задвижка параллельная; 2 —- компенсатор двухлинзовый; 3 — газопровод; 4 — люки; 5 — колодец;6 — футляр
Установка кранов Dy = 25...100 мм в железобетонном колодце мелкого заложения
Установка кранов Dy = 25...100 мм в железобетонном колодце мелкого заложения
1 — кран проходной сальниковый фланцевый; 2— люк колодца; 3 — железобетонный колодец; 4— футляр; 5 — отводы из бесшовных труб; 6 — железобетонное днище
1 — кран проходной сальниковый фланцевый; 2— люк колодца; 3 — железобетонный колодец; 4— футляр; 5 — отводы из бесшовных труб; 6 — железобетонное днище
Колодец железобетонный глубокого заложения с установкой двух задвижек Dy = 100...200 и 200...400 мм
Колодец железобетонный глубокого заложения с установкой двух задвижек Dy = 100...200 и 200...400 мм
Конденсатосборник для газопроводов Dy = = 50...150 мм высокого давления Р < 0,6 МПа, транспортирующих осушенный газ
Конденсатосборник для газопроводов Dy = = 50...150 мм высокого давления Р < 0,6 МПа, транспортирующих осушенный газ
1 — задвижка параллельная; 2 —- компенсатор двухлинзовый; 3 — газопровод; 4 — люки; 5 — колодец;
6 — футляр
1 — задвижка параллельная; 2 —- компенсатор двухлинзовый; 3 — газопровод; 4 — люки; 5 — колодец;
6 — футляр
пояса. Для этого к экранным трубам приваривают шипы диаметром 10 и длиной до 25 мм, к-рые затем покрывают набивной пластичной хромитовой массой ПХМ-6.
ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗОПРОВОДОВ — технич. устройства, устанавливаемые на газопроводах с целью повышения эффективности и безопасности функционирования системы газоснабжения. К ним относятся запорная арматура, конденсатосборники, компенсаторы, контрольные проводники, контрольно-измерит. пункты и контрольные трубки. В качестве запорной арматуры на газопроводах применяют краны и задвижки, на газопроводах низкого давления могут применяться гидрозатворы. Надежные и быстродействующие краны обеспечивают большую герметичность отключения, чем задвижки. Краны изготовляют с диаметрами условных проходов 15—100 мм, рассчит. на рабочее давление 0,01—0,6 МПа. В зависимости от способа герметизации краны разделяют на натяжные и сальниковые, от материала — на бронзовые, латунные, чугунные. С газопроводами краны соединяют фланцами и муфтами. Для демонтажа муфтовых кранов на газопроводах устанавливают сгоны. Задвижки в качестве запорной арматуры используют на газопроводах всех давлений с диаметрами 50 мм и более. Паралл. задвижки устанавливают на газопроводах с давлением до 0,3 МПа, а клиновые — на газопроводах всех давлений. При давлении газа до 0,6 МПа применяют чугунные задвижки, а при большем — стальные. На газопроводах больших диаметров и при высоких давлениях газа используют задвижки, оборудов. редуктором и червячной передачей или электроприводом. Для облегчения подъема затвора задвижки имеется обводной трубопровод с краном для выравнивания давления по обе стороны затвора. На подземных газопроводах отключающую арматуру устанавливают в колодцах. В осн. применяют сборные железобет. и кирпичные колодцы. Для защиты от грунтовой влаги, дождевых и паводковых вод колодцы гидроизолируют. Для газопроводов диаметром до 100 мм обычно сооружают колодцы мелкого заложения глубиной 800— 900 мм. Их достоинство — в обслуживании и ремонте запорного органа с поверхности земли. Задвижки устанавливают в колодцах глубокого заложения с габаритами, обеспечивающими удобство монтажа и обслуживания оборудования.
Место прохода газопровода в стене колодца заделывают смоляным канатом в футляре, концы к-рого заливают битумом. Конденсатосборники устанавливают в низших точках газопровода для сбора и удаления конденсирующихся водяных паров и тяжелых углеводородов. Их конструкция и размеры зависят от давления газа в
1 — внутренняя труба в сборе с ‘отверстием; 2 — газопровод; 3 — корпуе; 4 — наружная труба (кожух) 5 — электрод заземления; 6 — основание ковера; 7 — пластина для измерения разности потенциалов; 5 — кй- вер большой; 9 — кран
сети и кол-ва конденсирующейся влаги. Конденсатосборники устанавливают на газопроводах всех давлений. Из конденсатосборника низкого давления конденсат ■ удаляют с помощью насоса или вакуум- цистерны, а среднего и высокого давлений — давлением газа. Трубки конденсатосборников выводят под ковер и их дополнительно используют при продувках газопроводов и выпуске газа при ремонте. Ковер предназначен для защиты выходящих из земли разл. устройств подземных газопроводов от механич. повреждений. Состоит из железобет, основания и корпуса (литого или сварного) с крышкой, устанавливается на уровне поверхности покрытия проезжей части. Трубка конденсатосборника для газопроводов среднего и высокого давлений имеет вверху отверстие диаметром 2 мм, к-рое позволяет уравнять давления в трубке и газопроводе, поэтому конденсат не поднимается вверх по трубке, что исключает возможность его замерза-
ния. Слив конденсата на проезжую часть дорог, в грунт или выброс в атмосферу категорически запрещены. Рядом с трубкой устанавливают электрод заземления, а на самой трубке пластину, используемую для измерения разности потенциалов между трубкой и грунтом.
Для предохранения газопроводов и их оборудования от темп-рных напряжений, а также возможности установки и ремонта арматуры служат компенсаторы — линзовые, резинотканевые, осевые волнистые и гнутые (П-образные). Линзовые изготовляют из тонколистовой стали в виде отд. свариваемых между собой полулинз, пространство между к-рыми заполняют битумом. Устанавливают линзовые компенсаторы в неск. сжатом состоянии с учетом их макс, компенсирующей способности и осевых усилий. Резинотканевые компенсаторы применяют в пучинистых грунтах и сейсмоопасных р-нах. Их выполняют из резины с прослойками капронового волокна в виде винтообразного шланга, усил. снаружи капроновым канатом. Контрольные проводники предназначены для электрич. измерений на газопроводах и представляет собой изолиров. стальные стержни, привар, к газопроводу и вывед. на поверхность под ковер. Контрольные трубки устанавливают в наиболее ответств. местах газопровода (над стыками в местах присоединения отводов на предприятиях), выводят на поверхность под ковер, они предназначены для быстрого выявления утечек газа из подземного газопровода. Для предохранения газопроводов от больших динамич. и статич. нагрузок при пересечении железных и шоссейных дорог, коллекторов и колодцев, стен и фундаментов зданий или при прокладке газопроводов на малой глубине их заключают в футляры, представляющие собой отрезок стальной трубы, диаметр к-рой больше диаметра газопровода. Зазор между футляром и газопроводом герметизируют. Футляр оборудуют контрольной трубкой, выводимой под ковер.
ОБ ОРУДОВАНИЕ ИОНООБМЕННЫХ УСТАНОВОК — оборудование, предназнач. для очистки природных и сточных вод от растворен, примесей, а также обессоливания и опреснения воды. Оно включает: ионообменные фильтры с обработкой воды в плотном или псевдоожиженном слое ионита; пульсац. колонны или резервуары с механич. или пневма- тич. перемешиванием для контактирования ионитов с водой. В фильтрах с плотным слоем загрузки в нижней части имеется днище с дренажным устройством, позволяющим пропускать только воду и задерживать твердые частицы ионита. Верхняя часть фильтра снабжена распределит. устройством для подачи и равномерного распределения воды по всему его
А ~А
Н-катнонитовые фильтры вертикальные, параллельно-точные ХВ-042-1 и ХВ-042-2
— корпус; 2 — нижнее дренажное устройство; 3 — дренажные колпачки; 4 — загрузка (ионит); 5 — антикоррозийная изоляция; б — крышка; 7— верхний штуцер для подвода обрабатываемой воды и регенерационного р-ра; 8— верхнее распределит, устройство; 9 — нижний штуцер для вывода обработ. воды и элюата, подвода промывной воды
сечению. Зернистый ионит загружают в фильтр в набухшем состоянии. Вода, подаваемая сверху вниз, проходит через слой ионита и дренаж с заданной скоростью до проскока извлекаемых примесей. При появлении примесей в фильтрате процесс очистки воды приостанавливают, .чтобы восстановить первоначальное рабочее состояние ионита, т.е. регенерировать его. Процесс регенерации ионитов осуществляется пропусканием регенерирующего агента через фильтр прямотоком (сверху вниз) или противотоком (снизу вверх). После регенерации иониты отмывают от избытка регенерирующего агента и продуктов регенерации. Отмытые иониты используют для очистки следующей порции сточной воды. Цикл — фильтрация воды, регенерация и отмывка ионита — многократно повторяется.
А-А
Б- Б
Фильтр смешанного действия с внутренней регенерацией '
В практике очистки и обессоливания сточных вод наиболее распространены ионообменные натрий- и водород-катио- нитовые фильтры: параллельно-точные типа ФИПа 1-2,0-6, ФИП-1-2,6-6, ФИП- 1-3,0-6, ФИП-1-3,4-б.
При глубокой очистке и обессоливании сточных вод после очистки с целью корректирования значения pH применяют фильтры смешанного действия (ФСД), в к-рые загружают смесь анионита и катионита. При этом используют катиониты и аниониты с различными плотностями. На обоих концах таких фильтров предусмот-
Схема обессоливающей установки непрерывного действияСхема обессоливающей установки непрерывного действия
Схема обессоливающей установки непрерывного действия
Схема обессоливающей установки непрерывного действия
Схемы пульсационных ионообменных колонн для очистки р-ров
а — со свободным осаждением ионита (ПСК-1); б — со стесненным осаждением (ПСК-2); в—с транспортной пульсацией (ПСК-Т); г — прямоточная (ПСК- П); д — с гидравлически зажатым слоем (ПСК-Н); 1 — сливной короб; 2 — верхняя отстойная зона; 3 — реакционная зона; 4 — тарелка КРИМЗ (Г = 35— 60%); 5 — частицы сорбента; 6 — эрлифт; 7 — пуль- скамера; 8 — ресивер; 9 — пульсатор; 10 — псевдоожиженный слой сорбента; 11,12 — электромагнитные клапаны; 13 — блок управления; 14 — тарелка КРИЗМ (Г = 5—15%); 15 — бачок; 16 — дренаж-клапан; 17—дренаж; 18 — слой сорбента; 19— распределит. тарелка; 20 — распределитель р-ра
Установка непрерывного ионного обмена для очистки сточных вод
1 — сорбционная колонна (ПСК-Т); 2— колонна для регенерации ионита (ПСК); 3 — промывная колонна; 4 — расходомер; 5 — пульскамера; 6 — сепаратор;
смеситель; 8— концент^атомер; 9 — эрлифт
рены дренажные устройства, а в середине — спец, коллекторные патрубки для введения регенерац. растворов и отмывочной воды. Фильтры смешанного действия бывают двух видов: с внутренней и выносной регенерацией. В комплект оборудова-
1,4 — сорбционные колонны; 2, 5 — регенерац. колонны; 3,6 — промывные колонны; 7 — грохоты
ния ФСД с выносной регенерацией входят, кроме рабочих фильтров, еще два регенератора. Один из них оборудован верхним, нижним и средним распределит, устройствами, другой этих устройств не имеет. Наличие двух регенераторов позволяет проводить совместную регенерацию катионита и анионита в одном регенераторе и раздельную в каждом из них. Преимущество очистки или обессоливания сточных вод в ФСД по сравнению с процессами ка- тионирования и анионирования в раздельных фильтрах заключается в том, что использование рабочей обменной емкости в ФСД достигает 80—90%, тогда как в раздельных фильтрах — 60—65%. Процесс ионного обмена осуществляется при протоке очищаемой воды через смешанный слой ионитов. После проскока катионов или анионов производится раздельная регенерация катионита и анионита соответственно растворами к-ты и щелочи. Процесс регенерации может происходить только после разделения ионитов, для чего снизу вверх подается вода под большим давлением. При этом ионит с меньшей плотностью (анионит) поднимается в верхнюю часть фильтра, а с большей (катионит) остается в его нижней части. Затем через катионит снизу вверх пропускают раствор к-ты до зоны анионита, а через анионит сверху вниз — раствор щелочи. Регенерирующие растворы через анионит и катионит можно пропускать одновременно или поочередно и выводить через срёдние коллекторы. После окончания регенерации производятся предварит, отмывка ионита обессоленной водой, перемешивание ионитов сжатым воздухом —• снизу вверх и окончат, отмывка ионитов потоком обессоленой воды сверху вниз. После отмывки фильтр включается в работу в след, цикле.
Процесс очистки и обессоливания воды можно осуществить непрерывно (нециклично) . В этом случае вместо фильтров используют пульсационные колонны (ПСК). Существует несколько типов ПСК: противоточные с псевдоожиженным слоем; прямоточные с псевдоожиженным
слоем; прямоточные со сплошным слоем. Пульсация раствора необходима для равномерного распределения ионита в воде и по сечению ПСК и их перемешивания. Установка непрерывного ионного обмена состоит из неск. ПСК, каждая из к-рых предназначена для проведения одного техноло- гич. процесса: ионного обмена, регенерации, промывки. Поскольку очистка и обессоливание сточных вод обеспечиваются последоват. их катионированием и ани- онированием, то полная схема такого процесса включает две установки, в одной из к-рых циркулирует катионит, а в другой — анионит. При применении ПСК в 5—20 раз сокращается необходимое кол- во ионита и уменьшаются габариты установки, кроме того, появляется возможность (особенно при противотоке) получить стабильные высокие концентрации извлекаемых в-в из регенерац. растворов, сократить расход промывных вод, упростить схему регулирования и полностью ее автоматизировать.
Значительно меньшее распространение в практике ионообменной очистки и обессоливания сточных вод имеет статич. метод—без протока очищаемой воды. В статич. условиях процесс очистки растворов и извлечения из них разл. в-впроисходитв резервуарах, куда помещаются ионии.!—раздельно катионит и анионит. Преимущество статич. методов состоит в относит, простом аппаратурном оформлении — процесс проводится в емкостях, оборудованных перемешивающими устройствами.
Для очистки и обессоливания сточных вод применяют комплектные обессоливающие установки УЦ-2, УЦ-10, УЦ- 25, произ-стью 2; 10; 25 м3/ч. Их можно использовать для обработки сточных вод, не содержащих органич. в-в и значит, кол- в железа, т.к. в их составе отсутствует узел предварит, очистки воды. Помимо установок непосредственно предназнач. для ионного обмена (ионообменные фильтры, ПСК), в составе ионообменных установок должны быть емкости для хранения реагентов и очищенной воды, приготовления регенерирующих растворов, мерники и дозаторы реагентов, приборы для автоматизации процессов. Емкостное оборудование подбирают в зависимости от произ-сти установки, частоты регенерации загрузки фильтров и ПСК и др. условий. Для защиты от коррозии внутр, поверхности корпусов ионообменных аппаратов и емкостей либо гуммируют, либо покрывают кислотостойкими смолами и лаками. Гуммиров^ емкости вместимостью 0,25—1 и 1—40 м3 серийно выпускаются пром-стью; Нижние распределит, устройства трубчатого типа ионообменных фильтров, крепежные детали внутри корпуса и др. арматуру изготовляют из нержавеющей стаЯи; йерх- ние распределит, устройства — йз полиэтилена.
ОБРАБОТКА ВОЗДУХА — изменение тепловлажностного состояния воздуха помещения (нагревание, охлаждение, увлажнение, осушка), а также его одорация, дезодорация, очистка от пыли, паров, газов.
ОБРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА — система технологич. процессов, обеспечивающих необходимое качество газа по топливным хар-кам и сан.-гигие- нич. показателям при его использовании в помещениях, имеющих газовые приборы без отвода продуктов сгорания в дымоход. Качество природного газа оценивают по содержанию в нем: влаги, сероводорода (H2S), механич. примесей, кислорода (Ог), диоксида углерода (СОг) . В соответствии со стандартами содержание вредных примесей в газе, предназнач. для газоснабжения городов, не должно превышать: сероводорода — 0,02 г/м3; органич. серы — 30—50 мг; механич. примесей — 0,001 г/м3; диоксида углерода — не более 2%; кислорода — не более 1 % по объему. Отклонение теплоты сгорания от помин, значения не должно быть более ± 5%. Принятая технология О.п.г. включает очистку от механич. примесей (твердых включений, к к-рым относятся окиси алюминия, соединения кремния, железа, кальция, магния, серы), сероводорода и диоксида углерода, осушку и одоризацию. Существует сухая и мокрая очистка газа от механич. примесей. К аппаратам сухой очистки относятся гравитац.-сепараторы, циклонные (мультициклонные) пылеуловители. В них под действием силы тяжести и изменения направления и скорости движения потока механич. примеси отделяются от газа. Эти аппараты имеют небольшое аэродинамич. сопротивление и хорошо очищают газ от примесей с размером частиц более 40 мкм. К аппаратам мокрой очистки от механич. примесей относятся масляные пылеуловители, висциновые фильтры, в к-рых очистка газа происходит при соприкосновении загрязн. потока с жидкостью (смесь цилиндрового и солярового масла). Достоинство масляных пылеуловителей —высокая степень очистки газа (97 — 98%), недостатки — большое аэродинамич. сопротивление, унос жидкости и значит, металлоемкость. Для очистки газа от H2S и СОг используют абсорбционный способ. Очищаемый газ поступает в абсорбер, в к-ром навстречу потоку газа (противопотоком) подается поглотитель (реагент). Продукты взаимодействия поглотителей с H2S и СО2 проходят, спец, обработку, в результате чего раствор поглотителя регенерируется и выделяются H2S и СОг, к-рые поступают на дальнейшую переработку для получения серы и серной к-ты. Регенериров. раствор снова подают в абсорбер. В качестве поглотитлей H2S и СОг используют водные растворы
этаноламинов (моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин), водную суспензию неорганич. соединения цинка. Эксплуатируемые установки обеспечивают очистку газа от H2S до концентрации 0,008 мг/м3и почти полностью извлекают СОг.
При определ. условиях (темп-ре, давлении) водяные пары, содержащиеся в газе, могут конденсироваться и образовывать в газопроводе ледяные пробки и кристаллогидраты — соединения из молекул воды и газа. Во избежание этого газ осушают, принимая темп-ру точки росы на 5— 7°С ниже рабочей темп-ры в газопроводе. Осушкой наз. процесс удаления паров воды из газа. Ее осуществляют абсорбцией с применением жидких поглотителей или адсорбцией твердыми сорбентами и физ. способами — простым охлаждением или охлаждением с последующей абсорбцией. Преимущества жидких поглотителей — низкие потери давления газа в системе; возможность осушки газов, содержащих в-ва, загрязняющие твердые сорбенты; меньшие и эксплуатац. затраты. Однако степень осушки с применением жидких поглотителей меньше, при этом темп-ра осушаемого газа должна быть не выше 50°С. Для абсорбц. осушки природного газа в осн. используют диэтиленгликоль и триэтиленгликоль, водные растворы к- рых обладают высокой влагоемкостью, нетоксичны, не вызывают коррозию металла и стабильны. Для осушки газа адсорбц. способом в качестве поглотителей применяют силикагель, алюмогель, активированный боксит, природные цеолиты.
Используемый в гор. и сельских поселениях природный газ должен обладать сильным характерным запахом. Такой запах газу придают для повышения безопасности его применения и для обнаружения утечек. Этот процесс наз. одоризацией. Одорант должен быть физиологически безвреден, неагрессивен к металлам и материалам газовых сетей и приборов, инертен к компонентам одорируемого газа или к содержащимся в нем примесям, малорастворимым в воде или конденсате; легко испаряться в потоке газа с высоким давлением и низкой темп-рой, а его продукты сгорания безвредны. По составу одоранты классифицируют на меркаптановые (каптан, колодорант, метилмеркаптан, этил- меркаптан) и сульфидные (триэтилсуль- фид, димэтилсульфид, тетрагидротифон). Для одоризации природных газов в осн. применяют этилмеркаптан (C2H5SH). Кол-во вводимого в газ одоранта определяют т.о., чтобы при концентрации в воздухе газа, не превышающего 1/5 нижнего предела воспламенения, ощущался резкий запах одоранта. Средняя норма расхода этилмеркаптана 16 г на 1000 м3 при - родного газа, поступающего в гор. сети (в случае выявления утечек газа в подземных
газопроводах кратковременно расход одоранта увеличивают в 10 раз). Для одоризации применяют установки двух типов: прямого действия и паралл. включ. Установки первого типа подают в одорант непосредственно в осн. газопровод; второго — в паралл. пролож. газопровод, по к- рому проходит часть газа. По принципу работы установки подразделяют на капельные, фитильные, барботажные. Капельными одорант подается в газопровод отд. каплями или тонкой струей, где он испаряется и смешивается с газовым потоком. Они просты по конструкции, но для них необходимо ручное регулирование подачи одоранта. В фитильных установках увеличение площади поверхности испарения создается с помощью матерчатых или керамич. фитилей, частично погруж. в жидкий одорант и обладающих большой всасывающей способностью. В барботажных одорант испаряется при барботаже (пробулькивании) раздробл. струей газа через слой одоранта. Барботажные одоризаторы выпускают автоматизированными.
ОБРАТНАЯ ЗАКАЧКА ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ВОДЫ — технологич. процесс возврата насосами отработавшей геотермальной воды в водоносный пласт через нагнетат. геотермальные скважины. При этом поддерживается необходимое пластовое давление и осуществляется многократная циркуляция одного и того же объема геотерм, воды через участок пласта, располож. между эксплуатац. и нагнетат. скважинами, что увеличивает теплоэнергетич. ресурсы термоводозабора. В ряде случаев перед обратной закачкой необходима спец, водоподготовка.
ОБЩИЙ ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ — теплообмен, описываемый системой ур-ний обитого теплообмена на
Общий теплообмен в помещении
1 — непосредственный (прямой) лучистый; 2 — конвективный от панели к воздуху и от воздуха к наружному ограждению; 5 — косвенный (отраженный от внутренних поверхностей) лучистый
поверхности в помещении, теплового баланса воздуха помещения и объемов настилающихся струй воздуха. Граничные условия для решения системы ур-ний обычно задаются в виде темп-ры наружного воздуха и теплоносителя системы обогрев-охлаждение, нач. темп-ры и расхода воздуха приточных струй, темп-ры уходящего воздуха и интенсивности источников или стоков теплоты. Искомыми в этом случае будут темп-ры характерных в тепловом отношении поверхностей и объемов воздуха настилающихся и свободных струй, а также воздуха помещения. Полную систему ур-ний обычно решают на электрич. аналоговых моделях или с помощью ЭВМ.
Расчет О.т.п. упрощается, если ур- ния сгруппировать для трех характерных категорий поверхностей (охлаждающих, нагревающих и нейтральных) и воздуха помещения. В этом случае система состоит из четырех ур-ний: для всех обогревающих поверхностей (напр., для отопит, потолочной панели); для всех охлаждающих поверхностей наружных ограждений; для всех поверхностей внутр, ограждений и воздуха помещения. В прак- тич. расчетах темп-ры внутр, поверхностей наружных ограждений и внутр, воздуха, как правило, известны, что позволяет ограничиться двумя ур-ниями для нагревающих и нейтральных поверхностей с искомыми темп-рами последних. При заданной темп-ре «обогревающей поверхности неизвестной является ее площадь. Дальнейшее упрощение расчета О.т.п. достигается, если среднюю темп-ру внутр, ограждений считать приближенно равной темп-ре внутр, воздуха. В такой постановке систему ур-ний заменяют одним ур-нием для обогревающей поверхности с неизвестным значением ее темп-ры т п или площади Fn —
' Лп + Кп + тп " 0.
Лучистый теплообмен обогревающей панели Лп, Вт, с наружным ограждением с учетом прямого и косвенного (отраж. от внутр, поверхностей) лучистого теплообмена определяют по ф-ле Ли “ 8п—н.о СФЬп-н.о (т п - Т н.о) Гп “ -«л.п(тп- тн.о)Гп, где коэфф, полной облученности Ф равен сумме коэффициентов прямой ф и косвенной А ф облученности Ф — ф + А у> - -(Гн.о/Гп-рЪ/(-Еню/Гп - 2 ф 4- 1), здесь Гн.о и тн.о — площадь и темп-ра поверхности наружного ограждения.
‘ Конвективный теплообмен Кп, Вт, панели с воздухом помещения КП" ~а юп(тп-^в)Гп, гдеакл — коэфф, конвективного теплообмена, Вт/ (м^С).
Теплопроводность К, Вт, поверхности панели Тп «“ Хп(т п-&.н)Гп, где Кп — коэфф, теплопередачи от поверхности панели к теплоносителю с
известной средней темп-рой ?т.н.
Ур-ние общего теплообмена (включая помещения с комфортными условиями в помещении) позволяет произвести полный расчет теплового режима помещения с обоснованным выбором темп-ры и площади обогревающих или охлаждающих поверхностей.
ОБЩИЙ ТЕПЛООБМЕН НА ПОВЕРХНОСТИ В ПОМЕЩЕНИИ — суммарный теплообмен на поверхности конвекцией, излучением и теплопроводностью. Интенсивность общего теплообмена произвольной г-й поверхности площадью Г; и темп-рой т; в стационарных условиях описывается ур-нием теплового баланса: [ a Ki (т ; - fB) + ал1(т1-Щ)+К1(т;- - icp.i) ] Ti+'^i -1, где а к, и а л! — соответственно коэфф, конвективного и лучистого теплообмена, Вт/ (м^С); (в — темп-pa внутр, воздуха, °C; Щ — радиационная температура помещения, °C относительно /-й поверхности; Ki — коэфф. теплопередачи, Вт/ (м^С), от внутр, поверхности до внешн. среды с темп-рой (срл; Qi — теплота пр. источников и стоков ее на поверхности (проникающая, прямая и рассеянная солнечная радиация, испарение или конденсация водяных паров и т.п.).
Для охлаждающих поверхностей, (напр., наружных ограждений) коэфф. К является приведенным коэфф, теплопередачи от внутр, поверхности к наружному воздуху, отнесенным к площади Г(, а темп- ра tcp.i равна темп-ре наружного воздуха. Для нагретых поверхностей (отопительные панели и др. отопительные приборы) коэфф. К отсчитывается от поверхности панели к теплоносителю со средней темп-рой tcp.v Для поверхностей внутр, ограждений (нейтральных в термич. отношении) составляющая теплообмена — теплопроводность равна нулю. При омывании поверхности струей нагретого или охлажд. воздуха изменение условий теплообмена по направлению движения струи обычно учитывают, разбивая поверхность на элементарные площадки, в пределах к-рых все параметры (скорость, темп-ра струи и площадь поверхности) принимают осредиенными, и составляя для каждой элементарной площадки свое ур-ние теплового баланса, аналогичное приведенному.
ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ И СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ — помещения, в к-рых должен быть обеспечен расчетный микроклимат. В них, как правило, осн. переменные управляемых процессов изменяются во времени 'и в пространстве. В случае если пренебречь распределенностью параметра по координа
там не представляется возможным, говорят об объекте с распредел. параметрами. В противном случае, т.е. когда отказ от учета изменения параметра по координате не приводит к существ, погрешности в управлении, можно считать, что объект обладает сосредоточ. параметрами. При управлении параметрами микроклимата в здании объектом управления являются помещение и обслуживающие его вентиляционные системы, системы отопления и охлаждения. Помещение и отд. элементы систем представляют собой объекты с распредел. параметрами. В помещениях большого объема темп-ра распределяется в плане и по высоте, что требует разбивки их на зоны с организацией локальных управляющих систем. Во многих случаях распределенность темп-ры и др. параметров микроклимата невелика, что позволяет отказаться от учета их распределенности, и значительно упрощает задачу управления. Процессы, протекающие в объектах с распредел. параметрами, описывают ур- ниями в частных производных, к-рые составляют соответствующую математич. модель с распредел. параметрами.
.ОГНЕУПОРНОСТЬ — свойство материалов и изделий противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких темп-р. О. выражают через темп-ру, °C, при к-рой образец из данного материала (трехгранная усеч. пирамида высотой 30 мм со сторонами оснований 8 и 2 мм), наклоняясь в результате размягчения, касается своей верхней частью поверхности подставки.
ОГРАЖДЕНИЕ С ПРОЗРАЧНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ — разновидность пассивной системы солнечного отопления "стена — коллектор". Солнечные лучи, пройдя прозрачную теплоизоляцию,
Конструкция наружной стены
1 — остекление; 2 — воздушная прослойка; 3 —■ прозрачная теплоизоляция; 4 — массивная часть стены;
5 — поток теплоты внутрь помещения; б — солнцезащитный экран; 7 — поток солнечной радиации;
8 — потери теплоты в окружающую среду
Схсма вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной (условно) конструкцииСхсма вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной (условно) конструкции
Схсма вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной (условно) конструкции
Схсма вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной (условно) конструкции
поглощаются поверхностью стены, окрашенной в темный цвет, и преобразуются ею в тепловую энергию. Часть этой энергии в зависимости от эффективности теп- лоизоляц. свойств прозрачной теплоизоляции направляется через ограждение внутрь помещения, а часть теряется в окружающей среде. Для предотвращения перегрева помещения в жаркое время прозрачную теплоизоляцию закрывают солнцезащитным экраном или др. солнцезащитными устройствами. Солнцезащитный экран может применяться ночью и в пасмурный зимний день для предотвращения потерь излучением в окружающую среду. Для защиты от атм. воздействий прозрачная теплоизоляция остекляется. В качестве прозрачной теплоизоляции применяют аэрогель (А - 0,03 Вт/(м К), т - -0,37), капиллярные структуры вдоль направления солнечных лучей из поликарбоната (А - 0,039 Вт/ (м-К); т - 0,67), сотовые структуры из того же материала (А - 0,04 Вт/ (м-К); т - 0,67), акриловое полистекло (А - 0,06 Вт/(м-К); т ”0,4) и др. Применение О.п.т. целесообразно в р- нах с низкими темп-рами и высокой интенсивностью солнечной радиации в холодный период. Данные системы, как правило, дублируют дополнит, теплоисточниками.
ОДНОТРУБНАЯ СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ — обогревательная установка, стояки или ветви которой состоят из одной трубы, соединяющей последовательно ряд отопительных приборов. Теплоноситель вода в такой системе отопления протекает, постепенно охлаждаясь, через все приборы ряда. По положению трубы, соединяющей отопит, приборы, О.с.в.о. может быть вертик. (со стояками) и горизонт, (с ветвями); по положению магистралей системы отопления — с верхней разводкой (с верхним расположением подающей и нижней прокладкой обратной магистралей), нижней разводкой (с нижним расположением обеих магистралей) и "опрокинутой" циркуляцией воды (с нижним расположением подающей и верхней прокладкой обратной магистралей).
Вертик. О.с.в.о. с верхней разводкой получила распространение в нач. 50-х гг. Выполнялась с двукстор. (стояки 1,11, IV), а потом одностор. присоединением отопит, приборов к стоякам (стояки III и V). Приборные узлы делались как проточными (стояк I), так и с замыкающими (стояки II и III) и обходными (стояки IV и V) участками. В конкретной системе применяется к.-л. один (иногда два) тип стояка. Замыкающие, постоянно проточные участки устраивалась осевыми (пр оси стояка —■ стояк II) и смещенными от оси (стояк III), со "сжимами", т.е. с уменьшением диамет-
I — проточный стояк; П, Ш — стояки соответственно с осевыми и смещенными замыкающими участками; IV, V—приточно-регулируемые стояки; 2 —обратная магистраль; 2 — отопительные приборы; 3 — краны КРП; 4 — осевой замыкающий участок; 5 — подающая магистраль; б — главный стояк; 7 — расширительный бак; 8 — смещенный замыкающий участок; 9 — проточный воздухосборник; 10 — обходной участок; 11 — краны КРТ; 12 — циркуляционный насос; 13 -— теплообменник
Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и П-об- разными стояками различной (условно) конструкции
I — проточный стояк; II, III — стояки со смещенными замыкающими участками; IV, V— проточно-регулируемые стояки; остальные обозначения см. на аналогичной схеме с верхней разводкой
ра против диаметра осн. участка стояка, и без "сжимов"-Затем было доказано, что "сжимы" осевых замыкающих участков несущественно изменяют кол-во воды, затекающей в приборы (см. Затекание воды в отопительный прибор). В большей степени увеличивается расход воды в приборах при использовании смещенных (от оси стояков) замыкающих участков, при этом обеспечивается и компенсация удлинения труб при нагревании водой межприбор-
пых участков стояков. Обходные участки (поз. 10 на схеме), предназнач. для пери- одич. использования при индивид, регулировании теплоотдачи приборов трехходовыми кранами (см. Арматура на трубопроводах'), устраивали сначала осевыми, а затем, как правило, смещенными. Вертик. О.с.в.о. с верхней разводкой применяется со стояками всех трех типов (проточными, с замыкающими участками
и проточно-регулируемыми) в зданиях, ■ имеющих 4—9 этажей и более.
Вертик. О.с.в.о. с нижней разводкой стала распространяться с начала 60-х гг. в связи с массовым стр-вом бесчердачных зданий. В т.н. П-образных стояках, состоящих из восходящей и нисходящей частей, применялись проточные приборные узлы (Стояк I), узлы с замыкающими участками (стояк II) и проточно-регулируемые узлы (стояк IV). При непарных отопит. приборах "холостой" детали восходящую часть стояков (стояки III и V). В пробках верхних радиаторов отопительных или в верхних точках стояков с конвекторами устанавливали воздушные краны. Регулирующую арматуру (краны КРП и КРТ) помещали на подводках, по к-рым
Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с "опрокинутой" циркуляцией воды, проточным расширительным баком и стояками различной (условно) конструкции
I—проточный стояк с конвекторами КН; II, V — проточно-регулируемые стояки с конвекторами КА (II) и радиаторами (И); /77— проточный стояк с радиаторами; IV— стояк со смещенными к радиаторам замыкающими участками; остальные обозначения см. на аналогичной схеме с верхней разводкой
Схеиа горизонтальной однотрубной системы водяного отопления с ветвями различной (условно) конструкции
I—проточная ветвь для приборов на разных этажах; II—проточная бифилярная ветвь; III — ветвь с замыкающими участками; 1 — радиаторы; 2 — воздушная труба; 3 — воздушные краны; 4 — подающий стояк; 5 — обратный стояк; б — вентили; 7— расширительный бак; 8 — конвекторы двухтрубные; 9 — краны КРП; 10 — замыкающий участок; 11 — обратная магистраль; 12 — циркуляционный насос; 13 — теплообменник
теплоноситель подается в приборы. В стояках типа стояка II при движении воды снизу вверх уменьшается затекание ее в отопит, приборы, особенно при увеличении их сопротивления. Поэтому предпочтение отдавалось проточно-регулируемым приборным узлам с одностор. присоедине-
нием отопит, приборов к трубам и смещенным обходным участком (стояк IV). В таком виде эту систему применяют в бесчер- дачных многоэтажных (3—7 этажей и более) зданиях, имеющих технич. подполья или подвальные помещения. Систему отопления с П-образными стояками можно включать в действие в процессе монта-
жа поэтажно „(с временными перемычками) ; эту особенность системы используют в зимнее время при выполнении внутр, отделочных работ в строящемся многоэтажном здании.
Вертик. О.с.в.о. с "опрокинутой" циркуляцией воды стала применяться с середины 1960-х гг. в зданиях повыш. этажности (10 этажей и более). Стояки таких систем делают проточными (стояки I и III) или со смещенными замыкающими (стояк IV) и обходными (стояки И и V) участками. Осевых замыкающих и обходных участков не применяют. Встречается двустор. присоединение приборов к стояку, напр., при установке конвекторов типа "Комфорт" с двумя горизонтально располож. греющими трубами (стояк I). Потери дав
ления в стояках таких систем при расчете предусматривают повыш. для обеспечения устойчивого гидравлич. режима при эксплуатации. В этой системе иногда применяются проточные баки расширительные. Система с "опрокинутой" циркуляцией воды способствует поддержанию равномерного теплового режима во всех помещениях и установке приборов одинаковой площади по высоте здания, когда степень охлаждения воды в стояках соответствует уменьшению теплопотерь однотипных помещений по вертикали. При проектировании этой системы избегают применения колончатых стальных и чугунных радиаторов из-за увеличения их площади при движении воды в них снизу вверх (до 12— 14% по сравнению с площадью при движении сверху вниз), а также установки приборов с высоким гидравлич. сопротивлением в стояках с замыкающими участ- 1 ками. В жилых зданиях с чердаками обратные магистрали на них прокладывают без тепловой изоляции: чердаки с учетом теплоотдачи труб становятся "теплыми". Для большинства вертик. О.с.в.о. характерно одностороннее присоединение отопит. приборов к стоякам. Хотя при этом и увеличиваются число стояков и расход труб, зато появляется возможность уменьшить их диаметр и унифицировать приборные узлы. Кроме того, увеличение числа открыто прокладываемых стояков (своеобразных эффективных отопит, приборов) заметно сокращает площадь нагреват. поверхности осн. приборов.
Горизонт. О.с.в.о., встречавшаяся ранее в осн. в одноэтажных зданиях врем, типа, в последнее время стала применяться для отопления многоэтажных зданий как производств., так и гражданских. Распространение. горизонт, системы связано с увеличением длины зданий, внедрением сборных каркасно-панельных конструкций с широким шагом колонн и у длин, световыми проемами. Отсутствие в такихзда- ниях простенков и отверстий в панелях перекрытий затрудняло размещение традиц. вертик. стояков. Наличие ленточных световых проемов предопределяло размещение отопит, приборов не отд. группами, а в виде цепочек во избежание теплового дискомфорта в помещениях. Соединяя последовательно отопит, приборы увелич. длины короткими трубными вставками, получали горизонт, однотрубные ветви. В горизонт. О.с.в.о. сокращается по сравнению с вертик. системой протяженность теплопроводов, особенно стояков и магистралей. Немногочисл. укрупн. стояки для горизонт. однотрубных ветвей прокладываются во вспомогат. помещениях здания.
В горизонт, однотрубных ветвях применяются проточные нерегулируемые приборные узлы (ветвь I) и регулируемые i узлы с замыкающими (ветвь III) и обход- 1 ными участками. При проточных ветвях
местное регулирование теплопередачи в помещения осуществляется воздушными клапанами в конвекторах с кожухом или общим (для всех приборов на одном этаже) регулирующим краном. Подобная схема применяется с начала 1970-х гг. При использовании в системе отопления здания высокотемп-рной воды предусматр. уд- лин. горизонт, однотрубные ветви с циркуляцией постепенно охлаждающейся воды снизу вверх через приборы на разных этажах (ветвь I). Тогда высокотемп-рная вода будет находиться в зоне повыш. гидроста- тич. давления, что предотвратит ее вскипание. Горизонт. О.с.в.о. пригодна также для периодич. и дежурного отопления помещений на разл. этажах (напр., при отличающихся технологии, процессах со значит, тепловыделениями), а также для отопления старинных зданий со сводчатыми перекрытиями.
ОЗОНАТОР — аппарат для синтеза озона, используемого для очистки посредством окисления органич. и минерал, загрязнений и для обеззараживания природных и сточных вод. Озон применяется также в технология. процессах, нефтехим., целлюлозно-бумажной, микробиология., пищевой, легкой пром-сти, в цветной металлургии, машиностроении и с. х-ве. Его получают воздействием электрич. разряда на кислород — "чистый" или содержащийся в газовых смесях, напр. в воздухе. Продукцией О. является озоно-кислородная или озоно-воздушная смесь. Разряд производится между двумя электродами в зазоре, через к-рый пропускается кислород или воздух. Возможно применение барьерного или каскадного разряда. При барьерном электроды разделяют слоем диэлектрика, обладающего уд. сопротивлением и электрич. прочностью, исключающим образование разрядов искровой или дуговой формы. В качестве диэлектрика применяют стекло или эмаль. К электродам подводят перем, ток с напряжением, достаточным для образования барьерного разряда. В межэлектродном пространстве возникает т.н. низкотемп-рная плазма, в к-рой молекулы кислорода бомбардируются электронами, в результате чего образуется озон. Его концентрация при этом определяется конструкцией О., свойствами диэлектрика, величиной зазора между электродами, равномерностью зазора, качеством и расходом кислорода или воздуха, напряжением и частотой тока, условиями охлаждения и др. параметрами. Обычно на выходе из О. концентрация озона составляет в озоно-воздушной смеси 10—20 г/м3, в озоно-кислородной — приблизительно в 2 раза больше. По форме электроды и диэлектрики О. с барьерным каскадом бывают трубчатыми и пластинчатыми. Практич. применение получили О. с трубчатыми электродами.
ОКСИТЕНК — сооружение для биология. очистки сточных вод (преимущественно от растворенных органич. в-в) с помощью аэробных бактерий с использованием кислорода. Конструктивно О. выполнен в виде круглого резервуара, внутри к-рого устроена цилиндрия. перегородка, разделяющая его на зону реакции, распо- лож. в центре, и зону илоотделения, находящуюся на периферии. Сточная вода поступает в нижнюю часть реактора, где с помощью механич. аэратора смешивается с активным илом и насыщается кислородом. Под воздействием скоростного напора, создаваемого аэратором, иловая смесь через окна в перегородке поступает в илоотделитель. Щитки этих окон направляют поток по касательной, поэтому в илоотделителе происходит медленное вращение иловой смеси, что создает благоприятные условия для ускорения процесса илоотделения. Вода, проходя через слой взвешенного активного ила, в к-ром содержится достаточное кол-во раствор, кисло-
Схема окентеика
1 — подача кислорода; 2 — датчик давления в газовой фазе реактора; 3 — аэратор; 4 — реактор; 5 — стояк продукции газовой фазы; б — датчик растворенного кислорода; 7 — отвод очищенной воды ;8—защитная зона илоотделителя; 9 — зона взвешенного слоя; 10— зона циркуляции ила; 11 — перепускные окна; 12 — подача сточной воды; 13 — илоскреб с перемещающейся решеткой
рода, дополнительно очищается от грубо- диспергированных и растворенных органич. в-в. Очищенная вода сливается в сборный лоток, циркуляр, ил опускается на коническое дно илоотделителя и через нижние отверстия в перегородке подсасывается в реактор. При биохим. окислении примесей сточной воды из надводного пространства зоны реакции потребляется кислород, вследствие чего его парциальное давление, а также общее давление в надводном пространстве снижаются. При снижении давления до установленного значения датчик давления подает сигнал на открытие клапана, через к-рый кислород поступает в реактор. При достижении заданного давления в реакторе клапан закрывается, прекращая подачу кислорода.
В результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила происходит выделение диоксида углерода и вследствие аэрации — десорбция азота из сточных вод, поэтому через нек-рое время парциальное давление кислорода в надводном пространстве снижается и увеличивается содержание газообразных продуктов окисления и инертных газов, к-рые удаляются автоматически при продувке. Син
жение парциального давления кислорода вызывает пропорциональное снижение его концентрации в иловой смеси. При падении концентрации раствор, кислорода до заданного уровня позицион. устройство кислородного датчика включает привод продувочного клапана. При открывании последнего из реактора в атмосферу выбрасывается объединенная газовая смесь, вытесняемая кислородом, поступающим через клапан при падении давления в надводном пространстве. Продувка длится до тех пор, пока концентрация раствор, кислорода не достигнет заданного уровня. Зона илоотделения оборудована илоскреб- ком с решетчатой мешалкой. В другой модификации О. механич. аэратор снабжен регулируемыми подлине лопатками и стабилизаторами, предотвращают.. чрезмерное вращение иловой смеси в реакторе, что способствует повышению эффективности аэрации.
Существенным преимуществом биологии. очистки с применением кислорода является снижение прироста активного
ила, что позволяет сократить кол-во избыточного ила до 48 % и расходы на его обработку. Сопоставление энергозатрат на очистку сточных вод в О. и аэротенках показывает, что применение кислорода позволяет снизить расход энергии в 1,3—1,7 раза. Благодаря экономии энергии, наблюдаемой в процессе растворения кислорода в иловой смеси, с избытком компенсируются энергозатраты на произ-во кислорода. Улучшение седиментац. свойств ила при повыш. концентрациях раствор, кислорода позволяет более эффективно уплотнять ил перед обезвоживанием (до влажности 96—92% после О. по сравнению с 98,8—96,5% после .аэротенков). Кислородный ил обезвоживается на вакуум-фильтрах и центрифугах лучше, чем ил из аэротенков. При вакуум-фильтрации доза реагентов (ЕеОз) снижается в 1,5 раза, а пропускная способность фильтра возрастает в 1,5—3 раза. При центрифугировании кислородного ила расход полимерных флокулянтов снижается в 2—3 раза, а произ-сть. центрифуги возрастает на 30 % при более глубоком обезвоживании осадка. Практика показала целесообразность широкого применения процесса
9
Схема окситенка системы “Юнокс*
2, 3 — трубопроводы для подачи соответственно воды, циркуляц. ила и кислорода; 4 — ячейки реактора; 5 — аэраторы; 6 — отверстия для перепуска газа; 7—труба для сброса газа; 8 —- трубопровод для отвода иловой смеси на вторичный отстойник; 9 — перепускные отверстия 1
ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ — способ обработки воды с целью снижения концентрации раствор, солей до концентрации не более 1 г/л, при к-ром вода становится пригодной для питьевых и хозяйств, целей. См. также Опреснение воды электродиализом, Опреснение и обессоливание воды дистилляцией.
ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗОМ — процесс выделения из воды растворенных примесей через селективные ионообменные мембраны под действием постоянного электрич. тока. Процесс осуществляется в специальном аппарате — электродиализаторе, представляющем собой набор чередующихся
ны из дилюатных камер, но задерживаются катионообменными мембранами в рассольных камерах. В результате в дилюатных камерах вода обессоливается, а в смежных рассольных камерах концентрация ионов эквивалентно повышается. В процессе обессоливания помимо ионов растворенных в воде солей участвуют Н+ и ОН"ионы, появляющиеся в растворе в результате диссоциации во^ы. На катоде ионы металлов, и водород, приобретая электроны, восстанавливаются. Водород выделяется в виде пузырьков газа и уходит из жидкой фазы. Одновременно в анодном пространстве происходит окисление на аноде ОН", СГ, SO4 и др. ионов с образованием кислорода, хлора и кислот. Для изготовления электродов применяются в ос-
Схема окситенка системы “Марокс*д — общий вид; б — вращающийся диффузор; 1 — резервуар; 2 — труба для впуска циркуляц. ила; 3, 4—трубопроводы для подачи сточных вод и кислорода; 5—датчик растворенного кислорода,' б — приводы диффузоров; 7— труба для отвода иловой смеси на вторичные отстойники; 8—диффузор; 9— полый вал; 10—лопатки для перемешивания; Ы — пористые пластиныСхема окситенка системы “Марокс*д — общий вид; б — вращающийся диффузор; 1 — резервуар; 2 — труба для впуска циркуляц. ила; 3, 4—трубопроводы для подачи сточных вод и кислорода; 5—датчик растворенного кислорода,' б — приводы диффузоров; 7— труба для отвода иловой смеси на вторичные отстойники; 8—диффузор; 9— полый вал; 10—лопатки для перемешивания; Ы — пористые пластины
Схема окситенка системы “Марокс*
д — общий вид; б — вращающийся диффузор; 1 — резервуар; 2 — труба для впуска циркуляц. ила; 3, 4—трубопроводы для подачи сточных вод и кислорода; 5—датчик растворенного кислорода,' б — приводы диффузоров; 7— труба для отвода иловой смеси на вторичные отстойники; 8—диффузор; 9— полый вал; 10—лопатки для перемешивания; Ы — пористые пластины
Схема окситенка системы “Марокс*
д — общий вид; б — вращающийся диффузор; 1 — резервуар; 2 — труба для впуска циркуляц. ила; 3, 4—трубопроводы для подачи сточных вод и кислорода; 5—датчик растворенного кислорода,' б — приводы диффузоров; 7— труба для отвода иловой смеси на вторичные отстойники; 8—диффузор; 9— полый вал; 10—лопатки для перемешивания; Ы — пористые пластины
биологич. очистки с применением кислорода. Этот способ рентабелен не только в условиях снабжения очистных сооружений кислородом от действующих пром, установок, но и при стр-ве собств. кислородных станций.
Имеются модификации О., работающие по принципу аэротенков-вытеснителей, в к-рых зона реакции разделена на отдельные секции (фирма"Юнокс" (США), где исходная вода с активным илом и кислород движутся попутно. Находят применение (в США) открытые системы "Марокс", оборудованные диспергаторами газа, с помощью к-рых кислород дробится до мельчайших пузырьков, удерживаемых в потоке жидкости в реакторе до их полного растворения. ' '
Опреснение воды электродиализом
А — анионообменная и К — катионообменная мембраны; 1 —анод; 2 —опресняющие камеры; 3 — концентрирующие (рассольные) камеры; 4— промывка анодной камеры; 5 — подача воды на концентрирование; б — подача исходной воды на опреснение; 7 — промывка катодной камеры; 8 — катод; 9 — отвод опресненной воды; 10 — отвод концентрата
катионообменных и анионообменных мембран, к-рые образуют чередующиеся обессоливающие (дилюатные) и концентрирующие (рассольные) камеры между парой электродов — анодом и катодом. При пропускании пост, электрич. тока ионы растворенных в воде солей — катионы, двигаясь к катоду из дилюатных камер, свободно проникают через катионообменные мембраны, но задерживаются анионообменными мембранами в рассольных камерах, а анионы, двигаясь к аноду, проходят через анионообменные мембра-
новном платинированный титан и графит. Слой платины толщиной 1—3 мкм наносится на титан электролитически. Скорость разрушения платины достигает 2% в год на 1 т соли, извлеченной из опресняемой воды. Оптимальное расстояние между мембранами составляет 0,8—1,2 мм. Кол- во рабочих камер, размещаемых между парой электродов, зависит от напряжения и определяется солесодержанием опресняемой воды, конструкцией рабочих камер и обычно составляет 150—300. Общий уд. расход электроэнергии на О.в.э., включая расход на циркуляцию опресняемой воды и рассола, составляет около 0,8— 1,2 кВт-ч/кг удаляемой соли. На практике существуют факторы, обусловливающие повыш. затраты электрич. энергии. К ним относятся: неполная селективность ионообменных мембран (катионообменные мембраны в небольшой степени проница-
Схема сборки электродиализатора
1 — стальные шпильки; 2 — электроды; 3 — сепараторы электродных и буферных камер; 4 — сепараторные сетки; 5 — прокладки; б — пакетные рамы; 7 — стяжные рамы; 8 — торцовые плиты; 9 — инертные мембраны; 10,11 — мембраны катионо- м анионообменные
емы для анионов, а анионообменные — для катионов); обратная диффузия (проникновение) ионов через ионообменные мембраны; утечка тока и др. Большое влияние на ухудшение процесса электродиализа оказывает т. н. концентрационная поляризация ионообменных мембран (разность концентраций ионов в массе воды и в пристенном слое мембраны). Опыт эксплуатации электродиализных установок показал, что при опреснении жестких вод в рассольных камерах наблюдается выпадение гипба и щелочных отложений, в катодных — щелочных отложений. Для предотвращения выпадения отложений в катодных и рассольных камерах увеличивают турбулизацию потока, производят подкисление рассола, периодич. перепо- люсовку электродов, введение ингибиторов накипеобразования. На стабильность работы электродиализных установок влияют присутствующие в воде многовалентные ионы (железо и др.) и органические в- ва, к-рые могут необратимо сорбироваться ионообменными мембранами — отравлять йх. Для поддержания нормальной работы
электродиализных установок рекомендуется по возможности предварит, удалить из воды многовалентные ионы и органич. в-ва (с помощью реагентов, активных углей), направлять на установки воду с окис- ляемостыо не более 3—5 мг Оз/л, содержанием взвеш. в-в не более 1—2 мг/л железа и марганца (суммарно) не более 0,05 мг/л.
ОПРЕСНЕНИЕ И ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ ДИСТИЛЛЯЦИЕЙ (от лат. distillatio, стекание каплями) — нагревание воды до темп-ры кипения, изменение ее агрегатного состояния — превращение в пар, охлаждение пара и получение конденсата (дистиллята). В условиях кипения молекулы воды за счет теплового и ко- лебат. движений приобретают энергию, достаточную для преодоления сил межмолекулярного притяжения, и выносятся в паровое пространство. Малоподвижные ионы солей, не имея такого запаса энергии, остаются в растворе, т.е. происходит разрушение связей между ионами солей и молекулами воды. Образующийся пар при давлениях до 5 МПа не содержит солей исходной воды и при последующей конденсации переходит в дистиллят (обессоленную воду). Способ дистилляции был известен с древнейших времен. В 1872 в Лос- Салинас (Чили) была построена солнечная опреснит, установка, дававшая около 20 м3/сут опресненной воды. На построенной в 1899 в Баку опреснит, установке получали 1200 м3/сут опресненной воды; в то время она была одной из крупнейших в мире. Опреснит, установки для целей водоснабжения были сооружены и в др. странах. Однако к разработке способов опреснения соленых вод как к одной из важнейших научно-технических проблем ученые приступили с 1952, когда при ЮНЕСКО была создана группа, координирующая программу работ в международном масштабе.
Дистилляция — один из наиболее распростран. и изученных способов получения пресной воды в крупных пром, масштабах. Дистилляц. опреснит, установка (ДОУ) состоит из стандартизиров. и не- стандартизиров. осн. и вспомогат. оборудования, соединенного трубопроводами, потребляет тепловую и электрич. энергию, питат. и охлаждающую воду и выдает дистиллят в качестве готового продукта и концентриров. рассол — отхода произ-ва. ДОУ широко применяют не только для получения пресной воды, но и для переработки разнообразных производств, стоков с целью защиты водоемов от солевого и токсичного загрязнения путем создания замкнутого водооборота на разл. произ-вах. Дистилляц. методы опреснения весьма разнообразны, однако все они осуществляются на установках, осн. элементами к- рых являются испаритель и конденсатор.
Так, в одноступенчатой дистилляционной установке вода в нагревателе подогревается и испаряется за счет теплоты греющего пара, конденсирующегося внагреват. элементе. Вторичный пар из испарителя, прошедший через спец, сепарац. (брызгоуло- вит.) устройство, поступает в конденсатор, где образуется дистиллят. Конденсатор охлаждается опресняемой водой, одна часть к-рой служит питат. водой для испарителя, другая (большая) сбрасывается в виде охлаждающей воды. От испарителя отводятся рассол и конденсат греющего пара. Одноступенчатый процесс дистилляции характеризуется очень низкой эффективностью, поскольку с учетом потерь теплоты для получения 1 т дистиллята требуется затратить до 1,2 т греющего пара. Существуют более эффективные многоступенчатые установки с разнообразными методами опреснения и принципами действия.
Осн. типами ДОУ являются много-
Схема одноступенчатой ДОУ
1 — пагреват. элемент;2 — конденсат [реющего пара; 3 — греющий пар (или вода); 4 — испаритель; 5 — сепаратор (брызгоуловитель);б— вторичный пар; 7— конденсатор;8— опресняющая вода; 9 — охлаждающая вода;/О— питат. вода; 11 — дистиллят; 12 — рассол
корпусные с выпарными аппаратами и мгновенного вскипания. С увеличением числа выпарных аппаратов значительно снижается расход греющего пара на получение дистиллята и уд. расход теплоты на его выработку. Однако увеличение числа ступеней испарения при фиксиров. начальных и конечных темп-рных параметрах приводит к уменьшению темп-рного перепада на каждом выпарном аппарате, что приводит к увеличению его габаритов, расходу металла, потерям теплоты и т.п. Поэтому при многокорпусной выпарке в ДОУ обычно бывает не более 10—12 корпусов выпаривания с темп-рным перепадом не менее 5—б°С на каждый аппарат. В нашей стране широкое пром, внедрение получили преимущественно ДОУ с вер- тик. длиннотрубными выпарными аппаратами (5—10 корпусов). За рубежом наиболее распространены ДОУ мгновенного вскипания.
Осн. недостаток ДОУ — опасность загрязнения поверхностей теплообмена накипью, в результате чего резко снижается их тепловая эффективность. Осн. ком-
Схема многоступенчатой ДОУСхема многоступенчатой ДОУВ — выпарной аппарат; К — конденсатор; СИ — са-' моиспаритель; С — расход; t — температура; G — рассолВ — выпарной аппарат; К — конденсатор; СИ — са-' моиспаритель; С — расход; t — температура; G — рассол
Схема многоступенчатой ДОУ
Схема многоступенчатой ДОУ
В — выпарной аппарат; К — конденсатор; СИ — са-' моиспаритель; С — расход; t — температура; G — рассол
В — выпарной аппарат; К — конденсатор; СИ — са-' моиспаритель; С — расход; t — температура; G — рассол
поненты накипи при опреснении морской воды — карбонат кальция, гидроокись магния и сульфат кальция, образующиеся из-за повышения темп-ры и концентрирования морской воды в процессе испарения. Для предотвращения образования накипи, обусловленной щелочностью воды, применяют следующие методы: рециркуляцию затравочных кристаллов тонкомолотого мела; дозирование полифосфатов или др. ингибиторов накипи (антинаки- пинов); дозирование серной или соляной к-ты. В отечеств, практике наибольшее распространение имеет метод рециркуляции затравочных кристаллов мела, а за рубежом — метод подкисления. После ввода к-ты с целью снижения коррозионных свойств вода должна обрабатываться по схеме: атмосферная декарбонизация и вакуумная деаэрация с контролем pH на уровне 7,4—7,6. Остаточное содержание кислорода после системы деаэрации не превышает 0,04 мг/л, а углек-ты — 1— 3 мг/л; для более глубокого снижения содержания кислорода до 0,01 мг/л применяют дозирование раствора сульфита натрия.
Материальные балансы ДОУ характеризуются определ. соотношениями кол- ва воды для подпитки ДОУ, получаемого
дистиллята и отводимого рассола: Опит" ” Од + Ор.
Осн. темп-рными параметрами ДОУ являются: темп-ра циркулирующего рассола на выходе из головного подогревателя (определяется по условиям предотвращения сульфатного накипеобразования); темп-ра исходной (охлаждающей) воды; темп-ра сбрасываемого рассола (должна быть как можно ниже для обеспечения эффективности ДОУ, но на практике разность темп-p между сбрасываемым рассолом и темп-рой исходной воды находится в пределах 5—15°С); темп-ра дистиллята, выходящего из последней ступени, к-рая неск. меньше темп-ры сбрасываемого рассола; темп-ра греющего пара.
Приведенные темп-ры с учетом расходов исходной воды, рассола и дистиллята определяют тепловой баланс ДОУ. Осн. показателем тепловой эффективности ДОУ является кол-во теплоты, необходимое для произ-ва 1 Mj пресной воды. В зарубежной практике часто используют показатель выхода дистиллята, кг, на 1 кг греющего пара.
ОПРОКИДЫВАНИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ — изменение направления движения воды в циркуляц. трубопроводах.
При полном отсутствии водоразбора система горячего водоснабжения становится замкнутой, в подающем и циркуляц. трубопроводах устанавливается один и тот же циркуляц. расход воды. Разность давлений, создаваемая циркуляц. насосом, тратится на преодоление гидравлич. сопротивления трубопроводов. При наличии небольшого водоразбора общее гидравлич. сопротивление системы уменьшается, в подающих трубопроводах замкнутого контура происходит дополнит, расход воды, потери давления в них растут. Т.к. напор циркуляц. насоса остается неизменным, с увеличением потерь давления в подающем трубопроводе возможные потери давления в циркуляционных стояке и магистрали уменьшаются, что приводит к сокращению циркуляц. расхода в системе. Дальнейшее увеличение водоразбора приводит к снижению давления в подающем трубопроводе. У наиболее удаленного от насоса секционно-водоразборного узла в подающей и циркуляц. магистралях давление становится равным, циркуляция через узел прекращается. Поскольку давление в циркуляц. магистрали также становится ниже, чем при первонач. режиме, напор циркуляц. насоса для подачи воды в подающий трубопровод становится недостаточным, обратный клапан на выходе из насоса закрывается, движение воды в циркуляц. магистрали прекращается (кривая 2). При увеличении водоразбора давление в подающем трубопроводе продолжает падать, в удаленных секц. узлах вода из циркуляц. магистрали по циркуляц. стояку перетекает в подающие стояки к открытым водоразборным приборам. Происходит О.ц. в трубопроводах, удаленных от центрального теплового пункта
Графики пьезометрических напоров в системе ! горячего водоснабжения■
1—при отсутствии водоразбора;2,3 и 4 — прйводо- i разборе соответственно небольшом, среднем и мак- симальномрафики пьезометрических напоров в системе горячего водоснабжения
(кривые 3 и 4). При макс, водоразборе О.ц. наблюдается в значит, части секц. узлов, кроме наиболее близко располож. к тепловому пункту. Чем больше разность давлений, создаваемая циркуляц. насосом, тем дольше сохраняется норм, циркуляция в системе горячего водоснабжения. Однако сохранение циркуляции при значит, водоразборе приводит к увеличению расхода воды в подающем трубопроводе и значит, снижению давления в нем. Работа циркуляц. насоса при макс, водоразборе может привести к нарушению подачи горячей воды на верхние этажи зданий, удаленных от центрального теплового пункта, т.к. напор в системе холодного водоснабжения рассчитывается на режим макс, водораз- бора при отсутствии циркуляции.
О.ц. может привести в нек-рому снижению темп-ры воды, поступающей к водоразборному прибору, т.к. путь движения воды увеличивается. Оптим. параметры циркуляц. насоса должны определяться допустимым темп-рным режимом в системе горячего водоснабжения.
ОРГАНИЗАЦИЯ ВОЗДУХООБМЕНА — выбор мест и способов подачи и удаления воздуха из помещения, а также расходов и параметров как приточного, так и вытяжного воздуха.
■ ОСАДКИ ГОРОДСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ сточных вод — суспензии, выделяемые из сточных вод в процессе их механич., биология., физикохим. и реагентной очистки. Различают следующие основные виды осадков: сырой, включающий взвешенные в-ва, к- рые задерживаются в первичных отстойниках*, активный ил, задерживаемый во вторичных отстойниках после биология, очистки и подразделяемый на циркулирующий, участвующий в биология, ояистке, и избыточный, удаляемый из системы; анаэробно-сброженный в осветлителях- перегнивателях, двухъярусных отстойниках или метантенках; аэробно-стабилизированный в сооружениях типа аэротенков активный ил или смесь его с осадком из первичных отстойников; сгущенный или уплотненный активный ил, осадок из первичных отстойников или их смесь в сгустителях или уплотнителях; подсушенный на иловых площадках; обезвоженный на механич. аппаратах, напр. на вакуум- фильтрах, центрифугах, термически высушенный в различных сушилках. На очистных сооружениях пром, предприятий образуются осадки, к-рые в зависимости от характера произ-ва и технология, процессов могут отличаться в значит, мере по хим. составу, влажности, кол-ву сухого в- ва. По цвету и запаху, соотношению орга- нич. и минер, компонентов и по др. показателям; ют осадков городских станций аэраЦйй; Кол-во сырого осадка, выгружа
емого из первичных отстойников, зависит от эффекта осветления сточных вод и ориентировочно составляет 50—60% кол-ва взвешенных в-в в сточных водах. Средняя влажность сырого осадка 95% при гидро- статич. удалении или 93,8 % при удалении насосами. Влажность избыточного активного ила, выгружаемого из вторичных отстойников после аэротенков, — 99,2— 99,7%, а после биофильтров — 96— 96,5%.
Кол-во избыточного активного ила определяют исходя из кол-ва взвешенных в-в и БПК поступающих в аэротенки сточных вод. Оно составляет в среднем 100— 200 г сухого в-ва на 1 мл очищаемых сточных вод. Кол-во осадка, образующегося при физико-хим. и реагентной очистке сточных вод, зависит от состава сточных вод, типа и дозы применяемых реагентов и при влажности 95—96% в среднем в 2,5 раза превышает кол-во сырого осадка из первичных отстойников. Для ориентировочных расчетов кол-во смеси осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила средней влажности 96,2% может приниматься равным 0,8% кол-ва очищаемых сточных вод. Сырые осадки из первичных отстойников отличаются большой неоднородностью и представляют собой студенистую суспензию серого или светло-коричневого цвета с кисловатым запахом. Вследствие большого кол-ва органич. в-в они быстро загнивают, приобретая темно-серый или черный цвет и издавая неприятный кислый запах. Сброженные осадки отличаются более однородной структурой и представляют собой суспензии черного или темносерого цвета. Влажность осадка, выгружаемого из метантенков, зависит от соотношения осадка из первичных отстойникови активного ила по сухому в-ву и распада беззольного в-ва. При сбраживании смеси осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила средняя влажность осадка, выгружаемого из метантенков, может приниматься равной 97 %, из двухступенчатых метантенков и осветлителей-перегнивателей — 93%, из аэробных стабилизаторов после 1,5—5часового уплотнения — 95—98%. Основную часть сухого в-ва осадка из первичных отстойников (в среднем 60—75%) и активного ила (в среднем 70—75%) составляют органич. в-ва. Органич. часть активного ила в осн. состоит из в-в белкового происхождения (до 50%) при содержании жиров и углеводов соответственно до 30 и 10%. В сыром осадке из первичных отстойников белков примерно в 2 раза меньше, а углеводов в 2,5—3 раза больше, чем в активном.иле.
Бактериальная загрязненность осадков городских и нек-рых производств, сточных вод огромна. В них имеются все основные формы бактериальных организ
мов: кокки, палочки, спириллы. Из патогенных микроорганизмов встречаются возбудители желудочно-кишечных и др. заболеваний, большое число яиц гельминтов. Осадки городских сточных вод (сырые и сброженные) при влажности более 90% представляют собой жидкую текучую мае» су, при влажности 86—90% имеют консистенцию сметаны, при влажности 82— 85% похожи на жидкую грязь, а при более низкой влажности напоминают слегка влажную землю. Активный ил уже при влажности 88—91 % имеет консистенцию сметаны, а при 85—87% и ниже — вид влажной земли. Большая часть влаги осадков находится в связанном состоянии, поэтому они обладают плохой водоотдачей. Сухое в-во сырых осадков имеет след, состав, % массы сухого в-ва осадка: 35,4— 87,8 углерода; 4,5—8,7 водорода; 0,2-2,7 серы; 1,8—8 азота; 7,6—35,4 кислорода; сухое в-во активного ила содержит, %: 44,0—75,8 углерода, 5—8,2 водорода, 0,9—2,7 серы, 3,3—9,9 азота, 12,5—43,2 кислорода. В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др; Хим. состав осадков оказывает существ, влияние на их водоотдачу. Соединения железа, алюминия, хрома, меди, а также к-ты, щелочи и нек-рые др. в-ва, содержащиеся в производств, сточных водах, способствуют интенсификации процесса обезвоживания осадков и снижают расход хим. реагентов на их коагуляцию перед обезвоживанием. Масла, жиры, азотистые соединения, волокнистые в-ва являются, наоборот, неблагоприятными компонентами, замедляющими этот процесс. Обволакивая частицы осадка, они нарушают процессы уплотнения и коагуляции, а также увеличивают содержание органич. в-в в осадке, что сказывается на ухудшении его водоотдачи. Водоотдача осадков во многом зависит от размера частиц их твердой фазы. Чем больше размеры частиц твердой фазы, тем лучше их водоотдача. Дисперсная фаза осадков включает частицы органич. и минер, происхождения различных размеров, формы и свойств. Сброженный в метантенках осадок по сравнению со свежим имеет более мелкую и однородную структуру, число частиц размером менее I мм в нем составляет в среднем 85%. В активном иле число частиц размером менее 1 мм достигает 98 % массы сухого в-ва активного ила, размером 1—3 мм — 1,6%, более 3 мм — 0,4%. Плотность осадков городских сточных вод близка к 1, твердая их фаза имеет среднюю плотность 1,2—1,4 т/м3. Водоотдающая способность осадков характеризуется уд. сопротивлением осадков сточных вод фильтрации.
ОСАДКИ ПРИРОДНЫХ вод —
вещества, выделяющиеся из природных
вод в процессе их очистки, а также взвеш. примеси, поступающие в источники водоснабжения с дождевыми и сточными водами, при размыве русел рек и развитии в воде водоисточников планктона. Состав, концентрация и кол-во О.п.в. определяются качеством исходной воды, к-рое характеризуется мутностью, цветностью, качеством хим . реагентов, используемых в процессе очистки воды, а также составом очистных сооружений (см. Очистка природных вод и водоподготовка). Преобладание крупных частиц в исходной воде, присущее малоцветным мутным и высокомутным водам, приводит к образЬванию осадка с большой концентрацией взвеш. в- в и меньшим содержанием связ. воды и гидроксида алюминия или железа. По мере снижения мутности и увеличения цветности воды повышаются влажность осадка и содержание в нем гидроксидов. В среднем концентрация исходного осадка колеблется от 0,1 до 0,3 % — для осадков маломутных цветных и высокоцветных вод, от 1 до 3 % — мутных и высокомутных. Кол-во осадка изменяется обычно от 0,1 до 1 %, а в отд. случаях до 5% объема очищаемой на станции воды.
В равнинных реках со спокойным течением и в водохранилищах преобладают мелкие взвеш. в-ва, содержание к-рых колеблется от 0,01 —0,02 до 0,25—0,3 кг/м3. В горных реках резко увеличивается кол- во крупных частиц, отличающихся по составу значит, полидисперсностью. На гранулометрия. состав осадка существенно влияет соотношение разл. форм гуминовых в-в, находящихся в воде в коллоидном и истинно растворенном состоянии. Зависит он также оттехнологич. схемы очистки воды и конструктивных особенностей сооружений. При двухступ. очистке (отстойники — скорые фильтры, осветлители — скорые фильтры) наиболее крупные частицы размером 10"6 м задерживаются в отстойниках и осветлителях со взвеш. слоем осадка. Осадки промывных вод фильтров более высокодисперсны и содержат повыш. кол-во частиц размером менее 10"6м. При одноступ. очистке (отстойник, осветлители) гранулометрия, состав осадка промывных вод осветлителей контактных характеризуется большой полидисперсностью.
■ Содержание сухого в-ва в свежих осадках после 45—60 мин отстаивания составляет, %: для высокоцветных ма)юмут- ных вод — 0,3—0,4, вод средней цветности и мутности — 0,4—0,8, мутных — 0,8—2 и более. Нерастворимый в соляной к-те. остаток в осадке мутных вод составляет 40—50%, цветных вод — 2—15%. Потери при прокаливании в осадках цветных маломутных вод составляют — 70% и более, мутных малоцветных — 20—15%. В сухом осадке наличие органич. углерода колеблется для цветных маломутных вод
от 5 до 20% и более, для мутных вод — до 5%. Оксида кремния SiOz в осадке цветных маломутных вод обычно содержится 1—10% массы сухих в-в, в осадке мутных вод — нередко 50% и более. Кол-во алюминия и железа невелико, что объясняется незначит. содержанием их в поверхностных источниках. При использовании сульфата алюминия, применяемого в проЙессе очистки воды, кол-во алюминия в осадке в расчете на оксид AI2O3 достигает 50% и более массы сухих в-в осадка, в то время как кол-во железа (по РегОз) составляет 0,5—5%. При применении железосодержащих коагулянтов Fe2(SO4)3 или FeCh определяющим компонентом осадка является железо в гидроксидной форме, дополняемое железосодержащими соединениями исходной воды. Кол-во алюминия в таких осадках весьма незначительно, содержание оксида РегОз составляет 6—10% и лишь 0,5% AI2O3. Общее кол-во солей кальция и магния невелико: для Са в пересчете на СаО — 0,2—5%, а для MgO — 1,0—2,0%. Однако в тех случаях, когда с целью стабилизации воды в нее добавляют известь, содержание солей кальция в осадках достигает 30% массы сухого в-ва.
Плотность осадков маломутных высокоцветных вод мало отличается от плотности осадка из хлопьев чистого гидроксида железа и немного превышает плотность осадка из хлопьев чистого гидроксида алюминия. Возрастание мутности исходной воды приводит к увеличению плотности образовавшегося осадка. При этом снижается процентное содержание гидроксида в осадке. Введение высокомолекулярных флокулянтов совместно с минер, коагулянтами позволяет получить более плотный осадок.
Угол скольжения — важный технологии. показатель, характеризующий способность осадка перемещаться под действием силы тяжести по наклонной поверхности, Обычно для осадков, содержащих гидроксид алюминия, он изменяется в пределах 50—70°.
Влажность — один из осн. показателей, определяющих кол-во и качество осадка, а соответственйо объемы и стоимость сооружений для его обработки. Обычно влажность осадков, образующихся в процессе реагентной очистки вод поверхностных источников, колеблется в широких пределах — от 92—94 до 99,5— 99,8 % в зависимости от качества исходной воды и технологич. схемы ее очистки.
Водоотдающая способность характеризуется уд. сопротивлением осадка фильтрации г. Его значение тем ниже, чем выше водоотдача осадка, и, наоборот, снижение водоотдачи осадка характеризуется повышением значения г. Для большинства гидроксидных осадков природных вод значение г колеблется в широких пределах в
зависимости от качества исходной воды, из к-рой получен конкретный осадок, а также от дозы и вида реагентов, используемых при очистке воды. Значения г для осадков вод повыш. мутности изменяются от 100010м до 60001010 м/кг, а для осадков маломутных цветных вод — от 60004 010 до 30 ООО4О10 м/кг, при этом большие значения соответствуют осадкам, полученным из более цветных и менее мутных вод. При обезвоживании осадков, , уд. сопротивление фильтрации к-рых превышает 500'1010 м/кг, необходимо осуществлять их предварит, подготовку, к-рая осуществляется с помощью хим. реагентов (минерал, соли, органич. флокулянты) или термин, обработкой (замораживание — оттаивание или нагрев).
Сжимаемость О.п.в. проявляется в результате деформации самих частиц и при разрушении агрсгиров. хлопьев и сольватных оболочек. Увеличение сжимаемости осадка при обезвоживании обусловливает увеличение его уд. сопротивления фильтрации и, соответственно, снижение водоотдающей способности. Уд. сопротивление фильтрации сжимаемых осадков зависит от перепада давления и возрастает с увеличением давления тем больше, чем больше их сжимаемость. Показатель сжимаемости 5 для гидроксидных О.п.в. разл. исходного качества изменяется в пределах 0,6—1,2, но в отд. случаях может выходить за эти пределы. Значение показателя сжимаемости S позволяет судить о возможности применения тех или иных механич. обезвож. аппаратов.
Механич. обезвоживание сильно- сжимаемых гидроксидных осадков связано со значит, трудностями и затратами. В то же время при обработке осадков, сжимаемость к-рых не превышает 0,8, применение механич. аппаратов, работающих в условиях высоких перепадов давления, обеспечивает получение хороших результатов.
При оценке качества природных вод маломутными считают воды при мутности до 10 мг/л, пониженной мутности ■— 10— 50 мг/л, средней мутности — 50— 100 мг/л, повышенной мутности — 100— 250 мг/л, мутными — 250—1500 мг/л, высокомутными — более 1500 мг/л; малоцветными считаются воды цветностью до ' 35°, цветными — 35—120° и высокоцветными — более 120°.,
В осадках содержатся те же бактер. : загрязнения, что и в поверхностных водах, но в более концентриров. виде. Однако - бактер. загрязненность осадка, полученного с использованием обычной технологии очистки природных вод, даже при влажности 70—75% обычно не превыша- - ет аналогичные показатели загрязнение- > сти почвы.:
ОСВЕТЛИТЕЛЬ ВОДЫ — сооружение для осветления воды посредством пропуска ее через слой взвеш. осадка в восходящем потоке, сходное по своей конструкции с отстойником.
ОСВЕТЛИТЕЛЬ ' КОНТАКТНЫЙ — фильтров, аппарат, работа к-рого основана на принципе коагуляции контактной. В О.к. обрабатываемая вода, смешанная с реагентами, через распределит. систему вводится в нижние слои загрузки и фильтруется снизу вверх в направлении убывающей крупности зерен, на поверхности к-рых происходит адсорбция коллоидных и диспергиров. агрега- тивно неустойчивых примесей. При этом их основная масса задерживается в нижних крупнозернистых слоях загрузки, характеризующихся большой грязеемко- стыо, вследствие чего снижается прирост потерь напора. О.к. применяют на водоочистных комплексах любой пропускной способности в одноступенчатых схемах очистки воды при содержании взвеш. в-в в ней до 120 мг/л и макс, цветности 120 град. На водоочистных комплексах перед О.к. предусматривают сита барабанные и входную камеру, обеспечивающую частичное удаление из воды взвеш. в- в, смешение и контакт воды с реагентами, а также выделение из воды воздуха.
При водоподготовке применяют кон-
Контактный осветлитель типов КО-1 (а) и КО-3 (5)
1 й 12:—подача и отвод промывной воды; 2 и 10 — нижнее и верхнее отделения бокового кармана; 3 — воздухораспределит. система; 4 — распределит, система; 5 — подача воздуха на промывку; 6—слой гравия; 7— струенаправляющии выступ; 8— слой воды над загрузкой; 9 — пескоулавливающий желоб; 11 и 13 — отвод фильтрата и подача исходной воды; 14 — водосборный желоб
тактные осветлители КО-1 (без поддерживающих слоев с водяной промывкой) и КО-3 (с поддерживающими слоями и водовоздушной промывкой). В осветлителе КО-1 устраивают распределит, систему с приваренными вдоль перфорир. труб боковыми шторками, между к-рыми размещают поперечные перегородки, делящие подтрубное пространство на отд. ячейки. Отверстия диаметром 10—12 мм располагают в нижней части распределит, труб в два ряда в шахматном порядке под углом 30° к вертик. оси трубы. Сбор осветвлен- ной и промывной воды осуществляется желобами. В осветлителе КО-3 применяют трубчатые распредели т, системы большого гидравлич. сопротивления для подачи воды и воздуха и систему горизонт, отвода промывной воды. Фильтрующая песчаная загрузка осветлителя КО-1 имеет крупность0,7—5 мм, d-жь” 1...1,3 мм, высоту слоя 2,5—2,6 м, скорость фильтрования, равную при норм, режиме — 4— 5 м/ч, при форсированном — 5—5,5 м/ч, интенсивность подачи промывной воды снизу вверх — 15—18л/(с-м~) в течение 7—8 мин. Осветлитель КО-3 имеет поддерживающие слои гравия крупностью 5—40 мм, высотой 0,45—0,6 м и фильтрующий слой кварцевого песка крупностью 0,7—5 мм, (/экв “ 1...1.3 мм и высотой 2,3—2,7 м, скорость фильтрования при норм, режиме — 5—5,5 м/ч, при форсированном — 5,5—б м/ч. Режим водовоздушной промывки осветлителя КО-3 включает: взрыхление загрузки воздухом с интенсивностью 18—20л/(с-м2) в течение 1—2 мин; совместную водовоздушную промывку с подачей воздуха 18— 20л/(с-м2) и воды 3—3,5 л/(с'м2) в течение б—7 мин; промывку одной водой с интенсивностью 6—7 л/ (с-м2) продолжительностью 5—7 мин. Для промывки О.к. используют очищенную и неочищенную воду при предварит, обработке ее на барабанных ситах (микрофильтрах) и обеззараживании, при мутности воды до 10 мг/л и колииндексе до 1000 ед./л. О.к. могут работать в двух режимах: при постоянной скорости фильтрования и со скоростью, постепенно убывающей к концу фильтро- цикла с тем, чтобы среднее ее значение равнялось рекомендуемому. На водоочистных комплексах хозяйственно-питьевого назначения зеркало воды О.к. изолируют от коридора управления остекленными перегородками высотой не менее 2,5 м с глухой нижней частью высотой 1—1,2 м.
ОСУШКА ВОЗДУХА — процесс изменения состояния воздуха, заключающийся в понижении его влагосодержания. Осуществляется в поверхностных и контактных тепло- массообменных аппаратах системы кондиционирования воздуха (воздухоохладители, форсуночные камеры, пенные и пленочные аппараты) при
нач. темп-ре первичного теплоносителя ниже темп-ры точки росы. Для О.в. используют аппараты с жидкими (абсорбенты) и твердыми (адсорбенты) влагопоглощающими в-вами. См. также Осушка воздуха сорбционная.
ОСУШКА ВОЗДУХА СОРБЦИОННАЯ — простейший процесс изменения состояния влажного воздуха, протекающий при снижении уд. влагосодержания воздуха. При этом темп-pa и уд. энтальпия могут сохранять свои значения, снижаться или увеличиваться. О.в.с. осуществляется в абсорберах или адсорберах, в к-рых обрабатываемый воздух поступает в контакт с сорбентом. Применяют жидкие влагопоглотители — абсорбирующие растворы солей (хлористые литий, кальций, магний) или твердые поглотители — адсорбенты (активиров. уголь, селикагель, алю- моголь) О.в.с. осуществляют при обработке воздуха для кондиционирования или для технология, нужд. Суть процессов О.в.с. при контакте с сорбентами в том, что при определ. условиях над поверхностью водного раствора солей и в порах (капиллярах) твердых сорбентов парциальное давление водяного пара ниже, чем в потоке воздуха. Разность парциальных давлений определяет направление диффузии водяных паров из воздуха к поверхности сорбента. Водяные пары поглощаются им, происходит постепенное насыщение сорбента, и процесс затухает. Поэтому после периода активной работы сорбент следует восстановить. Концентрация растворов восстанавливается вымораживанием или выпариванием (в т.ч. при вакуумировании) . Восстановление адсорбента — его
Схема на диаграмме /—d процесса осушки воздуха сорбентом
точка// — начало процесса; точки К1, К2,№ —конец процесса осушки; Д/1, &J2, Д/3—перепады уд. энтальпии; Д41, Ad2, Д</3 —перепады уд. влагосо- держаиия
просушка — приводит к необходимости установки двух адсорберов, работающих и восстанавливающихся поочередно. Если не предусмотрены устройства термостатирования сорбента, то установки О.в.с. работают в неустановившемся тепловом режиме. Параметры воздуха, выходящего из установки, периодически меняются.
Луч процесса О.в.с. на диаграмме I— d влажного воздуха может совпасть с изотермой, для этого необходимо снимать-вы- деляющуюся при концентрации водяного пара теплоту. При охлаждении сорбента луч процесса может пройти и с понижением темп-ры воздуха. Обычно луч процесса проходит выше изотермы, т.к. сорбент, разогреваясь, нагревает воздух. Луч процесса О.в.с. — весьма условен. Он не отражает ни нестационарности процесса, ни сложного характера изменения параметров воздуха в процессе взаимодействия с сорбентом.
ОСУШКА ПАРОПРОВОДА — отведение из паропровода системы парового отопления попутного конденсата для исключения или уменьшения возможности возникновения гидравлических ударов и для сохранения свободного сечения паропровода. О.п. низкого давления осуществляется отведением конденсата в конденса- топровод через гидравлический, затвор. Для О.п. высокого давления используется конденсатоотводчик. .
ОТВЕРСТИЕ ПРИТОЧНОЕ АЭРАЦИОННОЕ — регулируемое по площади отверстие в наружных (обычно оконных) строит, ограждениях, предназнач. для ес- теств. воздухообмена.
ОТВОД — плавно изогнутый отрезок трубопровода или воздуховода системы отопления или вентиляционной системы, предназнач. для изменения направления движения теплоносителя воздуха под углом 90°. В системе отопления О. из трубы диаметром d обычно выполняют с радиусом закругленияД - 3d, для системы вентиляции — радиусом, равным диаметру воздуховода, для систем аспирации и пневматического транспорта — равным 1,5—2 диаметрам воздуховода, что позволяет избежать оседания транспортируемого материала в вихревой зоне О., уменьшить коэфф, местного сопротивления и снизить потери давления, развиваемого вентилятором. Для систем аспирации и пневмотранспорта в целях обеспечения плавных поворотов используют большое число соединит, секций или штампов. О. Двойной О., дважды последовательно изогнутый под углами 45° отрезок трубы (воздуховода) , наз. уткой, а изогнутый подуглом 180, — калачом (различают калачи узкий и широкий); калач устраивают для соединения двух паралл. расположенных
труб (воздуховодов) при противоположном направлении движения теплоносителя (воздуха) в них. Вентиляц. О. изготовляют и прямоугольных сечений, в этом случае они имеют пост, радиус поворота стенки, равный 150 мм при ширине воздуховода до 2000 мм, при большей ширине О. собирают из отдельных панелей.
ОТВОД ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ОТ ГАЗОВЫХ ПРИБОРОВ — удаление продуктов сгорания 'газа в атмосферу с целью предотвращения их распространения в помещениях. Из жилых домов, в к- рых пользуются газовыми приборами, предусматривают отвод смеси воздуха с продуктами сгорания во внешн. среду: для газовых плит — непосредственно в помещение, а затем через вентйляц. каналы кухонь, для водонагревателей — через спец, дымовые каналы. Удаление через вентиляц. каналы должно гарантировать в помещении меньшую ПДК вредных в-в (оксида углерода СО, оксидов азота NOx, бензопирена, сажистых частиц). Среднесуточные значения ПДК этих в-в в воздухе нас. пунктов, мг/м3: оксида углерода — 1, оксидов азота — 0,085, сажи — 0,05.
Поддержание в кухнях безопасной воздушной среды достигают обеспечением полноты сгорания газа в горелочных устройствах плит. Для этого коэфф, эжекции первичного воздуха конфорочной горелки а должен быть равен 0,6 и выше, а оптим. расстояние до дна посуды — 30 мм. При данных условиях миним. содержание вредных в-в в продуктах сгорания (при а - 1) составляет: оксидов азота (в перерасчете на NO2) — не более 200 мг/м3, оксида углерода — 0,01%. Естеств. вытяжная вентиляция из помещений кухонь должна обеспечивать объем воздухообмена не менее 60 м3/ч, а удаление воздуха — из верхней зоны (под потолком). Для кухонь, оборудованных газовыми водонагревателями, дымоход от последних не рассматривается как дополнит, вытяжной канал. Дымовые каналы (дымоходы) состоят из соединит, труб от приборов и аппаратов, не имеющих непосредств. ввода продуктов сгорания в дымоход, дымоходов, противопожарных разделок, оголовков. Дымоходы могут выполняться как отд. стоящие трубы в капит. стенах (как правило, внутр.) или индустр. блоках. '
Продукты сгорания от бытовых газовых приборов в проектируемых зданиях отводят от каждого прибора по обособл. дымоходу. Допускается присоединение к одному дымоходу двух газовых приборов, располож. на одном или разных этажах, при условии ввода продуктов сгорания в дымоход на разных уровнях, не ближе 0,75 м один от др., или на одном уровне с устройством в дымоходе рассечки высотой 0,75 м. При присоединении к дымоходу
двух приборов проверяют, достаточна ли площадь сечения дымохода для пропуска уходящих газов, исходя из условия одновременного пользования приборами. Дымоходы проектируют во внутр, капит. стенах зданий. При необходимости устройства их в наружных стенах толщина стенки дымохода должна обеспечивать темп-ру продуктов сгорания на выходе из него не менее (tp + 15)°C, где tp —темп-pa точки росы. Дымоходы должны быть вертик., без уступов, допустимое отклонение от вертикали —8°, но не более 1 м в сторону. Для отвода продуктов сгорания от ресторанных плит допускаются горизонт, участки дымоходов общей длиной до 10 м. Суммарная длина горизонт, участков соединит, трубы во вновь строящихся зданиях — нс более 6 м. Уклон трубы — не менее 0,01 в сторону газового прибора. Дымоходы должны быть доступны для очистки. В соединит. трубах допускается не более трех поворотов, радиус к-рых должен быть не менее диаметра трубы. Длина вертик. участка соединит, трубы должна быть не менее 0,5 м. В помещениях высотой до 2,7 м для приборов со стабилизаторами тяги (/мя- гопрерывателями) разрешается уменьшение длины вертик. участка до 0,25 м, а для приборов без стабилизаторов тяги — до 0,15 м. Ниже места присоединения дымоотводящей трубы от прибора к дымоходам должно быть предусмотрено устройство "кармана" с люком для чистки.
Расстояние от соединит, дымоотводящей трубы до несгораемых ограждений — не менее 5 см, до трудносгораемых потолков и стен — не менее 25 см; последнее может быть уменьшено до 10 см при условии обивки трудносгораемых ограждений кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм, при этом обивка должна выступать за габариты дымоотводящей трубы на 15 см с каждой стороны.
Дымовые трубы от газовых приборов в. жилых домах выводят: на 0,25 м выше конька крыши — при удалении их не более 1,5 м от конька крыши; на одном уровне с коньком крыши — при удалении их на 1,5—3 м от конька крыши. При удалении труб более 3 м от конька крыши их выводят не ниже прямой, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту. Во всех случаях высота трубы должна быть не мс- нее 0,5 м над поверхностью крыши, а для домов с плоской крышей — не менее 2 м. . Если труба расположена вблизи высокого здания, то ее следует выводить выше прямой, проведенной от края крыши высокого , здания вниз под углом 45° к горизонту в сторону меньшего здания. Дымоходы защищают от попадания атм. осадков перекрытиями из кирпича с боковым отводом дымовых газов. Установка на дымоходы металлических зонтов и дефлекторов не допускается..
При расчете дымохода определяют 1
площадь поперечных сечений его присоединит. трубы, а также разрежение перед газовыми аппаратами и приборами. Площадью поперечного сечения предварительно задаются, принимая скорость уходящих продуктов сгорания 1,5—2 м/с. О достаточности принятых площадей сечений судят по разрежению перед прибором, к-рое должно быть не менее 2—3 Па.
ОТДЕЛИТЕЛЬ — аппарат, прсдназ- нач. для отделения от воздуха крупных твердых частиц перемещаемого пневмотранспортом материала. Осн. требования к этим устройствам: простота конструкции, высокая произ-сть, незначит. гидравлич. сопротивление, длит, срок службы и хорошие эксплуатац. свойства. В качестве разгрузителей используют камеры, бункеры и прочие емкости, в к-рых отделение частиц от воздуха происходит под действием их веса. Такие устройства имеют невысокую эффективность действия и могут применяться лишь для отделения крупных тяжелых частиц. Более эффективны О. центробежного типа. В высокопроизводит. установках пневмотранспорта для разгрузки материалов применяют батарейные циклоны разл. модификаций. В большинстве случаев воздух после отделения его от транспортируемого материала подлежит дополнит, очистке. Частицы пыли размером менее 10 мкм почти не улавливаются в циклонах, поэтому устанавливают вторую ступень очистки. В качестве пылеуловителей^ фильтров используют разл. высокоэффективные аппараты: фильтры тканевые, электрофильтры, пылеуловители мокрого типа и др. В системах пневмотранспорта предпочтительнее фильтры рукавные всасывающего типа, исключающие выбивание пыли через неплотности в
Схема рукавного, фильтра
1 — входной патрубок; 2 — рукав; 3 — подвеска рукавов; 4— встряхивающий механизм; 5— выходной патрубок; б — бункер
окружающую воздушную среду.
В системах пневмотранспорта цемента и углеродного сырья применяют электрофильтры. Отличит, качества электрофильтров — низкоегидравлич.сопротивление (100—150 Па) и постоянство расхода очищаемого воздуха. Они экономичны,. могут работать в условиях высоких температур (до 450°С). Применение их целесообразно при высоких расходах очищае7 мых газов и при отсутствии в них взрывоопасных компонентов.
Пылеуловители мокрого типа в системах пневмотранспорта применяют редко, т.к. улавливаемые продукты смачиваются и могут стать непригодными для дальнейшего употребления (напр., цемент, мука, сахар и т.п.). Их используют при пневмотранспорте кварцевого песка, горелой земли в литейных цехах и др.
ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ— система теплоснабжения, у к-рой нагретая в источнике теплоты вода отбирается из подающего и обратного теплопроводов в смеситель, где она доводится до темп-ры 65 °C, и затем подается к водоразборным кранам горячего водоснабжения для использования потребителем. Отсюда назв. системы — открытая. Остальная часть горячей воды используется для отопления и вентиляции. Т.о. вода является частично циркуляц., частично прямоточно-водопроводной. Водо- разбор непосредственно из тепловой сети позволяет применять дешевые смесит, устройства вместо теплообменных аппара
Схема открытой системы теплоснабженияСхема открытой системы теплоснабжения/— теплоприготовительная установка ТЭЦ; II— тепловые сети; III — тепловое оборудование здания; 1 и 2 — основные подогреватели (теплообменники); 3—циркуляционный насос; 4—пиковый котел; 5 — регулятор температуры; 6 — циркуляционная линия; 7— регулятор расхода; 8 — горячее водоснабжение; 9 — система отопления; 10— элеватор; 11 — обратный клапан; 12'— регулятор давления "до себя"; 13—подающая линия; 14— обратная линия; 15 — регулятор подпитки; 16 — бустерный (вспомогательный) клапан; 17— насос; 18 — деаэратор; 19 — насос; 20— химводоочистка; 21 — охлаждающая вода; 22 — конденсат из турбины; 23 —^конденсатор турбины; 24 — теплофикационный трубный пучок
Схема открытой системы теплоснабжения
Схема открытой системы теплоснабжения
тов, что составляет главное преимущество О.с.т. В нашей стране примерно половина действующих систем теплоснабжения открытые. Однако при прохождении через отопительные приборы, калориферы, соединит, трубопроводы сан.-гигиенич. качества воды снижаются, что является осн. недостатком О.с.т., усложняющим работу сан. службы. Вода имеет цветность, может появиться запах из-за отложения осадков в отопит, приборах. При присоединении систем отопления к тепловым-сетям через элеваторы или насосы, т.е. по зависимой схеме (см. Абонентский ввод), в радиаторах отлагается осадок, развиваются колонии бактерий. Поэтому в качестве отопит, приборов радиаторы использовать нельзя. Для повышения качества воды, отбираемой из тепловой сети, целесообразно отопит, установки присоединять по независимой схеме, т.е. через теплообменники, но это существенно снижает экономии, показатели О.с.т. Для исключения кислородной коррозии и паки необразованна в трубах, теплообменниках теплопригото- вит. установок и водогрейных котлах в источнике теплоты предусматриваются хим- водоочистка и деаэрация воды, что удорожает О.с.т.
Источником теплоты О.с.т. является теплоприготовит. установка теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Пар из отборов турбины поступает в осн. подогреватели, в к-рых конденсируется и отдает теплоту воде, циркулирующей в системе. Поступающая из теплоснабжаемого р-на вода бустерным (вспомогат.) насосом подается в теплооб-
менцики. Возвращается только та вода, к-рая не была использована на горячее водоснабжение и прошла через систему отопления, т.е. чисто отопит, вода. Ее расход соответственно потребностям абонентов поддерживается автоматическими регуляторами, к-рые устанавливают перед системами отопления и вентиляции. Теплоноситель, израсходов. на горячее водоснабжение, пополняется водой на ТЭЦ, края попадает в обратную линию перед бу-
стерным насосом. Добавляемая вода поступает из гор. водопровода в теплофикац. трубный пучок, встроенный в конденсатор турбины, где подогревается до темп-ры охлаждающей воды конденсатора и поступает на химводоочистку. Затем вода насосом подается в деаэратор, где освобождается от раствор, в воде воздуха. Требуемый темп- рный режим в деаэраторе поддерживается добавляемым в него паром или горячей водой. Из деаэратора вода с помощью насоса через регулятор подпитки поступает в тепловую сеть. В осн. подогревателях темп-ра воды повышается до 120 °C. Зимой при низких наружных темп-pax требуется вода более высокой темп-ры, и ее подогревают в пиковом котле. Циркуляция теплоносителя в тепловых сетях обеспечивается циркуляционным насосом. Теплоноситель по тепловым сетям подается в р-ны и распределяется по абонентам. В тепловых пунктах зданий теплоноситель первоначально отбирается на горячее водоснабжение и по трубопроводам поступает к водоразборным кранам. Темп-ра смет, воды поддерживается пост, автоматич, регулятором темп-ры, установл. на трубе отбора теплоносителя из подающей линии. На трубе отбора из обратной линии устанавливают обратный клапан, чтобы не допустить перетекания воды из подающей линии в обратную. Циркуляр, линия обеспечивает поддержание расчетной, темп-ры горячей воды перед водоразборной арматурой независимо от интенсивности ее отбора. 1 ■
Регулятор давления "до себя" (регулятор подпора), устанавливаемый на обратной линии после абонентского ввода, обеспечивает залив воды в систему отопления здания при низких давлениях в обратной линии. Подача теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление в О.с.т. зависит от потребности в них абонентов. Это достигается установкой регулятора температуры, к-рый поддерживает темп-ру горячей воды пост., независимо от ее разбора. В системы отопления поступает пост, расход теплоносителя, поддерживаемый регулятором расхода. Соответствие подаваемой теплоты потребностям обеспечивается в ее источнике поддержанием темп-рного графика качеств, регулирования. Т.о., абонентский пункт обеспечивает независимое,, несвяз. регулирование отпуска теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление зданий и, несмотря на разные режимы потребления, обе группы потребителей удовлетворены. Но в осенне-весенний период темп-ра подаваемой воды выше потребного значения для отопления. Разбор горячей воды осуществляется неравномерно, поэтому подающие линии тепловой сети должны быть рассчитаны на макс, расход. При этом с увеличением кол-ва при- соедин. абонентов к данному участку теп
лопроводов график потребления уплотняется и его неравномерность уменьшается. Расчетный расход по обратной линии будет меньше, т.к. в обратную линию поступает теплоноситель, возвращающийся из систем отопления после отбора воды для горячего водоснабжения. Макс, расход будет при нулевом отборе. Следовательно, расчетный расход теплоносителя по обратной линии будет равен расчетному расходу на отопление и вентиляцию зданий.
Для сокращения расчетных расходов воды и снижения стоимости тепловых сетей применяют схемы со связ. регулированием подачи теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление. У О.с.т. со связ. регулированием лимитируется суммарный расход теплоты на отопление и горячее водоснабжение. В этом случае расход определяется как расчетный на отопление и вентиляцию и средний за неделю на горячее водоснабжение. Т.о. расходы теплоты балансируются в суточном и недельном разрезах; не балансируются часовые расходы. Поэтому при потреблении теплоты для горячего водоснабжения, превышающем среднее кол-во теплоты, в систему отопления недодается теплоты, а при провалах потребления теплоты для горячего водоснабжения теплоты подается больше, чем необходимо. Возможность подачи на отопление зданий перем. кол-ва теплоты обеспечивается теплоаккумулирующей способностью строит, конструкций зданий. Т.о. эта способность зданий используется для покрытия неравномерности потребления горячей воды.
Перем, подача теплоты на отопление зданий приводит к колебанию темп-ры воздуха внутри его помещений. Сан.-гигиенич. требования допускают колебания в 1 — 1,5°С. Если соотношение макс, расхода теплоты для горячего водоснабжения и расчетного расхода теплоты на отопление не более 0,6, то колебания темп-ры воздуха внутри помещений не выходят за допустимые границы. При большем соотношении следует применять схемы с независимым регулированием.
О.с.т. пополняются водой из источника теплоты, при этом исходной является водопроводная вода, темп-ра к-рой колеблется в пределах 5—15°С. Темп-ра конденсата в конденсаторе турбины не опускается ниже 30—35°С. Возникает перепад темп-p в 20—30°С, к-рый позволяет использовать для теплоснабжения теплоту конденсации пара в конденсаторах ТЭЦ, как это показано на схеме, что повышает экономичность О.с.т. Применяют О.с.т., у к-рых расход теплоносителя в тепловых сетях рассчитан на удовлетворение только отопит, нагрузки, для чего темп-ру подаваемого теплоносителя увеличивают из расчета компенсации расхода на горячее водоснабжение. . ■
Для О.с.т. необходима водоподготов
ка, т.к. вся пополняющая водозабор вода подогревается в теплообменниках и водогрейных котлах источников теплоты, где нельзя допускать накипеобразования, поэтому воду хим. очищают от солей жесткости. Использование в тепловых сетях обра- бот. воды способствует увеличению срока службы системы горячего водоснабжения. Необходимость в водоподготовке предопределяет экономия, целесообразность применения О.с.т. при малой жесткости воды (до 2 мпэкв/л). При высокой жесткости воды (более Юмпэкв/л) водоподготовка необходима при любой системе теплоснабжения. В таких условиях экономически целесообразно применять О.с.т., т.к. централизов. водоподготовка в источнике теплоты требует меньших капит. и эксплу- атац. затрат, чем рассредоточ. водоподготовка в закрытых системах.
Расход воды в подающей и обратной линиях О.с.т. является перем, из-за неравномерного отбора горячей воды из тепловой сети. Расход изменяется как по сезонам из-за изменения соотношения отбираемой воды из подающей и обратной линий с изменением темп-ры теплоносителя, поступающего из источника теплоты, так и в течение суток из-за неравномерного потребления горячей воды. Перем, расход приводит к нестабильности гидравлич. режима тепловой сети, что усложняет эксплуатацию системы. Нестабильный режим в обратной линии влияет на режим давлений у потребителей.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА —. одна из хар-к влажного воздуха, представляющая собой отношение парц. давления водяных паров в воздухе к их парц. давлению при полном насыщении и той же темп-ре. Измеряется в долях единицы или в %.
ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ВЛАЖНОСТИ — хар-ка состояния влаги в материале. О.п.в. связан с влажностью материала взаимно однозначной зависимостью, не подверженной влиянию ; темп-ры. О.п.в. —аналог относительной влажности воздуха, если в качестве потенциала влажности принята упругость водяного пара. В этом случае указ, взаимно однозначная зависимость осуществляется с помощью изотермы сорбции водяного пара материалом. Шкала О.п.в. 1 предложена В.Н. Богословским и Е.И. Третичником. Принимается, что О.п.в. - <р Q равен относит, влажности воздуха <р в диапазоне сорбц. влажности фильтров, бумаги, т.е. при р 0™ip< 1. При сверхсорбц. влажности фильтров, бумаги (&> ф.б > 1 > 0,246 кг/кг) принимается, что она , линейно зависит от <р 0, при этом макс, насыщение фильтров, бумаги , водой ;
(2,53 кг/кг) соответствует значению <р 0™ 3. Эта шкала вместе с зависимостью влажности фильтров. бумаги от потенциала влажности и темп-ры позволяет построить такую же зависимость для любого материала, для к-рого определена равновесная влажность относительно влажности фильтров. бумаги, что значительно упрощает эксперимент.
ОТОПИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ — бетонный или металлический отопительный прибор, плоская нагреват. поверхность к-рого не имеет просветов по фронту. Известны стеновые, потолочные и напольные О.п. Изготовляются они относит, небольшой глубины в заводских условиях и на месте стр-ва (при сооружении полов и потОлков). Используются также подоконные и плинтусные панели, производимые на заводах. Наиболее распростран. бетонные стеновые О.п. размещаются в виде приставных или совмещ. с вертик. ограждениями. В их внутр, слое либо воздушном пространстве заключены греющие элементы: одиночные трубы, трубчатые змеевики, регистры, электрич. кабели или каналы для прохода теплоносителя. Осн. теплотехнич. хар-ки О.п. из бетона — теплоотдача Qn и средняя темп-pa теплоотдающей поверхности т„ . Теплоотдача может быть односторонней (лицевой) или двухсторонней (лицевой и тыльной), темп-pa стеновых — до 95, потолочных 28—38°С при высоте помещения 2,5— 6 м, напольных — на участках теплого пола с пост, пребыванием людей — 26, с временным пребыванием — 31°С. Под лицевой теплоотдачей понимается тепловой поток, направл. в помещение с поверхности О.п,, плотность к-рого зависит от средней темп-ры ее поверхности, под тыльной — тепловой поток, направл. с тыльной стороны О.п. в конвективный капал за панелью или непосредственно в на-
Отопительная панель
а — с плоским экраном; б — с волнообразным экраном; 1 — тепловая изоляция; 2 — металлический экран; 3 — трубчатые дмеевики
ружный воздух через ограждение, к к- рому прилегает панель. Для его уменьшения в месте прилегания панели к ограждению предусматривают тепловую изоляцию воздуховода из материалов теплопроводностью не более 0,1 Вт/(м*К). Подбор числа О.п. или размеров теплоотдающих поверхностей приводится по методике, излож. в спец, литературе.
При использовании стеновых О.п. в помещении сокращается площадь холодной поверхности ограждений и соответственно уменьшается радиац. охлаждение людей. В местах установки О.п. с односторон. теплоотдачей теплопотери поме-
Отопительная панель
айв — конструкция теплого пола, расположенного на грунте; б — конструкция теплого пола с воздушной прослойкой; г — схема присоединения змеевика напольного отопления к магистралям водяного отопления здания; / — покрытие; 2 — термовкладыш; 3— разделитель; 4 — греющий бетонный слой; 5 — греющий элемент; 6 — опора; 7 — гидроизоляция; 8 — несущий слой; 9 — уплотненный грунт; 10 — линия разрыва бетона; 11 — основание; 12 — лага; 13 — опора; 14 — опора греющего элемента; 15 — воздушная прослойка; 16—стяжка; 17—теплоизоляционный слой; 18— несущая железобетонная плита; 19 —■ пустотная плита перекрытия; 20— пустоты, используемыев качестве греющих элементов; 21 — цементная стяжка; 22 — несущий слой; 23 — уплотненный грунт; 24 — пробочный кран; 25 — регулирующий вентиль; 26 — термометр; 27— штуцеры для удаления воды и воздуха; 28 — сгон; 29— змеевик; 30,31 —подающий и обратный теплопроводы «
щения через наружное ограждение увеличиваются, при О.п. с двухстор. теплоотдачей — снижаются, но затрудняется очистка конвективных каналов, если они применяются. В помещениях, обогреваемых плинтусными О.п., интенсивно прогревается нижняя зона; темп-рный градиент в них нс превышает 1°С, поэтому их устанавливают в детских садах и яслях.
Греющие элементы потолочных О.п. заключаются в несущие плиты или в спец, бетонный слой перекрытия. В междуэтажных перекрытиях такие панели фактически являются потолочно-напольными, т.к. даже при наличии тепловой изрляции они имеют двухстороннюю теплоотдачу. В зависимости оттого, какую долю теплового потока необходимо направить через пол или потолок, тепловая изоляция в перекрытии может располагаться выше или ниже греющих элементов или может отсутствовать вообще. В летнее время эти О.п. можно использовать для радиац. охлаждения помещений. Металлич. О.п. — подвесной тепловой излучатель — крепится к нижним поясам ферм перекрытий помещений. Греющими элементами этого отопит, прибора являются металлич. трубчатые змеевики с теплоносителем — перегретой водой или паром водяным при темп-ре до !50°С, либо металлич. газовоздушныс трубы (прямая и обратная) диаметром 300—500 мм с темп- рой смеси продуктов сгорания с воздухом до 35ОиС. Поверх греющих элементов помещается металлич. экран, направляющий излучение в рабочую зону помещения и покрытый слоем тепловой изоляции. Экран может быть плоским и волнообразным для увеличения поверхности излучения. В системе газовоздушного отопления в кольцо излучателей подключается теплогенератор. Газовоздушные
а / 2
S|S|S^^
Отопительная панель потолочная
а — совмещенная с плитой перекрытия; б — напольная, расположенная над плитой перекрытия; 1 — покрытие; 2 — выравнивающий слой; 3 — жесткое основание; 4 — тепловая изоляция; 5 — греющий элемент; 6 — отопительная панель; 7 — штукатурка; 8— плита перекрытия
Отопительная панель стеноваяа— подоконные приставные бетонные отопительные панели с односторонней теплоотдачей; б — то же, с двухсторонней теплоотдачей; 1 —тепловая изоляция; 2— отопительная панель; 3 — греющий элемент; 4 — конвективный канал; 5 — перекрытиеОтопительная панель стеноваяа— подоконные приставные бетонные отопительные панели с односторонней теплоотдачей; б — то же, с двухсторонней теплоотдачей; 1 —тепловая изоляция; 2— отопительная панель; 3 — греющий элемент; 4 — конвективный канал; 5 — перекрытиеБ~ББ~БСхемы движения дымовых газов в отопительной печиа — канальной двухоборотной; б — бесканальной; в — с комбинированной системой каналов; 7' — топливникСхемы движения дымовых газов в отопительной печиа — канальной двухоборотной; б — бесканальной; в — с комбинированной системой каналов; 7' — топливник
Отопительная панель стеновая
а— подоконные приставные бетонные отопительные панели с односторонней теплоотдачей; б — то же, с двухсторонней теплоотдачей; 1 —тепловая изоляция; 2— отопительная панель; 3 — греющий элемент; 4 — конвективный канал; 5 — перекрытие
Отопительная панель стеновая
а— подоконные приставные бетонные отопительные панели с односторонней теплоотдачей; б — то же, с двухсторонней теплоотдачей; 1 —тепловая изоляция; 2— отопительная панель; 3 — греющий элемент; 4 — конвективный канал; 5 — перекрытие
Б~Б
Б~Б
Схемы движения дымовых газов в отопительной печи
а — канальной двухоборотной; б — бесканальной; в — с комбинированной системой каналов; 7' — топливник
Схемы движения дымовых газов в отопительной печи
а — канальной двухоборотной; б — бесканальной; в — с комбинированной системой каналов; 7' — топливник
излучатели компонуют не только в 2, но и в 3 или 4 трубы, и тогда крайние трубы делают обратными. При подвесных О.п. в цехах большого объема сокращается трудоемкость сооружения отопления на 30%, однако в цехах большей высоты уменьшается плотность теплового потока в рабочей зоне и усложняется использование теплоты, передаваемой в верхнюю зону, что ограничивает их применение.
.Греющие элементы напольных О.п. заключаются в сборные (из отд. секций) или монолитные панели, образующие теплый пол. Теплый . пол создается также путем размещения греющих элементов в
воздушной прослойке под настилом, а также при циркуляции нагретого воздуха в пустотных железобет. плитах перекрытия. Напольные О.п. применяются в обществ, зданиях и в цехах большего объема, распо- лож. на грунте, в перекрытиях цокольных этажей с проветриваемыми подпольями. В монолитных панелях на грунте трубчатые змеевики укладываются в пределах одной монолитной бетонной карты пола. Крайние ветви змеевиков этих О.п. подключаются к магистралям системы отопления в подпольных каналах. Недостатком монолитных бетонных О.п. является трудоемкость замены вышедших из строя металлич. греющих элементов.
ОТОПИТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ — огневая печь, предназнач. для местного отопления одного или неск. помещений. К конструкции О.п. предъявляются требования: обеспечение достаточно равномерной темп-ры воздуха в обогреваемых помещениях в течение суток (допустимое отклонение ± 3°С); экономичное сжигание топлива (с более высоким кпд); безопасность при эксплуатаций; ограничение темп-ры поверхности: 90°С в помещениях детских дошкольных и ле- чебно-профилактич. учреждений; в др. помещениях — 110°С на площади не более 15% общей площади поверхности печи (в помещении с временным пребыванием людей допустимо применение О.п. при темп-ре поверхности выше 120°С). О.п. состоит из трех осн. элементов: топливника печи, дымооборотов печи и
Кирпичная отопительная печь умеренного про-
1 — поддувало; 2 — топливник; 3 — дымообороты; 4 — дымовая труба
дымовой трубы. Под топливником устраивается поддувало печи (.зольник печи при твердом топливе). Массивные О.п. возводятся на собств. фундаменте, облегченные О.п. — непосредственно на полу помещения и снабжаются танцами. Над топливником располагаются один или неск. дымооборотов, по к-рым перемещаются дымовые газы под влиянием тяги естественной. Дымовые газы могут двигаться как снизу вверх, вт.ч. через подвертку печи, так и сверху вниз, достигая сначала перекрыта печи, и далее через перевал печи. В местах подвертки дымовых газов возможно выпадение летучих в- в; там устраивают чистку.
Для ускоренного нагревания помещений в нач. период отопления в массиве О.п. иногда устраивают тепловоздушные камеры — открытые полости, не сообщающиеся с дымооборотами. Для лучшего обогревания нижней зоны отапливаемых помещений О.п. (особенно располож. у внутр, стен) часто сооружают с подтопочным дымооборотом. О.п. рассчитываются на разл. периодичность использования, края зависит от ее теплоемкости, т.е. от кол- ва теплоты, аккумулируемой в массиве О.п. во время горения топлива и передаваемой затем в помещение вплоть до начала след, топки печи, т.е. в течение т.н. срока остывания печи. При этом считают, что новую топку необходимо начинать, когда
абв
средняя темп-pa внешн. поверхности О.п. понизится до темп-ры, превышающей на 10°С темп-ру воздуха в помещении. Понятие о сроке остывания относится к теплоемким О.п., т.к. нетеплоемкие печи теплоту не аккумулируют и требуют пост, использования. Теплоемкие О.п. в зависимости от срока их остывания подразделяются на О.п. большой (со сроком остывания при низкой темп-ре наружного , воздуха до 12 ч), средней (8 ч) и малой (3—4 ч) теплоемкости. Их применяют для отопления жилых и обществ, зданий, не- ; теплоемкие — для отопления зданий с ; кратковрем. пребыванием людей. К нетеплоемким О.п. относятся также камины. >
По темп-ре теплоотдающей, поверх-
ности различают О.п. умеренного прогревания (с толщиной стенок 120 мм и более, нагревающиеся в отд. местах до темп-ры 90°С), повыш^ прогревания (с толщиной стенок газохода до 70 мм, темп-pa поверхности к-рых в отд. точках доходит до ПО— 120°С) и высокого прогревания, темп-ра поверхности к-рых не ограничена.
По схеме движения газов О.п. устраивают: с движением газов по каналам, соедин. последовательно, — однооборотные с одним подъемным каналом; двухоборотные с двумя подъемными каналами; многооборотные с восходящим движением газов по каналам, соедин. параллельно — однооборотные и двухоборотные; со свободным движением газов — бесканальные (колпаковые); с движением газов по комбиниров. системе каналов с нижним прогревом (с подтопочным дымооборо- том) — последоват., паралл. с бесканаль- ной надтопочной частью. По материалу массива и характеру отделки внешн. поверхности О.п. бывают (в порядке убывания теплоемкости): кафельные; изразцовые; кирпичные оштукатур.; бетонные из жаростойких блоков; кирпичные в ме- таллич. каркасах и футлярах; стальные с внутр, футеровкой из огнеупорного кирпича; чугунные без футеровки. По форме в плане О.п. выполняются прямоугольными, квадратными, круглыми, угловыми (треугольными).
При массовом стр-ве используют типовые О.п., заранее разработ. для сжигания определ. вида топлива, причем они могут быть рассчитаны на иериодич. отопление, на непрерывное или затяжное горение топлива. Такие О.п. имеют тепло- техиич. хар-ки, полученные на основе лабораторных испытаний. При индивидуальном конструировании О.п., рассчит. на иериодич. использование, устанавливают прежде всего размеры внешн. теплоотдающей поверхности, форму в плане и ее теплоемкость. Затем в зависимости от выбранного вида топлива и его уд. теплоты сгорания определяют размеры топливника, дымооборотов и дымовой трубы. Проверяют тепловое напряжение объема топливника, возникающее при сжигании заранее известного кол-ва топлива. Для приведения напряжения к оптим. значению высоту топливника увеличивают или уменьшают без изменения размеров О.п. в плане. Проверяют также соответствие возможного восприятия теплоты стенками топливника и дымооборотов во время работы О.п. необходимой теплопередаче в помещение с учетом срока остывания. Вычисляют скорость движения дымовых газов в разл. местах О.п. (в поддувале, дымооборотах, дымовой трубе) и определяют ее допустимость в сравнении с рекомендуемыми средними значениями. Рассчитывают кол-во теплоты, к-рое может аккумулироваться в массиве О.п. во
время ее работы, и сравнивают его с тепло- потерями помещения в период, когда топливо в печи не сжигается. Допустимыми считаются расчетные значения, отличающиеся от требуемых не более чем на 15%. При больших отклонениях вводятся поправки в высоту надтопочной части печи, однако высота ее не должна превышать 2,6 м. При расположении О.п. в помещении предусматривают противопожарные мероприятия по защите его ограждающих конструкций от возгорания, устройствоотступок и разделок у дымовой трубы.
В настоящее время расширяется использование О.п., рассчит. на сжигание газообразного топлива как наиболее совершенных. В таких О.п. быстро достигается и поддерживается устойчивый процесс горения, повышается кпд (до 90%); их теплоотдача может регулироваться.
ОТОПИТЕЛЬНО-ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ АГРЕГАТ — аппарат для местного воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией. По конструкции подобен отопительному агрегату, за исключением воздухозаборной части. Перед вентилятором осевым имеется смесит.
Отопительно-вентиляционный агрегат
1 — регулирующая решетка; 2 — калориферы; 3 — осевой вентилятор; 4 — электродвигатель; 5 — клапан наружного воздуха; б — рециркуляционный патрубок; 7 — смесительная секция; 8 — рама
камера, в к-рой смешиваются внутр, и наружный воздух. Клапан наружного воздуха выполняется с ручным или автоматич, управлением для регулирования соотношения кол-ва теплого и холодного воздуха с целью достижения необходимого отопит, и вентиляц. эффекта. О.-в.а. применяется в пром., обществ., вспомогат. и с.-х. зданиях с наклонной или сосредоточ. подачей нагретого воздуха. Является осн. элементом воздушно-канальной системы квартирного отопления.
ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ГАЗОВЫЕ ПЕЧИ — печи, работающие на газообразном топливе. Состоят из корпуса, фундамента и дымовой трубы. Корпус, сооружаемый из кирпичной кладки, имеет отопит, щиток (с дымооборотами) и топливник с газогорелочным устройством. О.г.п.
используются для отопления жилых зданий высотой не более 2 этажей (при отсутствии централизованной системы теплоснабжения), характеризуются равномерным нагревом по периметру, могут работать непрерывно или периодически. Топливник (топка) — пространство для сжигания топлива, в к-ром установлены горелки газовые. В верхней его части имеется решетка из огнеупорного кирпича, края при работе О.г.п. нагревается и излучает теплоту на стены топливника, что способствует равномерному нагреву помещения. Чем ниже установлена горелка в топливнике, тем лучше прогревается нижний массив кладки печи и лучше используется полезный объем топливника. Топливник сообщается в верхней части с дымоходами, в нижней — с поддувалом, служащим для естеств. подвода воздуха, необходимого для горения топлива. Дверца поддувала печи должна иметь пост, отверстие площадью 20 см2 при переводе печи на газ. При иериодич. работе О.г.п. топливник выкладывают из огнеупорного кирпича, а при непрерывной — из красного кирпича. Высота, объем и толщина стенок топливника при сжигании в нем газообразного топлива определяются в осн. высотой пламени горелки и тепловым напряжением топочного пространства. Миним. высота топливника при установке в нем горелок дйффуз. или эжекц. типов должна быть примерно в 2 раза больше возможной высоты пламени горелки.
Газовое оборудование располагают на фронтальной плите снаружи О.г.п. (вместо дверцы у обычных печей). В отопит, щитке устраивают дымоходы, воспринимающие теплоту дымовых газов, пступающих из топливника поддействисм тяги. В О.г.п. предусматривают движение газа по каналам, соединенным последовательно и имеющим не более 5,дымооборотов.
Па газовое топливо переводят печи: с движением отходящих газов по каналам, Соедин. последовательно или параллельно; без каналов сдвижением газов свободно внутри полостей; с движением отходящих газов по комбиниров. системе каналов — последоват., паралл. и без каналов. Не допускаются к переводу на газовое топливо печи с горизонт, расположением каналов. При переводе печи тепловую мощность газогорелочных устройств для оборудования отопит, печей выбирают исходя из теплоотдачи печи с учетом теплопотерь здания, размеров печи и метода топки.
Устройства горелочные эжекц. (Г) для отопит (О) газовых бытовых печей (П) по характеру эксплуатации подразделяют на три типа: для непрерывной (Н), иериодич. (П) или непрерывной и периодич. (НП) топок с помин, давлением газа 1,3 или 2 кПа.
Подвесной воздушный отопительный агрегатПодвесной воздушный отопительный агрегат1 — регулирующая решетка; 2 — калорифер; 3— петля; 4 — корпус; 5 — электродвигатель; 6 — осевой вентилятор1 — регулирующая решетка; 2 — калорифер; 3— петля; 4 — корпус; 5 — электродвигатель; 6 — осевой вентиляторСхема расположения отопительных агрегатов в плане помещенияСхема расположения отопительных агрегатов в плане помещения
Подвесной воздушный отопительный агрегат
Подвесной воздушный отопительный агрегат
1 — регулирующая решетка; 2 — калорифер; 3— петля; 4 — корпус; 5 — электродвигатель; 6 — осевой вентилятор
1 — регулирующая решетка; 2 — калорифер; 3— петля; 4 — корпус; 5 — электродвигатель; 6 — осевой вентилятор
Схема расположения отопительных агрегатов в плане помещения
Схема расположения отопительных агрегатов в плане помещения
А
Отопительная газовая печь АКХ-14
— газовое сопло; 2 — смеситель; 3 — кирпичи-на- садки;4— сборныеколлекторы; 5—рассекатель; б — задвижка; 7— герметичная дверка; 8 — путь движения продуктов сгорания
Имеется 5 типоразмеров устройств с номии. тепловой мощностью 4— 13 кВт. Устройства горелочные представляют собой блок, в к- ром скомпонованы горелки, запорное устройство и приборы автоматики, обеспечивающие отключение подачи газа в горелки при погасании пламени запальника, прекращении подачи газа, недопустимом отклонении давления газа от заданного и уменьшении разрежения в дымоходе ниже допустимого. Автоматизированная печь АКХ- СМ-1 рассчитана на непрерывный режим работы, в ней установлен терморегулятор для поддержания заданной темп-ры воздуха в помещении пугем изменения расхода газа на горелку. Кпд О.г.п. — 85—90%;
ОТОПИТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ — аппарат для местного воздушного отопления отд. помещений с механич. перемещением нагреваемого воздуха. Устанавливается непосредственно в помещении и образует бесканальную систему местного воздушного отопления. Применяется для отопления цехов пром.
предприятий, крупных помещений обществ, и с.-х. зданий при отсутствии системы приточной вентиляции. О.а. выпускаются подвесного и напольного типов. Подвесной состоит из вентилятора осевого и калорифера, заключ. в общий корпус. На выходе из О.а. устанавливается многостворчатый клапан с ручным или автоматич. управлением для изменения направления воздушного потока в вертик. плоскости. Один подвесной агрегат может нагревать до 20 тыс.м3/ч воздуха, передавая в помещение до 300 кВт теплоты. Примером может служить одноструйный О.а. типа А02-11-02УЗ, предназнач. для подачи 10 тыс.м3/ч воздуха при тепловой мощности 100 кВт и темп-ре нагретого воздуха 50°С, работающий на высоко- темп-рной воде с предельным давлением 1,2 МПа. О.а. может применяться в р-нах с умеренным климатом. Модификациями этого агрегата предусматривается обводной канал у калорифера (двухструйный О.а.) или увлажнит, ванна с водонагревателем для бесфорсуночного увлажнения обрабатываемого воздуха. В двухструйном О.а. верхняя струя более холодного воздуха не позволяет осн. нагретой струе подняться вверх, что увеличивает дальнобойность струи в целом.
В напольных О.а. используются
а -г- при параллельных компактных струях; б — при неполных веерных струях
вентиляторы, радиальные и осевые. Их тепловая мощность может превышать мощность подвесных агрегатов. Воздух нагревается не только водой или паром, но и при сжигании газообразного топлива. В газовоздушных О.а. кроме вентилятора радиального и калорифера предусматриваются фильтр для очистки воздуха и дымоход для удаления продуктов сгорания топлива в атмосферу. Нагретый в О.а. воздух выпускается на высоте (0,35— 0,65) hn от пола (Лп — высота помещения) преимущественно наклонными струями под углом 35° к горизонту (наклонная подача воздуха) или горизонт, струями (сосредоточ. подача). Последняя обеспечивает большую дальнобойность, струи и применяется в помещениях' значит, площади и огранич. высоты. Кол-во устанавливаемых в помещении О.а. должно быть не менее двух с расстояние^ между ними b 5 З/in при параллельных компакт-
пых струях, до 10/in при неполных веерных и 1,6Лп при наклонных струях.
Тепловая мощность двухструйного О.а. принимается равной теплопотерям помещения, но не всего, а обслуживаемой ячейки объемом в /Ап (/ — дальнобойность струи). Тепловую мощность одноструйных агрегатов с учетом всплывания нагретой струи и возрастания теплопотерь через потолок увеличивают на 10% при наклонной подаче и на 25% при горизонт, возду- хораспределении. Нач. темп-pa и скорость воздуха на выходе из О.а. определяются расчетом из условия обеспечения принятой дальнобойности струи и нормативных параметров на входе струи в рабочую зону (или в обратном потоке). При этом обеспечивается такая кратность воздухообмена, к-рая соответствует наименьшему расходу электроэнергии в О.а.
ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОТЕЛ — источник теплоты центрального отопления отд. дома или р-на со мн. домами. Применяют О.к. для подогрева воды (см. Водогрейный котел) или для получения пара (см. Паровой котел).
ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР — один из осн. элементов системы отопления зданий разл. назначения, предназ- нач. для обогревания и поддержания теплового баланса воздуха помещения при
Размещение отопительного прибора под окном а — низкого и длинного; б — высокого и короткого
заданной темп-ре внутр, воздуха путем передачи теплоты от теплоносителя (воды, пара, воздуха), циркулирующего в системе отопления и проходящего через О.п., в-отапливаемое помещение. Теплота передается конвекцией и излучением (радиацией), а при использовании О.п., являющихся частью ограждающих конструкций, и теплопроводностью. Наиболее распростран. типы О.п. — радиаторы (секционные, блочные, в т.ч. с промежуточными элементами, и панельные), конвекторы : (с кожухом и без кожуха), ребристые трубы, гладкотрубные отопительные приборы, отопительные панели, приборы динамического отопления (вентиляционные конвекторы и де- централизов. нагреватели-доводчики) и радиац. потолочные панели. По преобладающему способу передачи теплоты О.п. подразделяются на: радиац. (теплоизлучающие потолочные панели), конвективные (конвекторы с кожухом) и кон- вективно-радиац. (радиаторы отопительные, конвекторы без кожуха). К автономным О.п. относятся газовые (при сжигании газа непосредственно в приборе) и электрич., в к-рых электроэнергия трансформируется в тепловую. По исполь- зов. материалам О.п. различаются: ме- таллич. — из чугуна, стали, алюминия и его сплавов, меди или комбинации этих металлов; неметаллич. — из керамики,
Отопительный прибор
а — радиатор чугунный секционный; б — радиатор стальной панельный; в — прибор из трех гладких горизонтальных стальных труб; г — конвектор с кожухом; д — прибор из двух чугунных ребристых труб; 1 — канал для теплоносителя; 2 — пластина нагревателя; 3 — чугунный фланец
фарфора, стекла, бетона и полимерных материалов; комбиниров. — напр., в виде бетонных панелей с замонолич. в них трубчатыми регистрами из стали, стекла или полимерных материалов. По высоте О.п. делятся на высокие (выше 650 мм), средние (более 400—500 мм), низкие (более 200—400 мм) и плинтусные (200 мм и менее); по глубине в установке (с учетом определяемого кронштейном расстояния от прибора до стены) — малой (до 120 мм вкл.), средней (более 120—200 мм) и большой глубины (более 200 мм). По схе
ме циркуляции теплоносителя О.п. подразделяются на концевые и проходные, по тепловой инерции — на малоинерц., имеющие небольшую массу и вмещающие малое кол-во воды (напр., конвекторы), и инерц., массивные, вмещающие значит, кол-во воды (напр., бетонные панели). Преимущественные области применения отд. видов О.п.: радиаторы чугунные секц. и блочные используются как приборы общего назначения особенно в системах отопления, в к-рых не удается обеспечить повыш. требования к теплоносителю и воздушной среде (при повыщ. требованиях к чистоте поверхности приборов — радиаторы с увелич. расстоянием между колонками соседних секций и без внешнего оребр.); радиаторы стальные панельные и секционные — при неагрессивных теплоносителе и воздушной среде в помещении; гладкотрубные приборы — при повыш. сан.-гигиенич. требованиях и агрессивных теплоносителе и воздушной среде в помещениях; конвекторы с кожухом, оборудов. регулирующим тепловой поток воздушным клапаном конвектора, — при необходимости индивид, регулирования теплоотдачи; конвекторы без кожуха, не оборудов. воздушным клапаном, — в зданиях разл. назначения для уменьшения стоимости системы отопления (в частности, в теплицах и во вспо- могат. помещениях производств, зданий); высокие конвекторы — в вестибюлях, лестничных клетках, помещениях большого объема обществ, зданий; ребристые трубы — в производств, и с.-х. зданиях.
При традиц. конструкциях оконных переплетов радиационно-конвективные приборы целесообразнее всего устанавливать под окнами с перекрытием ими не менее 75% длины подоконника (это требование обязательно для больниц, детских дошкольных учреждений, школ, домов престарелых и инвалидов) в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Тепловой поток с 1 м длины прибора (теплоплотность) должен быть достаточным, чтобы нейтрализовать ниспадающую струю охлажд. у окна или наружного ограждения воздуха и не допустить отклонения ее в рабочую зону помещения; при этом темп-pa внутр, поверхности стекла не должна быть ниже темп-ры, соответствующей условиям комфортности. О.п. должен обеспечивать выполнение этих требований, поэтому однотипные по форме и назначению приборы выпускаются разл. как по размерам (высоте, глубине), так и по теплоплот- ности. Важнейшая хар-ка О.п. — номинальный тепловой поток в кВт, передаваемый от теплоносителя воздуху и ограждениям помещения при нормиров, условиях. В отечеств, практике для всех О.п., работающих в режиме свободной конвекции (т.е. кроме приборов динамич.
отопления), за нормиров, принимают такие условия, при к-рых разность средней темп-ры теплоносителя в приборе и темп-ры воздуха в помещении составляет 70°С, расход горячей воды через прибор — 0,1 кг/с (ЗбОкг/ч), барометрич. давление воздуха в помещении — 1013,3 гПа (760 мм рт.ст.), а движение теплоносителя осуществляется по схеме "сверху вниз". По этой хар-ке определяются важные показатели О.п.: уд. масса, кг/кВт, т.ё. отношение массы прибора к номинальному тепловому потоку; трудоемкость изготовления и монтажа; себестоимость; номенклатурный шаг — разность но мин. тепловых потоков приборов соседних типоразмеров. Чем меньше номенклатурный шаг, тем точнее подбор О.п. и тем меньше дополнительный расход теплоты на отопление. Действит. тепловой поток О.п. в системе отопления отличается, как правило, от номин. из-за всегда имеющихся отклонений фактич. разности темп-p, расхода теплоносителя и барометрич. давления от нормиров. Фактич. расход теплоносителя в О.п. находят путем отнесения требуемого теплового потока к кол-ву теплоты, получаемому от 1 кг теплоносителя при его охлаждении (вода, воздух) или конденсации (пар) в О.п. Типоразмер принятого вида О.п. выбирается путем сопоставления требуемого номин. теплового потока с каталожными значениями, причем требуемый номин. тепловой поток определяют путем приведения фактич. темп-ры и расхода теплоносителя, а также барометрич. давления к нормируемым условиям.
К О.п. предъявляются разл. требования, дополняющие и уточняющие требования к системам отопления в целом: теплотехнич. — наибольшая плотность теплового потока, отнес, к единице площади наружной теплоотдающей поверхности, характеризуемая коэфф, теплопередачи О.п., малый номенклатурный шаг, широкая номенклатура типоразмеров по теплоплотности; сан.-гигиенич. — ограничение темп-ры наружной поверхности (желательно ниже 70°С), доступность и удобство очистки от пыли и загрязнений; экономии. — экономный расход материалов (в первую очередь, металлов) на изготовление О.п., характеризуемый его уд. массой, низкая себестоимость; архитектурно-строит. — соответствие интерьеру помещения, компактность, широкая номенклатура по высоте и глубине; производственно-монтажные — низкая трудоемкость и высокая степень механизации и автоматизации при изготовлении и монтаже; эксплуатац. — надежность, механич. прочность при рабочем избыточном давлении теплоносителя не менее 0,6 МПа, ремонтопригодность, малая тепловая инерция.
При размещении О.п. вертик. оси их
и оконного проема должны совпадать (допускается отклонение не более 50 мм). В жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, административно-бытовых зданиях производств, и с.-х. предприятий допускается смещение О.п. от оси проемов для унификации длины подводок к ним. Настенные О.п. устанавливаются возможно ближе к полу помещений (миним. расстояние от него 60, в лечебных учреждениях — 100, макс, не более 50 мм глубины прибора в установке) и, как правило, открыто. Если по спец, требованию необходимо ограждение или декорирование О.п., то теплоотдающая площадь укрытого прибора из-за связанного с этим снижением эффективности его теплопередачи не должна увеличиваться более чем на 10% площади открыто уста- новл. прибора.
Тенденции развития О.п. предусматривают совершенствование (вт. ч. создание приборов динамического отопления) их формы и внешн. вида, расширение номенклатуры, снижение уд. массы и трудоемкости при изготовлении, транспортировании и монтаже, повышение надежности и улучшение эксплуатац. показателей.
ОТОПИТЕЛЬНЫЙ СЕЗОН — период времени действия отопления зданий и сооружений. О.с. устанавливается как среднестатистич. число сут в году, когда средняя суточная темп-pa наружного воздуха устойчиво (в течение не менее 3 сут) равна 8°С или ниже. Завершается О.с. при столь же устойчивом повышении темп-ры до 8°С и выше. Продолжит. О.с. на юге СНГ составляет 3—4, на большей части территории страны 6 — 8, на Крайнем Севере 9—11 мес. По средней статистич. продолжительности О. с. определяет суровость зимы в данной местности, выражаемую в градусо-сутках. Фактич. продолжит. О.с. ежегодно изменяется, но в расчет берется среднестатистич. величина.
ОТОПЛЕНИЕ — искусств, обогревание помещений для поддержания в них темп-ры на уровне, определяемом допустимыми условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями технологич. процесса. О. осуществляется стационарной или переносной отопит, установкой, обладающей определенной тепловой мощностью. Элементы стационарной отопит, установки разрабатывают при проектировании здания и увязывают со строит, конструкциями. Они должны сочетаться с планировкой и интерьером помещений. Монтаж отопит, установки проводят в процессе возведения здания. О. зданий и сооружений применяют в течение холодного времени года, когда потери теплоты, через ограждающие
конструкции и на нагревание инфильтрующегося в помещения холодного воздуха превышают выделения теплоты, т.е. для возмещения дефицита теплоты.
Функционирование О. помещения характеризуется изменчивостью использования тепловой мощности отопит, установки, зависящей от наружных метеорология. условий. При понижении темп-ры наружного воздуха и усилении ветра подача теплоты должна увеличиваться, при повышении темп-ры, проникании солнечных лучей в помещение — уменьшаться. Кроме того, может изменяться поступление теплоты в помещение от внутр, производств, и бытовых источников. О. помещений совместно с вентиляцией создает требуемые сан.-гигиенич. условия в холодный период года, улучшает самочувствие людей, способствует повышению производительности труда и качества продукции. В отапливаемых зданиях дольше сохраняется благоприятный темп-рно- влажностный режим их конструкций. В сооружениях агропром, комплекса поддерживаются условия, обеспечивающие макс, продуктивность животных, птицы и растений, сохранность овощей и фруктов.
О. помещений путем сжигания топлива применялось с древнейших времен. Постепенно способы сжигания топлива совершенствовались, от Очагов переходили к жаровням, отопительным печам, каминам, конвекторам, излучателям и др. отопительным приборам. В осн. это было местное отопление, однако встречалось и центральное. Различные способы О. помещений трудно отнести к опред. этапам историч. развития общества. В одйо и то же время соседствовали технич. устройства О., стоящие и на самом низком, и на достаточно высоком уровне. Самый простой и древний способ О. путем сжигания топлива внутри помещения применялся наряду с центр, установками О. Так, имеются сведения, что в г. Эфесе, основанном в X в. до н.э. на территории соврем. Турции, для отопления уже в то время использовались системы трубок, в к- рые подавалась нагретая вода из закрытых котлов, находящихся в подвалах домов. В Римской империи, в Германии в средние века для О. помещений использовался воздух, нагретый в подпольных каменных каналах, предварительно прогретых горячими дымовыми газами, полученными от сжигания топлива в центр, камере. В течение нескольких тысячелетий применялись для О. жилищ глинобитные печи, топившиеся "по-черному", с отводом дыма в помещение и через него наружу. Устраивалось также центр, огневоздушное подпольное О., обнаруженное в остатках многочисл. построек на территории Ха- кассии в Сибири, Древнем Китае и Древней Греции. В России в XV в. появились "белые" отопит, печи с дымовыми тру-
бами, воздушное отопление (напр., в Грановитой палате в Московском Кремле). В XVIII в. в Англии и Франции стали использовать водяной пар и нагретую воду для О. сначала оранжерей и теплиц, а затем и зданий. В России первая установка парового отопления была осуществлена в Петербурге в 1816, водяного — в 1834. Вы- сокотемп-рное паровое отопление высокого давления устраивалось исключительно в производств, зданиях. Позднее стали применять паровое отопление низкого давления. Водяное отопление преимущественно распространялось в гражданском стр-ве, в первую очередь — в больницах. Со временем центральное отопление стало осн. способом обогревания городских зданий и сооружений, в сельской местности большей частью применялось местное О.
О. осуществляется ■ путем переноса теплоты от ее источника в обогреваемые помещения с помощью теплоносителя. В зависимости от осн. видов применяемого теплоносителя О. наз. водяным, паровым или воздушным. К О. с газообразным теплоносителем относится печное отопление. В отд. р-нах страны встречается геотермальное и солнечное отопление. Используются также электрическое отопление и газовое отопление. Часто применяется комбинированное отопление. Способ О. в большой мере зависит от особенностей конструктивного и архитектурнопланировочного решения зданий и сооружений. Но прежде всего по преобладающему способу передачитеплоты О. может быть конвективным или лучистым, и осуществляется спец, технической установкой, наз. системой отопления.
Направления совершенствования О. определяются общими задачами и достижениями развития техники. Предъявляются повыш. требования к тепловому режиму помещений, зависящему от действия О. Известны, напр., оптим. темп- рные условия работы учащихся: это темп- ра 22°С с отклонением от нее не более чем на -1 и +2°С. Для создания подобных благоприятных условий труда и быта людей разрабатываются технически более совершенные установки О. При этом их отд. элементы (узлы и детали) унифицируются для сокращения затрат труда в процессе создания таких систем. Исследуются и внедряются отОпит. установки, основанные не на сжигании традиц. видов органич. топлива (твердого, жидкого, газообразного), а на использовании сбросной теплоты и возобновляемых источников теплоты, в т.ч. низко- темп-рных.
Эффективность действия систем отопления предполагается повышать путем оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания отопит, установкам надежности в эксплуатации, ав
томатизации их работы. Подлежат дальнейшему исследованию с целью экономии теплоты режимы эксплуатации и способы управления отопит, установками.
ОТСОС ВОЗДУХА БОКОВОЙ — разновидность местного отсоса воздуха открытого типа, представляющая собой одну (или две) располож. сбоку от
Отсос воздуха боковой
а—одиночный; б—одиночный с экраном; в — угловой; 1 — панель равномерного всасывания; 2 — конвективный источник вредных выделений;3— экран
источника вредных выделений вертик. панель с всасывающими отверстиями. Применяют для улавливания загрязн. воздушных потоков конвективного и ме- ханич. происхождения в тех случаях, когда более предпочтительное соосное расположение всасывающего, отверстия и загрязн. воздушного потока невозможно по условиям технология, процесса. Несоосное расположение всасывающего отверстия приводит к изменению траектории воздушной струи, благодаря взаимодействию скоростных полей факела всасывания и струи. Улавливающее действие факела усиливается, если конструкция О.в.б. формирует подтекание воздуха со стороны локализуемого источника вредных выделений. Изменение траектории струи требует дополнит, расхода
отсасываемого воздуха по сравнению с его расходом при соосно располож. отсосе. Применительно к существующим техно- логич. процессам разработано три вида конструкций О.в.б.: одиночный; одиночный с экраном; угловой. Панели могут устанавливаться как на кромке источника вредных выделений, так и на нек-ром расстоянии от него.
ОТСОС ВОЗДУХА БОРТОВОЙ — разновидность местного отсоса воздуха открытого типа. Имеет воздухоприемное отверстие щелевидной формы, располага-
Отсос воздуха бортовой
а — обыкновенный односторонний; б — опрокинутый односторонний; 1 — кожух обыкнов. бортового отсоса; 2 — ванна; 3 — кожух опрокинутого бортового отсоса
емое вблизи границы источника вредных выделений, предназначен для ( улавливания вредных паров и газов., выделяющихся на горизонт, площадках. Наибольшее применение О.в.б. получили" при локализации вредных выделений от ванн металлопокрытий и травления, а также от столов для намазки клеем, ручной покраски мелких изделий и т.д. О.в.б. наз. простым, если плоскость воздухоприемного отверстия вертикальна, и опрокинутым, если она горизонтальна. Простые отсосы для ванн применяют при высоком уровне раствора (80—100 мм до нижней кромки щелевого отверстия); опрокинутые — при более низком (120—200 мм). Для опрокинутых О.в.б., направляющих поток отсасываемого воздуха ближе к зеркалу
ВВ1 — воздуховод равномерной раздачи воздуха; 2 — граница настилающейся струи; 3 — кожух одностор. бортового отсоса1 — воздуховод равномерной раздачи воздуха; 2 — граница настилающейся струи; 3 — кожух одностор. бортового отсосаОтсос воздуха нижний бортовой1 — щель; 2 — куполообразная поверхность; 3 — направление подтекающего воздуха; b,b 1, Ь 2— размеры, м; v о — скорость воздуха в щели, м/сОтсос воздуха нижний бортовой1 — щель; 2 — куполообразная поверхность; 3 — направление подтекающего воздуха; b,b 1, Ь 2— размеры, м; v о — скорость воздуха в щели, м/с
В
В
1 — воздуховод равномерной раздачи воздуха; 2 — граница настилающейся струи; 3 — кожух одностор. бортового отсоса
1 — воздуховод равномерной раздачи воздуха; 2 — граница настилающейся струи; 3 — кожух одностор. бортового отсоса
Отсос воздуха нижний бортовой
1 — щель; 2 — куполообразная поверхность; 3 — направление подтекающего воздуха; b,b 1, Ь 2— размеры, м; v о — скорость воздуха в щели, м/с
Отсос воздуха нижний бортовой
1 — щель; 2 — куполообразная поверхность; 3 — направление подтекающего воздуха; b,b 1, Ь 2— размеры, м; v о — скорость воздуха в щели, м/с
Отсос воздуха бортовой со сдувом
жидкости, требуется меньший расход воздуха. Односторонние О.й.б. (воздухоприемная щель расположена с одной стороны ванны) целесообразно применять при. ширине ванны В < 700; двухсторонние, требующие меньшего расхода воздуха — при ширине 700 < В < 1200 мм. Если ширина ванны В > 1200 мм, целесообразно сооружение О.в.б. с передувом. Высота щели О.в.б. по конструктивным соображениям принимается. 0,15, но не менее 50 мм. Постоянство расхода по длине обеспечивают обычно следующими способами: отсос выполняют в виде воздуховода равномерного всасывания со щелью пост, высоты; отсос устраивают из огд. секций, вытяжной патрубок каждой из к-рых соединяют с вытяжным воздуховодом конфузором с углом раскрытия а <60°. Одной из причин выноса вредных выделений из ванн является тепловая конвективная струя. Работа О.в.б. определяется взаимодействием конвективной струи и спектра всасывания щелевого отсоса. Скорость подъема воздуха в струе уравновешивается направл. в противоположную сторону скоростью воздуха, уходящего в О.в.б. В результате над источником формируется купол загрязн. воздуха, наз. "спектром вредных выделений" и замыка
ющийся на О.в.б. Расстояние между зеркалом ванны и верхней точкой купола зависит от объема удаляемого воздуха. Расход отсасываемого воздуха зависит от степени токсичности выделений: чем они токсичнее, тем меньше допускаемая высота спектра.
Аналитич. способы расчета объема удаляемого воздуха дают значит, погрешности. Поэтому осн. методом исследований является эксперимент, в основу к- рого положены след, предпосылки: эффективность О.в.б. определяется макс, высотой куполовидного спектра вредных выделений, измеряемой от зеркала раствора; конвективный поток .оценивается значением разности темп-p раствора в ванне и воздуха помещения; объем вытяжки, обеспечивающий заданную высоту купола спектра, зависит от мощности конвективного потока, уровня раствора в ванне, подвижности воздуха в помещении.
Ванны шириной 2000 > В > 1200 мм целесообразно оборудовать О.в.б. со сдувом, позволяющим сократить расход воздуха по сравнению с простыми и опрокинутыми отсосами. О.в.б. со сдувом представляет собой простой одностор. отсос, активиров. поддувом при настилающейся на поверхность раствора плоской воздушной струе, направл. из воздуховода с противоположной стороны ванны. При внешн. сходстве с простым односторонним О .в.б. он принципиально отличается от него своей работой. Настилающаяся струя подхватывает испарения, не позволяя сформироваться конвективной струе, а подтекающий сверху к границе настилающейся струи воздух способствует локализации вредных выделений, удержанию их в границах настилающейся струи. Задача отсоса — принять подтекающую струю. Высота О.в.б. должна быть равной или неск. большей струи на входе в отсос, а средняя скорость во всасывающем отверстии — равной или неск. большей средней скорости в струе.
Нижний отсос сооружают, когда применение более экономичных отсосов невозможно по конструктивным и техно- логич. требованиям. Он представляет собой систему воздухоприемных отверстий, располож. по периметру источника вредных выделений. Работа такого местного отсоса состоит во взаимодействии скоростных полей конвективной струи, формирующейся над источником, и нижнего отсоса. В результате над источником формируется зона загрязн. воздуха, огранич. куполообразной поверхностью, охватывающей источник и замыкающейся на местный отсос. На этой поверхности скорость конвективной струи уравновешивается противоположно направл. скоростью местного отсоса, восходящий поток тормозится и начинает движение в обратную сторону.
ОТСОС ВОЗДУХА ВИТРИННЫЙ — разновидность местного отсоса воздуха полуоткрытого типа. Оборудуют обычно у рабочих столов. Его
Отсос воздуха витринный
— воздуховод равномерного всасывания; 2 — кожух; 3 — рабочий проем; 4 — рабочий стол
рабочий проем для удобства наклонен к плоскости горизонта. Применяют для удаления вредных выделений тяжелее воздуха. Протяженность рабочего проема может быть значит., поэтому воздух удаляется воздуховодом равномерного всасывания, иногда улиткообразной формы как более простого в изготовлении.
ОТСОС ВОЗДУХА КОЛЬЦЕВОЙ — разновидность местного отсоса воздуха остаточного типа. Ими оборудуют шахтные термин, печи и круглые ванны, если по технология, условиям невозможно
Отсос воздуха кольцевой
а — со щелью у верхней кромки; б — со щелью, опущенной к зеркалу ванны; 1 — зеркало ванны; 2— граница спектра вредностей; 3 — щель; 4 — кожух отсоса
устройство вытяжного зонта или вытяжного шкафа, обеспечивающих более надежную локализацию вредных выделений. Применяют О.в.к. двух видов: со щелью у верхней кромки и щелью, опущ. к зеркалу ванны. Для работы отсосов этого типа характерно подтекание воздушного потока сверху вниз, что способствует более надежной работе по сравнению с работой бортовых отсосов воздуха. О.в.к. может выполняться в виде кожуха либо состоять из двух полуколец воздуховодов равномерного всасывания. Предпочтителен О.в.к. со щелью, опущ. к зеркалу ванны. Эффективность работы отсоса возрастает с увеличением высоты бортов ванны /гв, стабилизирующих вертик. воздушный поток. Если ванна или термин, печь заключена в кожух для обеспечения равномерности отсоса подлине щели, отсасывающий воздуховод должен присоединиться внизу на расстоянии до оси щели не менее двух диаметров воздуховодов, а также с отношением A/D<0,04. Практически приемлемо и отношение b/D < 0,08, при к-ром отклонения от средней скорости в щели составляют ± 16%. Заглубление верхней кромки щели Ав должно приниматься возможно большим, но для предотвращения охлаждения поверхности ванны подтекающим воздушным потоком Ан 2: 2b. Если О.в.к. составлен из двух полукольцевых отсосов, отсасывающий горизонт, воздуховод присоединяют соосно со щелью, вертик. — к отверстию в нижней стенке отсоса. Допустимую высоту спектра вредных выделений над отсосом принимают в пределах 0—0,15 м. Требуемый объем удаляемого воздуха зависит от конструктивных особенностей О.в.к. (D, Ав, Ь, Ан) и допустимой высоты спектра вредных выделений.
' ОТСТАИВАНИЕ ВОДЫ — процесс выделения из нее под действием гравитац. сил взвеш. в-в; при этом частицы с плотностью, большей плотности воды, движутся вниз, с меньшей — вверх. Сооружения, в к-рых осуществляется этот процесс, наз. отстойниками (см. Отстойник вертикальный, Отстойник горизонтальный, Отстойник радиальный, Отстойник с вращающимся устройст-
Кинетика отстаивания сточных вод металлургического производства при исходной концентрации взвеш. в-в, 500 мг/л (кривая — 1), 200 мг/л (кривая — 2) и 50 мг/л (кривая —3)
вом для распределения и сбора воды, Отстойник тонкослойный').
Природные воды, забираемые из поверхностных источников водоснабжения, как правило, загрязнены взвеш. в- вами, имеющими плотность больше плотности воды, поэтому их можно отнести к суспензиям. Сточные воды могут быть как суспензиями, так и эмульсиями. В последнем случае взвеш. в-вами являются масла, жиры и нефтепродукты. В производств, сточных водах компоненты загрязнений, имеющие плотность больше и меньше плотности воды, часто присутствуют одновременно. Эффективность процесса О.в. определяется скоростью осаждения взвеш. частиц, от к-рой зависят продолжит. процесса и объем отстойных сооружений. Осн. фактором, определяющим продолжит, процесса О. в., является дисперсность (крупность) частиц. Ее условно принято разделять на пять классов: грубодисперсные размером более 10'1 мм; среднедисперсные — 10"1—24 О’", мелкодисперсные —■ 10"2—К)"3, коллоидные — 10"3—10"6 и растворенные — менее 10‘6 мм. Скорость осаждения при равной дисперсности выше для частиц с большей плотностью и увеличивается при снижении вязкости жидкой фазы. При расчете отстойных сооружений необходимо вносить поправку на вязкость, если существует вероятность изменения темп- ры воды. За грубодисперсными частицами (Re > 1) при осаждении образуется турбулентный вихрь, к-рый может захватить близрасполож. частицу меньшего размера, увеличивая скорость ее осаждения. С другой стороны, в суспензиях с большим содержанием взвеш. частиц наблюдается снижение скорости осаждения их вследствие взаимного влияния оседающих частиц. Этот процесс получил назв. стесненного осаждения. Скорость осаждения зависит также от поверхностных свойств взвеш. частиц, оцениваемых £ - потенциалом и смачиваемостью (гидрофобностью). Растворен, соли могут заметно увеличивать плотность воды, способствовать агломерации — соединению взвеш. частиц в агломераты и ускорению их осаждения.
При расчете отстойных сооружений скорость осаждения частиц, к-рые нужно выделить, рекомендуется определять опытным путем. Эффективность процесса О.в. в проточных отстойных сооружениях отличается от эффективности его в статич. условиях.
Эффективная работа отстойников в значит, степени зависит от конструкций водораспределит. и водосборных узлов, Равномерное распределение потока воды обеспечивает макс, использование объема отстойного сооружения.' Из-за несовершенства конструкций водораспределит. и
водосборных устройств использование объема в отстойных сооружениях, как правило, не превышает50—55%.
Процесс отстаивания нашел широкое применение. Практически на всех станциях очистки питьевых и сточных вод городов и пром, предприятий существуют отстойники. Очистка сточных вод от масел и нефтепродуктов осуществляется гл. обр. в отстойных сооружениях. Для повышения эффективности процесса О.в. и сокращения объема отстойных сооружений применяют предварит, коагуляцию или флокуляцию загрязнений реагентами. В этом случае узел сооружений отстаивания дополняют узлом реагентной обработки воды.
ОТСТОЙНИК — сооружение на станции очистки природных и сточных вод в виде резервуара или бассейна. Служит для выделения из сточной жидкости взвеш. примесей путем их осаждения под действием силы тяжести при малых скоростях движения потока. См. также Отстойник вертикальный. Отстойник горизонтальный, Отстойник радиальный, Отстойник с вращающимся устройством для распределения и сбора воды, Отстойник тонкослойный.
ОТСТОЙНИК ВЕРТИКАЛЬНЫЙ — сооружение для очистки воды,, в к-ром процесс осаждения или всплытия загрязнений происходит в потоке, движущемся вертикально вверх или вниз. В О.в. наиболее распространены конструкции, в к-рых исходная вода подается в центр, трубу, по к-рой движется вниз и относительно равномерно распределяется по поперечному сечению О.в. щитом, установл. перед раструбом центр, трубы, а затем поднимается вверх, при этом происходит выделение из нее загрязнений. Осветл. вода переливается через водосдив в кольцевой лоток и удаляется из сооружения. Разработаны проекты О.в. диаметром 4; 6 и 9 м. Эффективность использования их объема довольно
Отстойник вертикальный
1 — шламоотводящий трубопровод; 2 — отражающий щит; 3 — центр, труба; 4 — подводящий трубопровод; 5 — полупогруженная кольцевая перегородка; б — водосборный лоток
Отстойник вертикальный с нисходяще-восходящим потокомОтстойник вертикальный с нисходяще-восходящим потоком1— шламопровод; 2 — подающий трубопровод; 3 — приемная камера; 4 — распределит, кольцевой лоток; 5 — полупогруженная кольцевая перегородка; б — водоприемный лоток; 7 — отводящий трубопровод1— шламопровод; 2 — подающий трубопровод; 3 — приемная камера; 4 — распределит, кольцевой лоток; 5 — полупогруженная кольцевая перегородка; б — водоприемный лоток; 7 — отводящий трубопроводнизкая. Коэфф, использования объема примерно равен 0,4- Имеется О.в. с нисходяще-восходящим потоком. Вследствие более благоприятных гидравлич. условий движения потока этот отстойник обеспечивает тот же эффект очистки при в 1,3—1,5 раза больших уд. гидравлич. нагрузках. Существуют О.в, квадратной в плане формы. В них выделенный осадок накапливается в четырех одинаковых приямках. Осадок из О.в. удаляется под действием гидростатич. напора при отсутствии к.-л. механизмов. Особенно эффективно применение О.в. при выделении из сточных вод гелеобразных осадков, к-рые практически невозможно удалять скребковыми механизмами, применяемыми в отстойниках горизонтальных. Представляет интерес О.в., в к-ром объем разделен цилиндрич. перегородкой на две зоны. Исходная вода подается в периферийную зону, а осветл. отводится из центр, зоны через кольцевые лотки. Благодаря равномерному отводу воды обеспечивается достаточно полное использование объема отстойной части, при этом коэфф, использования объема составляет 0,7, а удельная гидравлич. нагрузка может быть принята 2—2,5 м3/м2.
Отстойник вертикальный с нисходяще-восходящим потоком
Отстойник вертикальный с нисходяще-восходящим потоком
1— шламопровод; 2 — подающий трубопровод; 3 — приемная камера; 4 — распределит, кольцевой лоток; 5 — полупогруженная кольцевая перегородка; б — водоприемный лоток; 7 — отводящий трубопровод
1— шламопровод; 2 — подающий трубопровод; 3 — приемная камера; 4 — распределит, кольцевой лоток; 5 — полупогруженная кольцевая перегородка; б — водоприемный лоток; 7 — отводящий трубопровод
ОТСТОЙНИК ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ — сооружение прямоугольной формы для очистки воды, в к-ром процесс осаждения или всплытия загрязнений происходит в потоке воды, движущейся в горизонт, направлении. О.г. предназначен для выделения загрязнений с плотностью, большей и меньшей плотности воды, может применяться для очистки малых и больших расходов воды. Важное значение для эффективной работы О.г. имеет равномерное распределение потока воды по его поперечному сечению, к-рое определяется конструкцией впускного устройства исходной воды и сборного — очищенной. Для достижения такого
Отстойник горизонтальныйОтстойник горизонтальныйI — распределит, лоток; 2 — впускные отверстия; 3 — щламоотводящий трубопровод; 4 — шламовый приямок; 5 —тележка с приводом; б — полупогру- женный щит; 7 — водоприемный лоток; 8 — скребокI — распределит, лоток; 2 — впускные отверстия; 3 — щламоотводящий трубопровод; 4 — шламовый приямок; 5 —тележка с приводом; б — полупогру- женный щит; 7 — водоприемный лоток; 8 — скребокВодосборный лоток с удлиненным водосливом 1 — водосборный лоток; 2 — боковая стенка горизонт, отстойникаВодосборный лоток с удлиненным водосливом 1 — водосборный лоток; 2 — боковая стенка горизонт, отстойникараспределения иногда на небольшом расстоянии перед впускным трубопроводом устанавливают щелевую перегородку. Однако эффективнее такой перегородки наклонный отбойный щит, образующий с передней торцевой стенкой О.г. щель. За ним на небольшом удалении устанавливают дырчатую перегородку. Общая площадь отверстий в перегородке составляет 7% площади поперечного сечения О.г. Такая конструкция обеспечивает достаточно хорошее распределение входящего потока (коэфф, распределения равен примерно 80%).
Отстойник горизонтальный
Отстойник горизонтальный
I — распределит, лоток; 2 — впускные отверстия; 3 — щламоотводящий трубопровод; 4 — шламовый приямок; 5 —тележка с приводом; б — полупогру- женный щит; 7 — водоприемный лоток; 8 — скребок
I — распределит, лоток; 2 — впускные отверстия; 3 — щламоотводящий трубопровод; 4 — шламовый приямок; 5 —тележка с приводом; б — полупогру- женный щит; 7 — водоприемный лоток; 8 — скребок
Водосборный лоток с удлиненным водосливом 1 — водосборный лоток; 2 — боковая стенка горизонт, отстойника
Водосборный лоток с удлиненным водосливом 1 — водосборный лоток; 2 — боковая стенка горизонт, отстойника
Очищ. вода из О.г. через водослив отводится в водосборный лоток. Для
снижения гидравлич. нагрузки на во- досливн. кромку лотка, а следовательно, более равномерн. распределения воды по горизонт, площади отстойника, в нек-рых случаях удлиняют кромку водослива — используют боковые стенки, лотка и устраивают водосборн. лотки на боковых стенках отстойника. Для более полного использования объема перед водосливом устанавливают полупогруж. перегородку, к-рая также служит для удержания всплывших на поверхность легких загрязнений (масел, нефтепродуктов и т.п.). Осевший на дно шлам удаляется скребковым механизмом, сдвигающим его в приямки, располож. в начале О.г. Из приямков шлам отводится через шламопровод под действием гидростатич. давления или гидроэлеватором. Если шламопровод уложен под днищем О. г., шлам в него попадает через донные клапаны, ус- тановл. в каждом приямке. Скребковый механизм представляет собой бесконечную цепь с закрепл. на ней скребками или тележку в виде фермы с одним скребком. В последнем случае на боковых стенках О.г. укладывают рельсовые пути, по крым движется тележка. Привод фермы должен быть реверсивным, а скребок при движении фермы в обратном направлении подниматься вверх. Плавающие загрязнения и осевший на дно шлам в О.г. удаля-
Отстойник горизонтальный с несколькими шламовыми приямками
1 — водораспределит. щит; 2 —дырчатая водорасп- ределит. перегородка; 3 — водосборный лоток; 4 — шламовые приямки; 5 — шламоотвоДящие патрубки
ются, как правило, одним и тем же скребковым механизмом. Плавающие загрязнения сгоняются к поворотной щелевой трубе или маслосборному лотку, по к-рым отводятся из О.г. В зарубежных конструкциях О.г. шлам и плавающие загрязнения, как правило, удаляются разными • скребковыми механизмами.
Для О.г. малых в плане размеров устраивают неск. шламовых приямков и располагают их по длине сооружения. В этом случае осадок накапливается в приямках и удаляется под действием гидростатич. напора. О.г., применяемый для локальной очистки сточных вод, целесообразно выполнять из металла. Осадок из приямков под действием гидростатич. напора поступает в шламосборный лоток, транспортирующий его на узел обезвоживания.
ОТСТОЙНИК РАДИАЛЬНЫЙ — сооружение для очистки воды, в к-ром поток движется из центр, части в радиальном направлении к периферии, где расположен кольцевой водосборный лоток. В отечеств, практике применяют О.р. круглой формы; за рубежом существуют квадратные О.р. Осн. преимущества О.р. состоят в большой длине водосливной кромки водоприемного лотка и как следствие — в малой скорости потока на входе из отстойной зойы сооружения, в крой из воды выделяются наиболее трудно осаждаемые примеси и уменьшается подсос выпадающего осадка. Для снижения гидравлич. нагрузки на водослив водосборный лоток устанавливают на небольшом удалении от стенки О.р., вследствие чего внутр, и внешн. борта лотка выполняют роль водослива. При этом нагрузка на водосливную кромку уменьшается в 2 раза. В О.р. больших размеров для снижения скорости потока на выходе располагают два кольцевых лотка. Большую роль для эффективной работы О.р. играет горизонтальность водосливной кромки. Ее отсутствие вызывает струйность потока и снижает коэфф, использования объема сооружения, что является причиной сокращения продолжит, процесса отстаивания.
Для равномерности отвода очищ. во
Отстойник радиальныйОтстойник радиальный— подающий водопровод; 2 — полупогруженная кольцевая струенаправляющая перегородка; 3— центральный привод; 4— впускное устройство;
Отстойник радиальный
Отстойник радиальный
— ферма со скребками; б — водоприемный кольцевой лоток
ды из О.р. устраивают зубчатый водослив. Расчет водослива сводится к определению числа треугольных вырезов. Для этого необходимо задаться высотой слоя воды перед треугольным водосливом h. и затем по формуле Qi - 1,4/г2,5 рассчитать расход Qi, отводимый через один водослив. После этого, исходя из общего расхода, следует определить необходимое число водосливов — треугольных вырезов и распределить их равномерно по водосливной кромке лотка. Центр, угол треугольного водослива должен быть 90. На эффективность работы О.р. оказывает значит, влияние равномерность распределения входящего водного потока. Установлено, что щит, расположенный на небольшом расстоянии от входа воды в отстойную зону О.р., способствует ее равномерному распределению и должен быть погружен на половину глубины воды в отстойнике. Существует еще ряд приспособлений для более равномерного распределения воды на входе в О.р., напр., разл. рода насадки, устанавливаемые на трубе, подводящей исходную воду.
При наличии в воде большого кол-ва тяжелых механич. загрязнений, к-рые могут засорить подающий трубопровод при временном отключении О.р., исходную воду в него подают сверху. В этом случае подающий трубопровод прокладывают по радиусу над О.р. Наиболее равномерное распределение воды обеспечивает пропорцион, водораспредслит. устройство. Оно состоит из набора равноудаленных одна от др. диафрагм, кромки отверстий в к-рых расположены по поверхности условного конуса. При скорости восходящего потока воды не менее 0,25 м/с за счет разных диаметров отверстий в диафрагмах поток делится равномерно по высоте. Но даже достаточно равномерное распределение потока воды на входе в сооружение нарушается при дальнейшем движении его от центра к периферии. Это объясняется конвекц. потоками, к-рые возникают при неравномерном распределении темп-ры воды в объеме сооружения. Влияние конвекц. потоков особенно проявляется при высокой темп-ре очищаемой
воды и при значит, разнице в темп-pax воды и атмосферного воздуха. Кроме того, отрицат. влияние на равномерность распределения воды оказывают потоки, возникающие в результате разности плот-
Распредслит. устройство с насадками (а), коаксиальное (б) и пропорциональное (в) 1 — подающий трубопровод; 2 — канал, формирующий поток; 3 —диафрагмыРаспредслит. устройство с насадками (а), коаксиальное (б) и пропорциональное (в) 1 — подающий трубопровод; 2 — канал, формирующий поток; 3 —диафрагмыностей воды вследствие неравномерности распределения концентраций взвеш. в-в. При расчете О.р. эту неравномерность необходимо учитывать, вводя коэфф, использования объема.
Распредслит. устройство с насадками (а), коаксиальное (б) и пропорциональное (в) 1 — подающий трубопровод; 2 — канал, формирующий поток; 3 —диафрагмы
Распредслит. устройство с насадками (а), коаксиальное (б) и пропорциональное (в) 1 — подающий трубопровод; 2 — канал, формирующий поток; 3 —диафрагмы
Осадок, выпавший на дно О.р., имеющего уклон к центру около 0,01, сдвигается скребками к центр, приямку. Скребки закреплены на ферме, расположенной по радиусу и имеющей периферийный или центр, (в последних конструкциях) привод. В случае расположения привода на периферии на стенке О.р. крепят кольцевой рельс или укладывают плоское ме- таллич. кольцо. Осадок из приямка удаляется через шламопровод под действием гидростатич. напора либо откачивается насосом. В последнем случае О.р. блокируют с насосной епшнцией. Для удаления всплывших и накапливающихся на поверхности воды в-в (жира, масел, нефтепродуктов и т.п.) на ферме устанавливают скребок, сдвигающий плавающие в-ва в периферии или полупогруж. кольцевой перегородке, к-рая устанавливается перед водосливом и предупреждает вынос из О.р. плавающих в-в с осветл. водой. В периферийной части рядом с полупогруж. перегородкой расположен плавающий (на
Отстойник радиальный с камерой хлопьеобра- зования
— маслосборный лоток; 2 — камера хлопьеобразо- вания; 3 — распределит, устройство; 4 — водосборная система; 5 — скребковая ферма; б — зона отстаивания '
поплавках) бункер. При набегании на последний скребка он уходит под воду и в него поступают плавающие загрязнения, собранные с поверхности воды за один оборот
фермы. Длительный опыт работы показывает ненадежность такой конструкции для удаления задержанных плавающих загрязнений. Более надежен в работе радиально располож. лоток, на к-рый набегает скребок, закрепленный на ферме. Эта конструкция обеспечивает меньшие потери воды с удаляемыми плавающими загрязнениями.
В отечественной практике применяют О.р. диаметрами 18; 24; 28; 30; 40; 50 и 100 м. С увеличением диаметра значит, влияние на эффективность отстаивания может оказывать ветер, вызывающий циркуляц. потоки и неравномерность распределения воды. Расчет О.р. сводится к определению' его максимально допустимой произ-сти, к-рую рассчитывают исходя из требуемой степени очистки и задаваемой гидравлич. крупности задерживаемых частиц (см. Отстаивание воды). Для очистки сточных вод от мелкодисперсных взвеш. в-в применяют коагуляцию. Процесс отстаивания коагулир. хлопьев более эффективен при объединении камеры хлопьеобразования с отстойным сооружением. В О.р. в центр, части расположена камера хлопьеобразования циклонного типа. По произ-сти О.р. с учетом расчетной концентрации взвеш. в-в и их хар-к определяют объем выпавшего осадка, назначают период его удаления и рассчитывают его влажность.
ОТСТОЙНИК С ВРАЩАЮЩИМСЯ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И СБОРА ВОДЫ — сооружение для очистки сточных вод. Существенным недостатком отстойников радиальных и горизонтальных, снижающим эффективность их работы, является резко выраженная струйность потока воды и наличие в связи с этим турбулентных
пульсаций, тормозящих осаждение взвешенных частиц. Эти недостатки в значит, мере ликвидируются при распределении воды с помощью вращающихся устройств, у к-рых скорость выхода воды равна частоте их вращения. Устройства этого типа разработаны в 1959 И.В.Скирдовым и построены на ряде очистных сооружений страны. Основными элементами
отстойника являются круглый резервуар глубиной 2,5—3 м, вращающееся устройство для распределения и сбора воды, крое расположено радиально и связано с фермой илоскреба. Кроме того, отстойник имеет жиросборник, приямок для осадка и камеру для регулирования уровня воды в водосборном лотке. Водораспределит. и водосборный лотки совмещены. Они затоплены и разделены криволинейной перегородкой. Водораспределительный лоток снизу ограничен щелевым днищем, с наружной стороны — рядом лопаток с внутренней струенаправляющей перегородкой. Водосборный лоток имеет водо
Первичный отстойник с вращающимся водораспределит. и водосборным устройствами
I — водосборный лоток; 2 — кольцевой зазор; 3 — водораспределит. лоток; 4 —трубопровод осветленной воды; 5 — воздушные затворы; 6 —токоприемник; 7 — привод; 8 —скребки; 9 —струенаправляющие лопатки; 10—жиросборник; 11 — струенаправляющая разделит, стенка; 12 — полупогруженный щит
Отстойник с донным вращающимся распределит. устройством и стабилизатором слоя ила 1 — илосос; 2 — стержневая решетка; 3 — труба стабилизатора слоя ила; 4 — распределит, устройство; 5 — водосборное устройство
непроницаемое днище и водосливную стенку.
Исходная вода по дюкеру поступает в центр, часть отстойника и переходит в во- дораспределит. лоток, где проходит между лопатками в зону отстаивания. Из этой зоны отстоенная вода переливается в лоток водосборного устройства через затопленный водослив. Из водосборного лотка через кольцевую камеру в центре отстойника вода по дюкеру поступает в камеру осветленной воды. Эта камера снабжена регулируемым водосливом, с помощью к-рого устанавливается уровень воды в водосборном лотке и измеряется расход очищенных сточных вод. Изменением частоты вращения распределит, устройств в зоне отстаивания создаются оптим. условия для осаждения взвеш. в-в. При колебаниях в расходах поступающей воды заданный гидравлич. режим поддерживается изменением частоты вращения распределит, устройства с помощью регулируемого электропривода, к-рый управляется автоматически по сигналу от измерителя расхода.
Благоприятные гидравлич. условия в отстойниках с вращающимися водорасп* ределит. устройствами позволяют в 1,5—2 раза уменьшить глубину резервуара и в 1,5 раза необходимую площадь сооружений. Разработаны модификации отстойников с вращающимися распределит, устройствами, предназначенные для осветления нефтесодержащих сточных вод и разделения иловых смесей после сооружений биологич. очистки. Для очистки воды, содержащей нефтепродукты, водораспре- делит. и водосборный лотки, дополненные щелевыми перекрытиями, размещают ниже уровня воды, а отстойник оборудуют радиально расположенными нефтесборными трубами.
При разделении иловых смесей в отстойниках наблюдаются донные стоки, возникающие вследствие разницы в плотностях поступающей и осветленной жидкости. В отстойниках с враща
ющимися распределит, устройствами это отрицат. явление устраняется за счет соответствующего увеличения частоты вращения распределит, устройств, а также размещения их в придонном слое осадка. Водосборные устройства в виде дырчатых труб или лотков располагают у поверхности воды. Вторичный отстойник с донными распределит, устройствами состоит из цилиндрич. резервуара глубиной 4— 5 м с плоским днищем, под к-рым расположены дюкеры для подвода иловой смеси, отвода осветленной воды.и удаления ила. В нижней части отстойника расположено распределит, устройство в виде радиальных труб, к-рые имеют на боковой поверхности ряд окон с находящимися возле них лопатками. У дна параллельно распределит. трубам размещены трубы илососов. На уровне 1 м от поверхности воды расположены дырчатые трубы, соединенные с илососами. В верхней части отстойника находится водосборное устройство, к-рое, как и водораспределит. трубы и илосос, связано с фермой, непрерывно вращающейся с помощью электропривода. Иловая смесь по дюкеру поступает в отстойник, а через приемную камеру в центр, части — в распределит, трубы, из к-рых она вытекает через боковые отверстия и лопатками направляется в сторону, противоположную вращению устройства. Частоту вращения подбирают т.о., чтобы обеспечить оптим. условия флокуляции и уплотнения иловой смеси. Вода проходит через взвеш. слой ила и сливается в водосборное устройство. При этом, фильтруясь, она освобождается от мелких частиц ила, что повышает эффект отстаивания. Уплотненный ил отводится со дна илососами в центр, часть и далее дюкером за пределы сооружения. Уровень ила стабилизируется с помощью труб, расположенных между водораспределит. и водосборным устройствами, из к-рых ил поступает в илососы. При эффективном использовании объема этого отстойника его произ- сть по сравнению с произ-стью радиальных отстойников можно увеличить в 1,5— 2 раза. Оборудование распределит, устройств стержневыми решетками дает возможность ускорить процесс уплотнения ила, т.к. при медленном перемешивании образуются каналы в гелеоб
разной структуре ила, через к-рые уходит вода. Это позволяет использовать отстойники с вращающимися распределит. устройствами при повыш. концентрациях иловых смесей, вследствие чего увеличивается пропускная способность сооружений биологич. очистки.
отстойник тонкослойный — сооружение для очистки воды прямоугольной или круглой формы, объем к-рого разделен наклонными паралл. пластинами на отд. слои-ярусы. В каждом из них происходит отстаивание воды, а благодаря наклону пластин — удаление (сползание) выделенного осадка. Узел распределения воды между ярусами — один из осн. элементов О.т. Недостаточно равномерное распределение в нем потока воды резко снижает эффект очистки, т.к. увеличивает скорость ее движения в одних ярусах за счет снижения в других. Это является причиной вынужденного снижения произ-сти О.т. и экономии. неэффективности его применения. Большое влияние на эффективность работы О.т. оказывает угол наклона пластин. Он должен быть 55—60°. Если угол наклона меньше требуемого, то зашламляются. ярусы и становится необходимой их периодическая промывка. Если угол наклона выбран с большим запасом, повышается скорость сползания осадка. Па границе между сползающим осадком и движущимся потоком воды вследствие сил трения возникают возмущающие потоки, взвешивающие частицы сползающего шлама и вторично загрязняющие поток воды.
Существуют три схемы работы О.т.: противоточная, прямоточная и перекрестная. При противоточной схеме осадок движется против движения осн. потока; при прямоточной направления движения этих двух потоков совпадают; при перекрестной схеме осадок движется поперек направления движения осн. потока. Известны О.т. неск. типов, работающие по противоточной схеме. В одном из них вода движется вверх навстречу осадку, сползающему вниз и накапливающемуся в приямке. Другой О.т. представляет собой обычный отстойник горизонталь" ный, дополненный тонкослойными блоками, благодаря чему увеличивается произ-сть и повышается эффективность очистки воды. С этой же целью отстойники радиальные и вертикальные иногда дополняют блоками из параллел. пластин, к-рые можно использовать при реконструкции очистных станций. Противоточное движение осветленной воды и осадка более эффективно по сравнению с прямоточным и поперечноточным, т.к. при нем наблюдается более эффективная агломерация взвеш. в-в. Разновидностью • О.т., работающего по
Отстойник тонкослойныйа — работающий по противоточной схеме; б — горизонт, отстойник с тонкослойным блоком; в — формы каналов трубчатых отстойников; 1 — лотки осветл. воды;2 — буферный отсек;3 — секция с тонкослойными блоками; 4 — приемный отсек; 5 — трубопровод подачи исходной воды; б — тонкослойные блоки; 7 — отвод шламаОтстойник тонкослойныйа — работающий по противоточной схеме; б — горизонт, отстойник с тонкослойным блоком; в — формы каналов трубчатых отстойников; 1 — лотки осветл. воды;2 — буферный отсек;3 — секция с тонкослойными блоками; 4 — приемный отсек; 5 — трубопровод подачи исходной воды; б — тонкослойные блоки; 7 — отвод шламапротивоточной и прямоточной схемам, является трубчатый отстойник, в к-ром ярусы разделены вертик.перегородками на самостоят. каналы-трубы, что позволяет повысить ламинарность потока воды. Др. преимущество трубчатого отстойника — возможность использования, пленочного материала для изготовления блоков, поскольку трубчатая конструкция обладает большой жесткостью, т.к. может быть сформирована гофриров. листами разной формы. Известна конструкция трубчатого блока, выполненная из полиэтиленовой пленки толщиной 150— 200 мк. Блок, устанавливаемый в О.т., растягивается в жестком каркасе. Осн. недостаток О.т. с противоточной схемой — неудачное решение узла распределения воды между ярусами. Поэтому коэфф, использования последних при расчете О.т., работающих по этой схеме, принимают не более 0,5. Лучшее распределение воды между противоточными ярусами обеспечивается при равномерном сборе осветл : воды с поверхности благодаря оборудованию О.т. дополнит, водосборными лотками или затопл. дырчатыми трубами. Последние объединены общим трубопроводом или лотком, соединенным с водоприемной камерой, имеющей регулируемый по высоте водослив, к-рый необходим для поддержания заданного уровня воды в О.т.
Отстойник тонкослойный
а — работающий по противоточной схеме; б — горизонт, отстойник с тонкослойным блоком; в — формы каналов трубчатых отстойников; 1 — лотки осветл. воды;2 — буферный отсек;3 — секция с тонкослойными блоками; 4 — приемный отсек; 5 — трубопровод подачи исходной воды; б — тонкослойные блоки; 7 — отвод шлама
Отстойник тонкослойный
а — работающий по противоточной схеме; б — горизонт, отстойник с тонкослойным блоком; в — формы каналов трубчатых отстойников; 1 — лотки осветл. воды;2 — буферный отсек;3 — секция с тонкослойными блоками; 4 — приемный отсек; 5 — трубопровод подачи исходной воды; б — тонкослойные блоки; 7 — отвод шлама
Наиболее равномерное распределение воды между ярусами обеспечивается в О.т.,
Тонкослойный отстойник, работающий по перекрестной схеме1 — распределит, устройство; 2 — блоки паралл. пластин; 3 —- полупогруженная перегородка; 4 — водоприемный лотокТонкослойный отстойник, работающий по перекрестной схеме1 — распределит, устройство; 2 — блоки паралл. пластин; 3 —- полупогруженная перегородка; 4 — водоприемный лотокработающем по перекрестной схеме. В этом случае О.т. имеет прямоугольную форму, паралл. пластины располагаются т.о., что сползающий осадок концентри ру ется по оси О.т. Исходная вода подается через распределит. трубопровод, имеющий стояки, оканчивающиеся раструбами, повернутыми к торцевой стенке О.т.
Тонкослойный отстойник, работающий по перекрестной схеме
1 — распределит, устройство; 2 — блоки паралл. пластин; 3 —- полупогруженная перегородка; 4 — водоприемный лоток
Тонкослойный отстойник, работающий по перекрестной схеме
1 — распределит, устройство; 2 — блоки паралл. пластин; 3 —- полупогруженная перегородка; 4 — водоприемный лоток
Недостаток О.т., работающего по перекрестной схеме, состоит в повыш. затратах на материал паралл. пластин, т.к. во избежание прогиба их необходимо изготовлять из толстых металлич. листов.
Существует неск. конструкций О.т., отличающихся между собой способом установки пластин. В одних конструкциях пластины объединяют с помощью каркаса в блоки, в др. — в объеме О.т. монтируют раму с направляющими металлич. полосами, на к-рые укладывают пластины. При таком монтаже обеспечивается более надежная стыковка пластин, образующих один ярус.
О.т., имеющие малые размеры, целесообразно изготовлять из металла и располагать на эстакаде над уровнем земли. В этом случае удаление осадка и подача очищ. воды на последующие сооружения могут производиться самотеком.
В О.т. достигается такой же эффект осветления воды, как в отстойниках горизонтальных и вертикальных при значит, меньшей занимаемой ими площади. Благодаря этому их иногда удобно использовать внутри технологии, схемы процесса производства продукта, предотвращая потери сырья или производимого продукта со сточными водами.
ОТСТУПКА — полость между поверхностью отопительной печи и стеной помещения; может быть открытой и закрытой по бокам. Теплоотдача в широкую (шириной 130 мм и более) открытую О. не отличается от теплоотдачи с открытой поверхности печи. При закрытой О. теплоотдача с поверхности выходя
щей в нее стенки печи уменьшается практически вдвое.
ОХЛАЖДАЮЩИЙ ПРУД, о х л а- д и т е л ь н ы й пруд — естеств. или искусств. открытый водоем, служащий для понижения темп-ры воды, отводящей теплоту от теплообменных аппаратов, компрессоров и др. оборудования в системах оборотного водоснабжения ТЭС и пром, предприятий. Охлаждение происходит главным образом вследствие испарения и конвективной теплоотдачи (вода — воздух) . Темп-pa воды зависит от метеорология. условий (темп-ры и влажности атм. воздуха, общей облачности и скорости ветра) и темп-ры поступающей нагретой воды. О.п. сравнительно прост в эксплуатации и большую часть года (особенно в зимний период) может обеспечить более низкую темп-ру воды, чем другие ее охладители — градирни, брызгательные бассейны, но для этого должен иметь значит. площадь зеркала воды (3—5 м2 на 1,16 кВт, или 1000 ккал/ч теплоты, отдаваемой водой). Поэтому О.п. применяют обычно в том случае, когда имеется естеств. пруд или озеро с достаточной площадью зеркала воды или когда может быть использовано водохранилище, создаваемое на маловодной реке путем перегораживания ее русла плотиной. Для наилучшего использования площади зеркала О.п. должны обеспечиваться возможно большие длина и ширина струи, движущейся в О.п. от места сброса теплой воды до водозабора (транзитная струя). С этой целью в О.п. сооружают т.н. струераспределит. и струенаправляющие дамбы, шпунтовые стенки и пр. По сравнению с градирнями и с брызгательными бассейнами подача воды в О.п. осуществляется на меньшую высоту, вследствие чего уменьшаются напоры и, следоват., сокращается расход электроэнергии на привод циркуляр, насосов. Применение О.п. оправдывает себя для крупных потребителей воды, при наличии естеств. водоема с достаточным зеркалом воды или искусств, водохранилища, предназначенного для др. целей, напр. регулирования стока.
ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА ш о л и- тропное — процесс изменения парамет-
ров воздуха с понижением темп-ры и энтальпии, осуществляемый в поверхностных и контактных теплообменных аппаратах кондиционеров (воздухоохладители, форсуночные камеры, пенные и пленочные аппараты). Процесс происходит при нач. темп-ре первичного хладоносите- ля ниже температуры мокрого термометра. Процесс охлаждения сопровождается осушкой воздуха, если первичный теплоноситель имеет нач. темп-ру ниже точки росы.
ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА СУХОЕ — простейший процесс изменения состояния влажного воздуха, протекающий с уменьшением темп-ры и уд. энтальпии при пост. уд. влагосодержании воздуха. Процесс О.в.с. осуществляется в сухих воздухоохладителях. В таких аппаратах нет конденсации водяных паров на охлаждающей поверхности. Аналогичный процесс изменения состояния влажного воздуха протекает в помещении без источников влаги при воздушном отоплении.
+tkj
Схема на диаграмме I — d процесса сухого охлаждения воздуха
точки Н и К — начало и конец процесса охлаждения; t — перепад температуры; /XI — перепад уд. энтальпии; £ — угловой коэфф, луча процесса
Луч процесса О.в.с. на диаграмме /— d влажного воздуха направлен вниз по линии d - const. Угловой коэфф, луча процесса равен — оо . При более глубоком охлаждении воздуха и выпадении влаги на охлаждающей поверхности происходит осушка воздуха (см. Политропный процесс) .
ОЧИСТКА ВОЗДУХА АБСОРБЦИОННАЯ — метод, основан, на способности жидкостей растворять газы. В процессе абсорбции участвуют две фазы — жидкая и газовая. При абсорбции проис-
10 Заказ 4724
ходит переход в-ва из газовой в жидкую, при десорбции, наоборот, — из жидкой в газовую фазу. Т.о., абсорбция — процесс избирательного поглощения газа жидкостью, а десорбция — процесс выделения газа из жидкости. В-ва, к-рые содержатся в газовой фазе и при абсорбции переходят в жидкую фазу, наз. абсорбционным компонентом, или абсорбтивом. В-во, содержащееся в газовой фазе и при абсорбции не переходящее в жидкую фазу, наз. газом-носителем, или инертным газом. В- во, в к-ром происходит растворение абсорбируемых компонентов, наз. растворителем, поглотителем, или абсорбентом. В качестве последнего используют воду, а также органич. и неогранич. растворители, к-рые не вступают вхим. реакцию с абсорбируемыми компонентами. Различают физ. и хим. абсорбцию (хемосорбцию). Физ. абсорбция — процесс физ. растворения абсорбируемого компонента в растворителе, не сопровождающийся хим. реакцией. Абсорбция происходит в том случае, если парциальное давление абсорбируемого компонента в газовой среде больше равновесного парциального давления этого же компонента над данным раствором. Чем больше разница между этими давлениями, тем больше движущая сила процесса и тем с большей скоростью протекает абсорбция. Для многократного использования поглотитель подвергают регенерации. При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в хим. реакцию с поглотителем, образуя новые хим. соединения в жидкой фазе. Здесь возможно протекание обратимой и необратимой реакции. В обоих случаях равновесное парциальное давление абсорбтива значительно ниже его давления при физ. абсорбции, поэтому хемосорбц. процессы при прочих равных условиях обеспечивают более полное извлечение компонентов из газовых смесей. Регенерацию абсорбентов при обратимых хемосорбц. процессах, проводят теми же методами, что и при физ. абсорбции. Регенерацию поглотит, растворов, получаемых в необратимых хемосорбц. процессах, осуществляют хим. методами. В качестве абсорбентов в процессах хемосорбции используют водные растворы разд, солей и органич. растворителей.
О.в.а. применяют для очистки выбросов от диоксида серы (абсорбция водой, известняковыми и известковыми методами, оксид-гидроксидом магния, суспензией оксида цинка, хемосорбция на основе натрия, абсорбция растворами солей натрия, калия или аммония, аммиачнными методами, расплав, солями и др.), сероводорода (абсорбенты — мышьяково-содовый, мышьяково-поташный, этанол-ами- ны, содовый, поташный, цианамид кальция, раствор соды и сульфата никеля, раствор фосфата кальция, аммиачный раствор и др.), сероуглерода и меркапта
нов (щелочные методы), оксидов азота (абсорбция водой, щелочами, селективными абсорбентами), фторсодержащих соединений (абсорбция водой, водными растворами щелочей, солей и нек-рых суспензий) , хлора и его соединений (абсорбция водой, водными растворами щелочей и органич. в-в, водными суспензиями и органич. растворителями), оксидов углерода (абсорбция или промывка газа жидким азотом, абсорбция водно-аммиачными растворами закисных солей ацетата, формиата или карбоната меди).
Абсорбц. методы очистки газов подразделяют: по абсорбируемому компоненту; по типу применяемого абсорбента; по схеме процесса — с циркуляцией газа и без нее; по использованию абсорбента — с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (нециклические); по использованию улавливаемых компонентов — с рекуперацией и без нее; по типу рекуперируемого продукта; по организации процесса — периодические и непрерывные; по конструктивным типам абсорберов.
ОЧИСТКА ГАЗОВ И ВОЗДУХА КАТАЛИТИЧЕСКАЯ — способ очистки путем хим. взаимодействия, приводящего к конверсии вредных примесей в присутствии спец, катализаторов — в-ва, изменяющего скорость хим. взаимодействия. Осуществляется в каталитических реакторах.
ОЧИСТКА ГАЗОВ И ВОЗДУХА КОНДЕНСАЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ — метод очистки, основанный на уменьшении давления насыщ. пара улавливаемого летучего растворителя при пот нижении темп-ры. Смесь паров растворителя с воздухом предварит, охлаждают в теплообменном аппарате, а затем конденсируют. Достоинства метода — простота аппаратурного оформления и эксплуатации установки. Процесс очистки осложняется тем, что содержание паров растворителей в очищаемых смесях обычно превышает нижний предел их взрываемости. Др. недостатками являются: высокий расход холода; низкий процент конденсации паров растворителей; значит, расход электроэнергии. Метод рентабелен при содержании паров растворителя в очищаемом потоке > 100 г/м3.
ОЧИСТКА ГЛУБОКАЯ СТОЧНЫХ ВОД МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ — способ очистки, обеспечивающий больший эффект удаления загрязнений, чем полная биологич. очистка, вт.ч. по БПК, взвешенным в-вам, соединениям азота и фосфора. Глубокая очистка может осуществляться за счет дополнения к традиц. сооружениям сооружений доочистки. Наиболее экономичные, простые
Схема установки доочистки сточных вод с микрофильтром .
1 — установка биологам, очистки; 2 — трубопровод подачи сточных вод; 3— промывная система; 4— отвод доочищенных вод; 5— микрофильтр; 6 — эрлифт для отвода промывных вод
Схема установки доочистки сточных вод с намывным фильтром
1 — подача сточных вод; 2 — установка биологач. очистки;? и 5 — баки; 4 — насосы; 6 — вода с фильтрующим материалом; 7— намывной фильтр; 8 — фильтрующие материалы; 9— дренажный лист; 10 — отработавшие фильтрующие материалы; 11 — отвод доочищенной воды
и надежные сооружения доочистки — биологические пруды, в к-рых происходит снижение содержания органич. и взвешенных в-в, биогенных элементов и бак- тер. загрязнений.
В теплый период года ВПК очищенных в биологич. прудах сточных вод уменьшается до 5—6 мг/л, а содержание взвешенных в-в до 15—30 mi/л. При цветении воды показатели доочистки могут ухудшаться. В холодный период года эффект доочистки может достигать 70%, т.е. БПК до 3—5 мг/л, содержание взвешенных в-в до 10 мг/л. В осн. биологич. пруды рекомендованы для применения в IV климатической зоне, т.е. в р-нах с расчетной зимней темп-рой не ниже -15°С. При отсутствии земельных участков для устройства биологич. прудов или при ограничении их применения по гидрологич., кли- матич. и др. местным условиям для доочистки возможно применение фильтров с зернистой загрузкой с восходящим потоком жидкости и каркасно-засыпных фильтров. Фильтры обеспечивают снижение БПК и взвешенных в-в до 5—6 мг/л. Более глубокая очистка достигается при
использовании хим. реагентов при фильтровании со скоростью до 5—6 м/ч с восходящим потоком воды. В качестве реагента можно использовать железный купорос дозой до 15 мг/л по товарному продукту. Значит, дешевле и проще в эксплуатации микрофильтры, обеспечивающие эффект снижения по БПК на 30—40% и по взвешенным в-вам на 50—60%. Разработаны микрофильтры для доочистки пропускной способностью 50 и 200 м3/сут типа МФ50 и МФ200.
Глубокую доочистку сточных вод после полной биологич. очистки их обеспечивают фильтры намывные (до содержания взвешенных в-в — 4 мг/л, БПК — 3 мг/л). Разработаны намывные фильтры пропускной способностью 200 и 7Q0 м3/суттипа НФ200 и НФ700. В качестве фильтрующего материала используют сетку с ячейками 35—40 мкм и вспомо- гат. материала — перлитовый песок. Скорость фильтрования — 3,5 м/ч, расход перлита — б г на 1 г задерживаемых взвешенных в-в. Период между промывками — 2 сут.
Для удаления азота из сточных вод малых нас. пунктов применяют метод нитрификации — денитрификации. Он может осуществляться двумя способами — разделением аэротенка на две зоны (нитрификации — денитрификации) или пе- риодич. отключением системы аэрации. Продолжительность ее отключений определяют опытным путем во время наладки, ориентировочно она может быть принята равной 2ч.
Для удаления фосфора из сточных вод рекомендовано введение реагентов в аэротенки (симультанное осаждение). В качестве реагента могут использоваться сульфат алюминия, железный купорос или известь. Расход реагента зависит от содержания фосфора в очищаемых сточных водах. При использовании в качестве реагентов солей железа или алюминия они могут добавляться в аэротенк 1—2 раза в сутки, а известь — непрерывно. Эффект удаления фосфора — 80%.
Глубокая очистка сточных вод, обеспечивающая показатели чистой речной воды, достигается гетерогенно-каталич. и электрокаталич. окислением. В первом случае в качестве окислителя используют гипохлорит натрия, получаемый электролизом раствора поваренной соли. Затем сточные воды пропускают через фильтр, загруженный пиролюзитом, служащим катализатором и являющимся отходом произ-ва. Регенерация пиролюзита производится серной к-той, к-рая после многократного использования нейтрализуется известью. Очищенная сточная вода характеризуется след, показателями, мг/л: БПК? — 2,7; ХПК — 10; взвеш. в-ва — 1,5; фосфаты — 0,22; азот аммонийный — 0,24; азот нитратов — 5,2. Второй
метод отличается тем, что электролизу подвергаются сами сточные воды с добавкой поваренной соли. Очищенные сточные воды имеют показатели, мг/л: БПК? — 2; ХПК — 7; взвеш. в-ва — 1,5; фосфаты — 0,12; азот аммонийный — 0,14; азот нитратов — 6,0.
ОЧИСТКА И ОБЕССОЛИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД ИОННЫМ ОБМЕНОМ — удаление из сточных вод токсичных неорганич. и органич. примесей посредством гетерогенной хим. реакции двойного обмена между ионами на твердом зерне ионообменного материала и раствора.
Ионный обмен — универе, процесс, обеспечивающий удаление ионизиров. токсичных примесей до любой заданной концентрации. Он осуществляется с помощью синтетич. ионообменных смол, представляющих собой практически нерастворимые в воде и растворах электролитов полимерные в-ва, имеющие подвижный ион (катион или анион), способный вступать в реакцию обмена с ионами того же заряда, находящегося в растворе. При положит, заряде подвижных ионов, фик- сиров. на матрице, ионит обленивает катионы. Такие иониты наз. катионитами. При отрицат. заряде фиксиров. на матрице ионов иониты обменивают анионы и наз. анионитами. Иониты выпускают в виде гранул размером 0,2—2 мм. По степени ионизации групп иониты делят на: сильнокислотные катиониты, содержащие, напр., сульфогруппы, остатки фосфорной или фосфориновой к-т (сульфокатиониты КУ-2, КУ-2-20, КУ-23); слабокислотные катиониты, содержащие карбоксильные, сульфогидрильные, оксифенильные группы (КБ-2, КБ-4); сильноосновные аниониты (АВ-16, АВ-17, АВ-29), имеющие группы аммониевых или сульфониевых оснований; слабоосновные аниониты (АН-2ФН, АН-18, АН-22, АА-31, АА- 251), содержащие аминогруппы разл. степени замещения; аниониты промежуточной основности (ЭДЭ-1ОП). Одной из осн. хар-к ионитов является обменная емкость. Различают полную обменную емкость — емкость ионита до полного насыщения, статич. (или равновесную) обменную емкость, динамич. обменную емкость и рабочую обменную емкость — емкость ионита в динамич. условиях при определ. степени регенерации до проскока в фильтрат извлекаемых ионов в заданных концентрациях. Обменная емкость ионитов выражается в единицах массы сорбируемых в-в, отнес, к массовой или объемной единице ионита (г/кг, кг/м3, мг-экв/г, г- экв/м3), либо в процентах извлекаемого в- ва от массы воздушно-сухого ионита. Наиболее часто рабочая обменная емкость ионитов в технологии, расчетах ионообм. установок выражается в эквивалентах
(г-экв/м3). Обменная емкость сильнокислотных анионитов и сильноосновных анионитов по отношению к разл. ионам остается пост, в широком диапазоне значений pH. Емкость слабокислотных катионитов и слабоосновных анионитов в сильной степени зависит от величины pH обрабатываемого раствора, максимальна для слабокислотных катионитов в щелочных средах (pH > 7), а для слабоосновных анионитов — в кислых средах (pH < 7).
Иониты смеш. типа в обменных реакциях проявляют свойства сильной и слабой к-т (катионит КУ-1) или сильного и слабого основания (анионит ЭДЭ-1ОП). При контакте с водой и растворами электролитов происходит набухание ионитов и увеличение их объема (обычно в 1,5—2 раза). Большинство ионитов выпускается и хранится во влажном состоянии или под слоем воды, в связи с чем в зимнее время они должны находиться в отапливаемых помещениях. Высохший ионит для приведения в рабочее состояние рекомендуется выдерживать в течение 20—25 ч в 20 %-м растворе хлорида натрия. Изменение объема большинства ионитов происходит и при переходе из рабочего (для катионитов в Н+~ или Na+-, для анионитов в ОН-фор- ме) состояния в солевое, к^рое составляет для ионитов гелевой структуры 10—15, а макропористой 7—10%. Характерной особенностью ионитов, важной для их практич. применения в технологии очистки и обессоливания сточных вод, является способность к обратным реакциям, что дает возможность регенерации отработ. (на- сыщ.) ионитов, десорбции из них сорби- ров. ионов.
При проектировании ионообменных установок предусматривают след, процессы — перед поступлением на ионообменную установку сточной воды удаление из неевзвеш. в-в, нефтепродуктов и др. орга- нич. примесей, сильных окислителей (напр., хроматов); ионирование сточной воды — извлечение из нее катионов и анионов при контакте с катионитом и анионитом; взрыхление отработ. ионита перед регенерацией; регенерацию ионитов — десорбцию задерж. катионов и анионов, восстановление рабочего состояния ионита; послерегенерац. отмывку ионитов от компонентов регенерац. растворов; дополнит, обработку очищ. или обессол. воды в соответствии с требованиями потребителя; обезвреживание, переработку, ликвидацию элюатов, образующихся при регенерации ионитов.
Очистка или обессоливание сточных вод (ионирование) производится на ионо- обмен; установках последоват. контактированием с гранулиров. катионитом в натриевой или водородной форме и анионитом в солевой (сульфатной или хлорид- ной) или гидроксильной форме. При
контакте растворов (сточных вод) с Na- или Н-катионитом происходит обмен извлекаемых катионов, раствор, в воде солей на подвижные Na- илиН-ионы функцион. группы катионита по ур-ниям: n[K]Na + 4- Меп+а=:[л:| «Ме 4- nNa+; m^JH + Men==.
^s?. [К]«Ме4-цН+,где [/С]—радикал, или "скелет" катионита; Me — извлекаемый катион; п — его валентность. При очистке или обессоливании воды Н-катионирова- нием повышается ее кислотность. При последующем контактировании катиониров. воды с анионитом происходит обмен извлекаемых из воды анионов на гидроксидионы или др. подвижные анионы функцион. группы анионита по ур-ниям: «[Ап] ОН 4- Ап'^[Ап]«А 4- «ОН"; «[AnJAi4-Ап2=й[Ап]«Аг + «Аггде [Ап] — каркас или скелет анионита; Ai; Аг — извлекаемый анион; Ai — подвижный анион функцион. группы анионита; п — валентность извлекаемого аниона. При обессоливании сточных вод сорбция анионов сильных к-т производится из Н-катиони-т ров. воды слабоосновными анионитами на I ступени анионирования. Анионы слабых к-т (борной, угольной, кремниевой, синильной) извлекаются на П ступени анионирования сильноосновными анионитами только после практически полного удаления из воды анионов сильных к-т.
Для извлечения анионов, обладающих сильными окислит, свойствами (напр., хромат-бихромат-ионы), должны использоваться слабо- или сильноосновные аниониты, стойкие к окислит, действию этих анионов (АН-8, АН-251, АВ-17). Содержание взвеш. в-в в воде, подаваемой на иониты, не должно превышать 8 мг/л, органич. примесей (nq ХПК) — не более 8 мг/л. При превышении этих величин вода, поступающая на ионирование, должна подвергаться предочистке на механич. и сорбц. (активные угли) фильтрах. В процессе ионирования воды в фильтрах с плотным слоем после проскока извлекаемых ионов в фильтрат иониты подвергаются регенерации. При сорбции ионов в рабочем цикле иониты уплотняются. Поэтому перед регенерацией они должны подвергаться взрыхлению подачей техн, воды снизу вверх с интенсивностью 3— 5 л / (с-м2). В зависимости от состава исходной воды и требований потребителя к’качеству очищ. или обессол. воды применяются разл. схемы ионообм. установок.
Для неполного обессоливания при отсутствии в сточных водах анионов слабых к-т или воды, содержащей указ, анионы, рекомендуются схемы одноступенчатого Н-катионирования и одноступенчатого ОН-анионирования с использованием сильнокислотного катионита и слабоосновного анионита. Для более глубокой очистки или обессоливания сточной воды схема установки должна включать однодвухступенчатое Н-катионирование и
Схемы установок по очистке и обессоливанию сточных вод
а — одноступенчатая схема для очистки и частичного обессоливания сточных вод; б — схема очистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием; в — схема очистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием и удалением углек-ты дегазацией; г — схема очистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием, удалением углек-ты дегазацией и предочисткой на механич. и сорбционных фильтрах; A' i— Н-катионито- вые фильтры 1 ступени;/! ь Л и — ОН-анионитовые фильтры I и II ступеней; Д— декарбонизатор; ПБ— промежуточный бак; М -- механич. фильтры; У — сорбционные фильтры
двухступенчатое ОН-анионирование с использованием как на I, так и на И ступенях катионирования сильнокислотного катионита, на I ступени анионирования — слабоосновного и на И ступени — сильноосновного анионитов. При наличии в сточных водах большого кол-ва углекислоты и ее солей для предотвращения быстрого истощения емкости сильноосновного анионита после Н-катионирования вода подвергается дегазации в спец, дегазаторах. Удаление углек-ты из Н-катиониров. воды производится в дегазаторах с загрузкой из колец Рашига, с дерев, хордовой насадкой или в др. аппаратах. В состав установки по ионообменной очистке сточных вод, как правило, включаются сооружения предочистки от механич. примесей на кварцевых фильтрах и от органич. загрязнений на сорбц. фильтрах, загружаемых активными удлями. В ряде случаев для стабилизации величины рИ и извлечения анионов слабых к-т в ионообменных установках вместо анионитовых фильтров И ступени используются фильтры смеш. действия, загружаемые сильнокислотным
катионитом (КУ-2) и сильноосновным анионитом (АВ-17-8).
Расчет ионообм. установок производ. на основании данных по расходу сточной воды, подвергаемой очистке, еесолесодер- жанию, рабочей обменной емкости ионитов и частоты регенераций ионитовых фильтров. При расчете ионообм. установок для очистки или обследования многокомпонентных сточных вод обменную емкость ионита принимают по наименее сорбируемому иону, аза его концентрацию — суммарное содержание всех извлекаемых ионов (катионов или анионов).
ОЧИСТКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА — удаление этих соединений биохим. способом с целью использования воды для хоз.-пить- евого водоснабжения. В подземных водах могут находиться органич. азот, нитриты, нитраты и ионы аммония. Общее содержание их обычно не превышает 5 мг/л. Наличие соединений азота в воде может стать причиной развития микробиологии, образований в водопроводных трубах и резко интенсифицировать процессы коррозии металла.
Органич. азот входит в состав гуминовых в-в (25—60%), аминокислот (21 — 35%), хлорофилла (1—3%), пептидов и пр. Он может быть продуктом биологич. процессов, а также попадать в подземные воды со сточными. В чистых водах содержание органич. азота (по Кьельдалю) не должно превышать 1 мг/л. Для очистки подземных вод от нитрат-ионов за рубежом применяют биологич. денитрификацию, используя в качестве источника углерода уксусную к-ту, природный газ (метан) . этиловый спирт и т.д. В нашей стране денитрификация подземных вод не применяется. Нитрит-ионы во много раз токсичнее нитратов. При взаимодействии их с разл. аминами или алкилкарбонатами в организме человека могут образовываться канцерог. нитрозосоединения. ПДК нитритов (по NOz) для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования — 3,3 мг/л. Допустимое содержание нитритов в питьевой воде ~ 1 мг/л (по N). В воде из артезианских скважин на территории нашей страны наличие нитрит-ионов в концентрации > 1 мг/л встречается крайне редко.
Наиболее часто возникает проблема удаления из воды аммонийного азота. При pH 6—8 в воде находится гл. обр. NH4+ Аммонийный азот может попадать в подземные воды со сточными водами; в результате аммонификации,— разложения микроорганизмов азотсодержащих органич. соединений (белков, мочевины, нуклеиновых к-т и т.п.), а также вследствие внесения удобрений в почву. Наличие в воде ионов аммония совместно с нитратами свидетельствует о недавнем загрязне
нии воды бытовыми сточными одами.
По отечеств, нормам в источниках хозяйственно-питьевого водоснабжения содержание азота аммиака не должно быть выше 2 мг/л. Согласно европейскому стандарту в питьевой воде не должно быть аммонийного азота более 0,5 мг/л. Тра- диц. метод удаления ионов аммония из воды — хлорирование, к-рое можно осуществлять в зависимости от качества воды как до, так и за точкой перелома на кривой хлоропоглощаемости (зависимости концентрации остаточного хлора от его дозы). При хлорировании воды могут образовываться хлорамины, а также молекулы азота; уд. расход хлора составляет б— 15 мг/л, миним. теоретич. расход — 3,55 мг/мг. Практически из всех существующих методов удаления аммонийного азота (аэрация в щелочной среде, обратный осмос, ионный обмен на клиноптилолите) наиболее приемлема биологич. нитрификация. Эта технология наиболее экономична и экологически чиста. Под биологич. нитрификацией понимают процесс биологич. превращений восстановл. соединений азота в окисл. неорганич. Сначала аммонийные соединения окисляются бактериями родов: Nitrosomonas, Nitrosospire, Nitrosococcus, Nitrosolobus (первая фаза) до нитритов. Затем нитрит- ионы окисляются бактериями родов: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus (вторая фаза) до нитратов. Нитрификаторы — облигатные автотрофы развиваются также и в отсутствие органич. соединений. При биологич. окислении аммонийного азота расходуется 4,6 мг О/мг, при этом образуется 0,09 мгбиомассы. Применение иммо- билизов. (закрепл. на поверхности зернистой загрузки) микроорганизмов повышает скорость реакции на порядок, причем важно повысить возраст активного ила. Биологич. процесс нитрификации в значит. степени подвержен ингибированию. В порядке снижения ингибирующего воздействия ингибиторы располагают след, образом: Си, Ag, Hg, Ni, Cr, Zn, фенол, цианиды. Нитрификация проходит эффективно при содержании раствор, кислорода > 4 мг/л. При содержании кислорода 2 мг/л эффект нитрификации достигает 50% макс. Бактерии-нитрификаторы обладают слабой способностью к флокуляции. Поэтому материал твердого носителя, на к-ром закрепляются микроорганизмы, оказывает сильное влияние на эффективность процесса и соотношения продуктов реакции.
Скорость процесса окисления аммонийного азота зависит от возраста ила, темп-ры, pH среды, концентрации микроорганизмов, аммонийного азота, раствор. в воде кислорода, материала-носителя. Оптим. значение pH процесса нитрификации 8. Процесс идет при темп-ре выше 5°С.
Высокое содержание аммонийного азота в воде из артезианских скважин сопровождается присутствием и др. неже- лат. в-в, напр. марганца, железа, сероводорода, агрессивного диоксида углерода и т.д. Для очистки воды из артезианских скважин от сероводорода, аммонийного азота и удаления агрессивной углекислоты разработан технологии, процесс с использованием реактора биохим. окисления, после к-рого вода направляется -на стандартные скорые фильтры. В этом процессе снижается также содержание диоксида углерода, метана, нефтепродуктов, фенолов, марганца, ПАВ, тяжелых металлов, органич. в-в, нередко загрязняющих подземные воды. Реакторбиохим. окисления представляет собой резервуар, загруж. гранитным щебнем (крупностью 10— 30 мм). Толщина слоя загрузки — 1м. По дну резервуара прокладываются 2 системы: для распределения воды и воздуха. Исходная вода подается через распределит, систему, поднимается снизу вверх, проходит через слой щебня и при этом барботируется воздухом, а затем отводится на стандартные скорые фильтры. На зернах загрузки реактора развивается биопленка, состоящая из активного ила, частицы к- рого выносятся из реактора и задерживаются на фильтрах. Период "созревания" микрофлоры, после к-рого эффект очистки от аммонийного азота становится макс, и в дальнейшем не увеличивается, составляет 2—4 недели. После реактора биохим. окисления содержание взвеш. в-в превышает допустимое для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Высокомолекулярные электролиты интенсивно образуются в фазе эндогенной респирации, и в этой фазе способность микроорганизмов к флокуляции наибольшая. Важное влияние на флокулирующие свойства активного ила оказывают возраст ила и нагрузка на ил. Чем больше возраст ила и ниже нагрузка на ил, а также чем выше концентрация кислорода в воде, тем сильнее проявляется способность ила к флокуляции. Увеличение в неск. раз возраста ила в реакторе биохим. окисления по сравнению с возрастом активного ила в аэротенках (3—7 сут) — одна из важных причин более высоких технико-экономич. показателей очистки природной воды в реакторе.
ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ вод и ВОДОПОДГОТОВКА — комплекс физ., хим. и биологич. процессов для снижения содержания в воде вредных примесей и обогащения ее недостающими инградиен- тами, чтобы сделать ее пригодной для хоз. - питьевого, пром, или с.-х. использования. В поверхностных и подземных природных водах обычно присутствуют во взвеш. состоянии песчаные и глинистые частицы, ил, планктон, коллоиды органич. и минер.
Схема очистки воды с медленными фильтрами 1 — насосная станция 1 подъема; 2 — предварит, скорый фильтр;3 — медленный фильтр; 4 — резервуар чистой воды; 5 — насосная станция П подъема
Реагентная двухступенчатая схема очистки воды с осветлителями
насосная, станция I подъема; 2— барабанные сетки (вариант); 3 — смеситель; 4 — реагентное хозяйство; 5— осветлитель со взвешенным осадком; 6 — установки для дезодорации, фторирования или интенсификации процесса фильтрования; 7—скорый фильтр; 8—установка для обеззараживания воды; 9— резервуар чистой воды; 10 — насосная станция П подъема .
происхождения, в т.ч.: гуматы, кремне- кислота, гидроксид трехвалентного железа; в истиннораствор. состоянии — минер, соли натрия, магния, кальция, фтора, двухвалентного железа, хлориды, сульфаты, бикарбонаты и др. В воде нередко присутствуют также антропогенные загрязнения: соединения азота, фосфора, нефтепродукты, пестициды, СПАВ, токсичные в-ва: мышьяк, стронций, бериллий, тяжелые металлы. Обычно в воде обнаруживаются также бактерии и вирусы. Раствор, в воде газы — кислород, диоксид углерода, сероводород — интенсифицируют процессы коррозии, металлич. трубопроводов и оборудования. После хлорирования цветных вод, а также вод, загрязн. нефтепродуктами и планктоном, образуются канцерог. хлорорганич. соединения (хло1- роформ). В ряде случаев в воде обнаруживается метан, что иногда является взрывоопасным.
Для очистки природной воды применяют реагентные и безреагентные методы. Безреагентные с медленными фильтрами отличаются простотой устройства и эксплуатации, дают значит, меньше отходов, загрязняющих окружающую среду, но имеют ограничения по цветности и мутности исходной воды. Методы обработки во-
ды с применением реагентов (со скорыми фильтрами) интенсивнее и эффективнее. С использованием реагентов фильтрование осуществляется со скоростью 5—
15 м/ч и выше, без реагентов (медленное фильтрование) — 0,1—0,2 м/ч. Реагентные методы очистки воды можно разделить на двухступенчатые (коагуляция — осветление — фильтрование) и одноступенчатые (контактная коагуляция — прямоточное фильтрование), Аппаратное оформление двухступенчатой схемы очистки: смесители — камеры хлопьеобразо- вания — отстойники (осветлители, флотаторы) — скорые фильтры. Одноступенчатая схема прямоточного фильтрования включает коагуляцию — фильтрование. Коагуляция происходит непосредственно в фильтрующей загрузке. Аппаратное оформление: смесители — скорые фильтры. Область применения прямоточного фильтрования — невысокая мутность воды при дозе коагулянта до 20 мг/л (по A12(SO4)z). Ввиду эффективности контактной коагуляции при прямоточном фильтровании норм, скорость фильтрования может достигать 25 м/ч (форсиров. 40 м/ч), экономия коагулянта — до 20%. Для маломутных высокоцветных вод нашел применение метод, включающий коагуляцию, крупно- и мелкозернистые фильтры. Конструкции смесителей обеспечивают практически мгновенное смешение реагентов с исходной водой. В отечеств. практике успешно применяют фильтры с плавающей загрузкой, напр., из пенополистирола, а также контактные осветлители. В качестве загрузки скорых фильтров используют песок, керамзит, антрацит, гранодиарит, габбро-диабаз, шунгизит, горелые породы, вулканич. шлаки, фосфорит, цеолит, дробленый гранит. Большое разнообразие фильтрующих
материалов позволяет применять высокоэффективные многослойные фильтры. Обработка воды раствором коагулянта, подвергнутым магнитно-электрич. активации, позволяет увеличить крупность взвеш. в-в и улучшить работу фильтров водопроводных станций. Обработку воды коагулянтами применяют для очистки воды от взвеш. в-в пестицидов, нефтепродуктов, снижения цветности и для интенсификации процесса реагентного умягчения воды.
Для коагуляции воды применяют след, реагенты: сернокислый алюминий А1г(8Оа)з, хлорное железо FeCh, железный купорос FeSO-rTHzO, оксихлорид алюминия А12(ОН)пОб-п, алюминат натрия NaAlO2, к-рый не снижает pH воды при гидролизе и поэтому не требуется дополнит. подщелачивания; анионные флокулянты — активная кремнекислота, полиакриламид; ка тионные флокулянты — ВА-2, ВПК-101 и ВПК-402 (полидиме- тилдиалиламмонийхлорид) и др., получившие распространение в отечеств, практике для очистки хоз.-питьевых вод. Для пром, водоснабжения используют поли- этиленамин; известь (СаО), кальциниров. сода №гСОз, едкий натр (NaOH), применяемые для подщелачивания воды при недостаточной щелочности; гексаметафосфат натрия (NaPO3)6 и триполифосфат натрия NasPsOio и др., используемые в качестве ингибитора коррозии. Для дезодорации питьевой воды, очистки от пестицидов, нефтепродуктов и органич. в-в, в т.ч. хлорорганики, применяют гранулированный активный уголь для загрузки фильтров АГ-3, АГ-М, СКТ-6 марки А. Дозирование реагентов осуществляют особыми устройствами — дозаторами. Комплекс устройств, с помощью к-рых хранят, приготовляют и дозируют реагенты, наз. реагентным хозяйством. Для очистки подземной воды от сероводорода, аммонийного азота, агрессивного диоксида углерода, а также снижения содержания метана, нефтепродуктов, фенолов, марганца, ПАВ, тяжелых металлов и органич. в-в используют схему, включающую реактор биологич. окисления, представляющий собой резервуар с гравийной или щебеночной загрузкой. Вода проходит снизу вверх через загрузку и при этом барботируется воздухом. После реактора вода направляется на скорые фильтры для очистки от активного ила и продуктов реакции.
Для улучшения качества воды, используемой для хоз.-бытовых целей, применяют фторирование и дефторирование воды. Заключит, этапом очистки воды является обеззараживание газообразным хлором, хлорной известью, гипохлоритом кальция или натрия и гипохлоритами, по- луч. путем электролиза непосредственно на станции в спец, электролизерах, озоном, ультрафиолетовыми лучами (см.
Обеззараживание воды озоном. Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, Обеззараживание природных и сточных вод, Обеззараживание воды флором).
Вода, используемая в пром-сти, подвергается обработке для устранения из нее раствор, и взвеш. примесей, а также агрессивных газов (Ог, СОг, H2S), предупреждения отложений в теплосиловом оборудовании, ухудшающих теплообмен, и снижения интенсивности коррозии внутр, поверхностей. Снижение содержания в воде свободного диоксида углерода наз. декарбонизацией.
Для снабжения городов вода забирается из поверхностных или подземных источников и подвергается очистке, часть ее (около 20—40%) направляется на водоподготовку для питания теплосиловых объектов. ТЭС и АЭС с тепловыми сетями обеспечиваются водой обычно от спец, комплекса сооружений, включающего очистку и подготовку воды. Жесткость воды нормируется для теплоэнергетич. оборудования всех видов, нек-рых произ- водст. процессов и для хоз.-питьевого использования. Снижение ее обеспечивается умягчением, для чего применяются как ионообм. так и реагентные методы (см. Умягчение воды катионированием, Умягчение воды реагентами). Прозрачность, содержание соединений железа и марганца — нормируемые показатели для хоз.-питьевого водоснабжения и добавочной воды для всех парогенераторов, ядер- ных ректоров, испарителей и тепловых сетей (см. Удаление из воды железа, Удаление из воды марганца); цветность — для тепловых сетей открытого типа с водозабором у потребителей; содержание кремния — для парогенераторов высокого, сверхвысокого и сверхкритич. давления (см. Обескремнивание воды).
Для удаления грубодисперсных и коллоидных в-в осуществляется осветление. Эффективность осветления контролируется содержанием взвеш. в-в. Очистка воды от них происходит в отстойниках (см. Отстойник вертикальный, Отстойник горизонтальный, Отстойник радиальный, Отстойник с вращающимся устройством для распределения и сбора воды, Отстойник тонкослойный) или спец, осветлителях (осадок в них поддерживается во взвеш. состоянии потоком поступающей снизу вверх воды), в напорных или открытых фильтрах и контактных осветлителях с загрузкой из зернистых материалов, а также во флотаторах, гидроциклонах и фильтрах намывных (напорных), к-рые позволяют добиться более глубокой очистки от взвеш. в-в.
Для устранения цветности воды, если она обусловлена гуминовыми соединениями, применяют коагуляцию солями алюминия (при pH около 5) или озонирование. Если причина цветности воды — сое
динения трехвалентного Ге, то ее устраняют при обезжелезивании (см. Удаление из воды железа).
Одна из осн. задач при эксплуатации систем охлаждающей воды — предотвращение образования карбонатных отложений в теплообменных аппаратах и парогенераторах, к-рое вызывается распадом бикарбоната кальция и увеличением концентрации карбоната кальция, а также гидроксида магния. Одной из причин, вызывающих распад бикарбоната кальция, является недостаток раствор, в воде диоксида углерода. Чтобы предотвратить распад бикарбоната кальция, в воде поддерживают необходимую концентрацию растворенного диоксида углерода, т.е. равновесную концентрацию. На ТЭС недостаток диоксида углерода в охлаждающей воде восполняют обработкой ее дымовыми газами. Введение в воду диоксида углерода наз. рекарбонизацией. Наряду с умягчением рекарбонизация служит для предотвращения образования карбонатных отложений.
Расход воды на собств. нужды станций очистки воды (промывные воды фильтров, воды от обезвоживания осадков сточных водит, д.) составляет 10—14% ее пропускной способности, станций умягчения — 20—30%. При повторном использовании воды расход сточной воды сокращается др 3—4%.
ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОЗОНИРОВАНИЕМ — процесс очистки сточных вод посредством окисления органических и минеральных в-в, а также их дезинфекции, осуществляемый путем смешения воды с озоно-воздушной или озоно-кисло- родной смесью в аппаратах различной конструкции (реакторах). Озонирование принадлежит к перспективным экологически чистым методам очистки производств. сточных вод методом окисления, поскольку при использовании его не применяют хим. реагенты (как перманганат калия, хлор и др.), к-рые приводят к т.н.
Типовая блок-схема озонирования
1 — воздух; 2 — воздушный компрессор; 3 — узел очистки и осушки воздуха; 4— автоматизиров. система управления; 5— система охлаждения; б — источник электропитания; 7— энергия; 8— охлаждающая жидкость; 9 — очищенный воздух; 10 — генератор озона; 11 — озоно-воздушная смесь; 12 —.дегазатор остаточного озона; 13 —узел смешения; 14 — сточная вода
вторичному загрязнению воды. Озонирование может быть включено в процесс обработки воды на различных стадиях: для предварительной очистки перед сбросом в городскую канализацию от в-в токсичных, биорезистентных, лимитируемых малыми концентрациями при приеме на биологич. очистные сооружения; для доочистки сточных вод, прошедших локальные био- логич. очистные сооружения с целью экологически безопасного сброса в водоем; для окисления хим. соединений в схеме водоподготовки для локальных замкнутых циклов водоснабжения без сброса сточных вод в водоемы.
Типовая технологическая схема озонирования в макс, варианте может состоять из четырех основных блоков: I — подготовка воздуха, в состав к-рого входят компрессор для забора и сжатия воздуха, фильтры, адсорберы, холодильники и ресиверы для очистки, осушки воздуха и стабилизации его давления; // — автоматического управления и контроля за ведением процесса; III — смешения озоно-воздушной смеси с обрабатываемой водой из системы подачи и отвода газовой и жидкой фаз и системы разложения неиспользованного озона; IV — синтеза озона в газоразрядном генераторе с источником электропитания и системой отвода выделяющейся теплоты. Параметры оборудования, входящего в состав перечисленных блоков, определяются дозой й степенью его использования, установленными для заданного процесса и типа реактора.
Основными факторами, влияющими на процесс очистки сточных вод озонированием, являются значения pH сточной воды и хим. природа окисляемых в-в. Значения pH обусловливают формы существования в воде озона, отличающиеся величиной окислительного потенциала, а также хим. соединений.
Озонирование широко распространено и является эффективным методом окислительной деструкции следующих в-в, содержащихся в сточных водах: фенол и его производные (хлор-, нитро-, амино-, алкилфенолы), полифенолы, сложные соединения фенольного характера (гидролизный лигнин, лигносульфоновые к-ты, водорастворимые резольные смолы, гидролизуемые и конденсируемые танниды, гумминоподобные в-ва и др.), СПАВ (алкилбензосульфонаты, полиэтиленгликолевые эфиры алкилфенолов), цианиды, красители и др.
При очистке сточных вод от соединений фенольного характера происходит прямое окисление простых фенолов с раскрытием бензольного кольца и образованием биохим. окисляемых продуктов деструкции. Окисление сложных соединений фенольного характера, встречающихся на объектах микробиологической пром-сти, завершается частичной де-
струкцией полимакромолекул окрашенных в-в с образованием фрагментов с низкомолекулярной массой, задерживаемых сорбентами. Окисленйе гидролизуемых и конденсируемых таннинов, водорастворимых резольных смол, гидролизного лигнина и др. в-в, содержащихся, например, в сточных водах произ-ства древесно-стружечных плит, обеспечивает их очистку, оцениваемую по ХПК, на 75%. ХПК исходной сточной воды составляет 1500— 2500 мг/л. Сточная вода становится бесцветной, прозрачной, содержит жирные к-ты, полифункциональные не экстрагируемые эфиром вещества и может быть подйна на городские очистные сооружения.
Окисление СПАВ в сточных водах позволяет снизить концентрации содержащихся в них алкилбензолсульфонатов и алкифенолов до требуемой степени (по ПДК) при приемлемых по технико-эко- ном. соображениям расходах окислителя. Но перед окислением сточная вода должна быть освобождена от взвеш. в-в фильтрованием, т.к. СПАВ сорбируется на их поверхности, что затрудняет процесс окисления.
Окисление цианидов в сточных водах озоном осуществляется для перевода их в цианаты, к-рые гидролизуются до аммиака и карбонатов или окисляются до элементарного азота и карбонатов. В осадок при деструкции цианистых комплексов меди, цинка, кадмия, серебра и др. выпадает металл в виде оксида или гидроксида. Гидроксиды металлов могут быть утили,- зированы. Теоретическая доза озона — 1,84 мг на 1 мг цианидов. Фактически доза может возрасти в ^ раза и более.
Окисление красителей в сточных водах озоном эффективно при наличии в них растворенных кислотных, основных, прямых и протравных красителей, к-рые по своему хим. строению относятся к азо- и антрахиноновым. Данные в-ва окисляются в широком интервале значений pH (6,5—12). Уд. расход озона составляет 0,2—0,8 мг/мг при 98 % -м обесцвечивании сточных вод. Быстро окисляются растворимые в воде красители, медленнее (почти в 10 раз) —дисперсные. Озонирование практически непригодно для обесцвечивания сточных вод, содержащих нерастворимые в воде красители (кубовые, сернистые). Наиболее целесообразно использовать озон в сочетании с предварит, обработкой воды алюмо- или железосодержащим коагулянтом.
ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА — окисление различных вредных примесей органического и минерального происхождения. Пероксид водорода — сильный окислитель. Его структурная формула (Н—О—О—Н) показы
вает, что два атома кислорода непосредственно соединены один с др.; непрочность этой связи и обусловливает неустойчивость (распад) молекулы. Характерный для пероксида водорода окислит, распад может быть схематически изображен след, образом: Н2О2 -• Н2О + О + 4122,44 ккал/моль.
Процесс окисления органич. в-в пероксидом водорода можно интенсифицировать: введением разл. катализаторов; повышением темп-ры до значений > 50°С; одноврем. обработкой кислородсодержащим газом при повыш. темп-ре. Активными катализаторами распада, интенсифицирующими процесс окисления, являются металлы переменной валентности (Ее, Си, Мп, Со, Сг) и их соли. Способствует распаду пероксида водорода щелочная среда. Каталич. действие щелочи сводится к увеличению электролитич. диссоциации пероксида водорода, что содействует образованию свободного гидроксил-иона и ускорению распада пероксида. Кислая среда затрудняет распад пероксида водорода, поэтому при хранении его водный раствор подкисляют серной или фосфорной к-той. Быстрый распад пероксида водорода наблюдается под воздействием солнечного света или УФ-излучения. В процессе фо- тохим. распада образуются радикалы, обладающие высокой окислит, способностью. Пром-ть выпускает пероксид водорода в виде водных растворов. Наиболее распространены растворы с концентрацией 25,5—40 и 29—35%. Эти растворы имеют слабокислую реакцию (pH - 5,0— 5,8) и содержат добавки стабилизаторов (станнат натрия, фосфаты).
По сравнению с др. окислителями, применяемыми в технологии очистки воды, пероксид водорода обладает след, достоинствами: экологич. чистотой (отсутствием вторичного загрязнения воды продуктами восстановления реагента); возможностью использования в широком диапазоне темп-p и значений pH среды; высокой селективностью окисления разл. примесей сточных вод; хорошей растворимостью в воде; высокой стабильностью товарных растворов окислителя при хранении; простотой аппаратурного оформления процессов очистки воды. Вследствие своих преимуществ пероксид водорода получил широкое распространение в практике очистки произв. сточных вод. Наиболее часто он используется для обезвреживания соединений серы: сероводорода и сульфидов, сульфитов, тиосульфатов и пр. Сероводород весьма токсичный компонент сточных вод, способен к биохим. окислению кислородом воздуха с образованием серной к-ты, что приводит к коррозии бетона и металлов. Присутствие сероводорода в очищенных сточных водах, сбрасываемых в водоемы, по сан.-гигие- нич. соображениям не допускается. Не ме
нее токсичны такие соединения серы, как органич. и неорганич. сульфиды, меркаптаны, тионаты. Пероксид водорода используется для их обезвреживания.
По отношению к сероводороду и сульфидам пероксид водорода является селективным окислителем, что обусловлено относительно быстрым протеканием реакции окисления соединений серы и хим. инертностью пероксида водорода к аммонийным и мн. органич. соединениям, обычно встречающимся в сточных водах, и выгодно отличает его от др. окислителей. Обезвреживание сероводорода в бытовых водах следует проводить в напорных сетях и в протяженных самотечных коллекторах.
Пероксид водорода используется также для обезвреживания цианистых соединений, нитритов и хлора.
В нашей стране для обезвреживания цианистых соединений обычно используют хлор и хлорсодержащие реагенты. Однако такое обеззараживание имеет существенные недостатки: необходимость поддержания высоких значений pH и невозможность использования этих реагентов при высоких концентрациях цианидов из- за опасности выделения токсичных продуктов хлорирования (хлорцианидр.) Пероксид водорода таких недостатков не имеет. Он взаимодействует 0 цианидами с образованием цианатов, к-рые затем разлагаются на аммиак и диоксид углерода. При низкой концентрации цианидов (менее 100 мг/л) могут потребоваться катализаторы, лучшим из которых является медь в ионной форме, используемая в кол-ве 5—ю мг-иона на 1 л сточных вод. Остаточное содержание цианидов обычно не превышает 0,1 мг/л.
■ Процесс обезвреживания нитритсодержащих сточных вод пероксидом водорода применяется в качестве альтернативного процессу обработки гипохлоритом натрия, к-рый может образовывать устойчивые к биохим. окислению токсичные хлорпроизводные, что ограничивает его применение. Пероксид водорода взаимодействует со всеми формами свободного хлора, но в то время, как хлор и хлорноватистая к-та реагируют медленно, гипохлориты разрушаются очень быстро. Поэтому дехлорирование пероксидом водорода рекомендуется проводить при pH ~ 7—9. В этом случае гипохлорит-ионы являются преобладающей формой присутствующего активного хлора. Пероксид водорода очень медленно взаимодействует со связанным активным хлором (в виде хлораминов), поэтому если связанный активный хлор является преобладающей формой остаточного хлора, то дехлорирование пероксидом водорода не рекомендуется.
Отд. областью применения пероксида водорода является очистка воды от раствор, соединений тяжелых металлов, где исполь-
зуются как окислит., так и восстановит, свойства этого реагента. Упомянутые соединения токсичныдлябольшинства форм жизни водоемов, что вызывает необходимость обезвреживания содержащих их сточных вод. Кроме того, применение пероксида водорода позволяет регенерировать технологич. растворы, содержащие ценные компоненты, напр. соли серебра. Это дает возможность повысить экономич. эффективность осн. производств, процессов, поскольку стоимость регенериров. компонентов значительно превышает затраты на используемый реагент.
Пероксид водорода применяют для обезвреживания разл. органич. соединений при очистке произв. сточных вод. Наиболее часто используют процессы окисления формальдегида, гидрохинона и фенолов.
Нек-рые названные выше обезвреживаемые соединения являются сильными восстановителями (сероводород, сульфаты, формальдегид и др.). Для них пероксид водорода может быть использован в качестве реагента-окислителя без катализаторов. Однако иногда его окислит, потенциал оказывается недостаточным (окисление цианидов, гидрохинона, фенола, красителей, ПАВ). В качестве катализаторов часто применяют соли железа и меди. Композиция из пероксида водорода и соли железа, известная под назв. реагента Фентона, используется для окисления фенолов, меркаптанов, ПАВ, красителей. При этом образуются активные частицы с высоким окислит, потенциалом.
Наряду с использованием традиц. катализаторов получила распространение физическая активизация процесса окисления пероксидом водорода — применение разного рода полей и излучений. Совместное применение УФ-излучения и пероксида водорода позволяет разрушить практически все трудноокисляемые примеси воды. Это объясняется тем, что фото- хим. распад пероксида водорода протекает с образованием радикалов ОН, О*и др., обладающих наиболее высоким окислит, потенциалом. Эти радикалы затем вступают в реакции между собой и с примесями воды. Для ускорения процесса окисления в систему могут быть введены катализаторы фотохим. реакций (фотосенсибилизаторы), в качестве к-рых выступают ионы железа, нек-рые красители, оксиды церия, титана и пр. Разработана технология предварит. обработки воды, в частности паровых конденсатов, пероксидом водорода с УФ-облучением перед ионным обменом с целью удаления из них органич. примесей. Под действием НгОги УФ-лучей происходит разложение органич. примесей с образованием СО2 или соединений с низким молекулярным весом, к-рые могут быть легко удалены в ионитах, после чего очищ. вода может использоваться в каче
стве технологич., в частности для подпитки паровых котлов.
Существуют технологич. схемы обезвреживания концентриров. сточных вод, содержащих используемые в пожаротушении пенообразователи, пероксидом водорода в сочетании с УФ-облучением в кислой среде при повыш. темп-ре (80°С) в присутствии катализатора — сернокислого железа. После нейтрализации очищенные сточные воды могут быть сброшены в городскую канализацию. Деструктивное окисление пероксидом водорода в сочетании с УФ-облучением — один из наиболее эффективных и перспективных методов обезвреживания сточных вод тепличных хозяйств и разл. складов ядохимикатов, содержащих пестициды. После обработки очищенные сточные воды могут быть сброшены в городскую канализацию или направлены на повторное использование. Емкости для хранения пероксида водорода и трубопроводы его подачи рекомендуется изготовлять из полиэтилена высокого давления нестабилизированного, неокрашенного полиэтилена низкого давления, алюминия или стали. Контейнеры с пероксидом водорода размещают в изолиров. помещении, обеспечивающем защиту от воздействия солнечных лучей и темп-ру не выше 30°С. Допускается хранение пероксида водорода на открытой площадке, снабженной навесом, исключающим попадание прямых солнечных лучей, в контейнерах с изотермическим устройством, обеспечивающим темп-ру продукта не выше ЗО°С и не ниже -25x2.
К достоинствам технологич. схем с использованием в качестве реагента-окислителя пероксида водорода относится также возможность автоматизации процесса с использованием датчиков окислительно- восстановит. потенциала. Присутствие остаточных концентраций пероксида водорода в очищенной воде способствует процессам последующей аэробной биологич. очистки.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД — освобождение воды от примесей до концентраций, безвредных для водоемов (при сбросе в них очищ. сточных вод), производств. технологич. процессов и осуществляющего их персонала (при использовании очищ. сточных вод в технич. водоснабжении пром, предприятий) или для орошения с.-х. культур и озеленения. Методы и технологич. схемы О.с.в. зависят от вида сточных вод, концентрации загрязнений и требований к составу очищ. сточных вод, к-рые зависят от условий сброса в водоем или их повторного использования, а также от местных условий.
' По виду различают сточные воды городские, пром, (производств.) и поверхностные (ливневые). Городские большей частью состоят из бытовых сточных вод и
производств, стоков, близких по составу к бытовым. Осн. загрязнители таких вод — органич. в-ва, соединения азота и фосфора. Для их очистки применяют биологич. методы, основанные на жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих минерализацию органич. в-в, и восстановление минер, форм азота и фосфора. Биологическая очистка может осуществляться в естеств. условиях (на полях орошения, фильтрации, фильтрующих колодцах, фильтрующих траншеях, полях подземной фильтрации, фильтрах песчано-гравийных, биологических прудах и др.) и в получивших наибольшее применение искусств. условиях (в биофильтрах, аэро-1 тенках, метантенках). В отд. случаях биологич. очистка городских сточных вод дополняется физ.-хим. методами. Такое сочетание методов очистки, обеспечивающее глубокое удаление фосфора, применяется при резком изменении расхода сточных вод по сезонам года (в курортных насел, пунктах), а также при необходимости интенсификации предшествующей механич. очистки. Производств, сточные воды подвергают очистке самостоятельно или в смеси с городскими стоками, направляют на городские очистные сооружения, исходя из технич. целесообразности, состава сточных вод и технико-экономич. оценки вариантов.
Для биологич. О.с.в. предприятий,, особенно нефтеперерабатывающих, син- тетич. каучука, искусств, волокна, органич. синтеза, дрожжевых з-дов, азотной, целлюлозно-бумажной, микробиология., текстильной и пищевой пром-сти и др., применяют биофильтры и аэротенки. При очистке концентриров, сточных вод целесообразно использовать метановое сбраживание (в метантенках). Этим методом очищают сточные воды фабрик первичной обработки шерсти, животноводч. комплексов и т.п.
С целью уменьшения кол-ва сточных вод на пром, предприятиях необходимо предусматривать: безотходные и безводные технологич. процессы произ-ва, методы охлаждения технологич. продуктов атм. воздухом; локальную очистку отд. видов сточных вод с извлечением загрязняющих компонентов с целью повторного использования их в технологич. процессах; последоват. использование воды в разл. технологич. процессах; использование в произ-ве очищ. бытовых, городских, производств., а также поверхностных сточных вод и создание замкнутых систем водного хозяйства без сброса сточных вод в водоемы.
Совместная О.с.в. разл. производств, процессов целесообразна при содержании в них загрязняющих в-в, удаляемых одинаковыми методами. При совместном отведении и очистке городских и производств. сточных вод в последних не долж-
ны: содержаться в-ва, нарушающие или осложняющие эксплуатацию канализационных сетей и сооружений, а также оказывающие разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений системы. канализации; содержать после очистки вредные в-ва в концентрациях, препятствующих использованию их в системах технич. водоснабжения, орошения, а также сбросу в водные объекты. Производств. сточные воды, не удовлетворяющие этим требованиям, должны быть подвергнуты локальной очистке. При резком колебании кол-ва и качеств, состава производств. сточные воды перед очисткой подвергают усреднению. Для очистки их применяют механич., биологич., физ.- хим., адсорбц., ионообменные и электрохимич. методы. Для освобождения от взвеш. загрязняющих в-в используют отстойники, нефтеловушки, осветлители воды, гидроциклоны-фильтры, центрифуги, флотационные установки, дегазаторы и др. На этих сооружениях очистке подвергается большинство сточных вод предприятий черной и. цветной металлургии, коксохим. и нефтеперерабатывающих заводов, целлюлозно-бумажной пром-сти и др.
Физ.-хим. очистку применяют на кожевенных, коксохим., гидролизных з-дах, предприятиях хим. пром-сти и др. Среди ее приемов наибольшее распространение получили нейтрализация и реагентная обработка. Первая применяется на всех произ-вах, имеющих кислую (pH < 6,5) или щелочную (рН>8,5) реакцию. Реагентную обработку используют для интенсификации процессов удаления из сточных вод грубодисперснык, коллоидных и растворенных примесей, а также для обезвреживания хром- и циансодержащих сточных вод. Получили также применение методы экстракции, кристаллизации, эвапо- рации, выпаривания и испарения.
Для глубокой О.с.в. от растворенных органич^ загрязняющих в-в применяю^ метод фильтрования или адсорбции. Сорбентом могут служить активиров. уголь, коксовая мелочь, торф, каолин, опилки и др. в-ва в виде загрузки в фильтрах, слой намытого на подложку из сетки пористого материала, вспененный слой или слой суспензии, вводимой в сточную воду. Адсорбц. метод применяют при О.с.в. коксохим. з-дов, фабрик обогащения свинцовоцинковых и медных руд, произ-ва тринит- ротоллуола, нитробензола и др.
Ионообменный метод служит для глубокой О.с.в. от минер, и органич. иони- зиров. соединений и их обессоливания с целью повторного использования очищ. воды в произ-ве и утилизации ценных компонентов. Метод осуществляется в анионитовых и катионитовых фильтрах с периодич. регенерацией загрузки. Этот метод применяют при О.с.в. от произ-ва
медно-аммиачного волокна, термин, и гальванич. цехов станкостроит. з-дов и др.
Электрохим. метод О.с.в. применяют для получения электролизов, растворов или введения в воду катионов или анионов, для чего используют аппараты с анодами, как не подвергающимися электро- литич. растворению (электролизеры), так и подвергающимися ему. (электрокоагуляторы) . Электролизерами обрабатывают циансодержащие сточные воды; электрокоагуляторами с алюминиевыми электродами — концентриров. маслосодержащие сточные воды, образующиеся при обработке металлов резанием и давлением; электрокоагуляторами со стальными электродами — сточные воды предприятий разл. отраслей пром-сти, содержащие шести- и трехвалентный хром, цинк, медь, никель, кадмий.
Поверхностные сточные воды с территории насел, пунктов и пром, предприятий следует также подвергать очистке. При этом на очистку направляют наиболее загрязнен, поверхностные сточные воды, напр. первые порции ливневых вод. Очистка поверхностных вод может осуществляться совместно с городскими сточными водами или самостоятельно. Для самостоят. очистки применяют простые в эксплуатации и надежные в работе сооружения механич. и физ. очистки. Во всех случаях имеются отстойные сооружения. Для обеспечения более глубокой очистки используют фильтрацию, коагулирование и флотацию природных и сточных вод. При необходимости снижения содержания органич. загрязняющих в-в осветл. поверхностные сточные воды направляют на сооружения биологич, очистки.
См. также Очистка сточных вод гальванических производств, Очистка сточных вод объектов с кратковременным пребыванием людей, Очистка сточных вод индивидуальных домов, Очистка сточных вод малых населенных пунктов, Очистка производственных сточных вод озонированием, Очистка производственных сточных вод пероксидом водорода, Очистка сточных вод с активным илом, Очистка сточных вод в районах с суровым климатом, Электрохимическая очистка производственных сточных вод.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ вод в РАЙОНАХ С СУРОВЫМ КЛИМАТОМ — очистка, требующая особых технич. решений при проектировании очистных сооружений. Эти решения обусловлены такими природно-климатич. и хозяй- ственно-экономич. факторами, как низкая расчетная зимняя темп-pa, вечномерзлые грунты, низкая концентрация загрязнений сточных вод из-за попусков в ряде случаев воды из систем водоснабже
ния, низкая темп-pa сточных вод, малая * самоочищающаяся способность водоемов- приемников сточных вод, неразвитость местных баз стройиндустрии, сложные условия стр-ва и высокие требования к степени очистки сточных вод: БПКполн не более 3 мг/л и глубокое удаление биогенных элементов. В этом случае становятся целесообразными применение аэротенков с прикрепленной микрофлорой, тонкослойное отстаивание, обеззараживание сточных вод прямым электролизом воды или озонированием и т.д. При низких темп- рах сточных вод эффективно применение физико-хим. очистки, однако возможность ее использования может ограничиваться при отсутствии удобных транспортных путей для доставки реагентов. Особые трудности вызывает обработка осадков сточных вод. Обычно даже для небольших сооружений применяют их механич. обезвоживание на центрифугах или ленточных фильтр-прессах с использованием флокулянтов.
В связи с отсутствием в большинстве р-нов с суровым климатом развитых баз стройиндустрии, дефицитом и высокой стоимостью трудовых ресурсов для очистки сточных вод применяют, как правило, сооружения высокой степени заводской готовности (комплектно-блочные либо монтируемые из крупногабаритных заготовок) . При этом предусматривают защиту сточных вод от охлаждения в ходе очистки, а также устройство защищенных от -ветра и снежных заносов проходов для эксплуатации сооружений. При очистке исключаются утечки сточных вод и использование заглубленных сооружений. Очистные сооружения пропускной способностью до 100 м3/сут, включая емкости, размещают в транспортабельных блок- контейнерах полной заводской готовности. При большей пропускной способности в качестве емкостей могут использоваться отдельно располож. резервуары, изготовляемые из стальных рулонных заготовок. Производственно-вспомогат. помещения выполняют в виде блок-контейнеров, соединенных с резервуарами проходной галереей, или быстромонтируе- мых зданий с металлич. каркасом и ограждающими конструкциями из алюминиевых панелей с эффективным утеплителем. В целях снижения потребности в эксплуатац. персонале предусматривают высокий уровень механизации и автоматизации технологии, процессов: удаление отбросов и песка, перекачки сточных вод и осадков, приготовления растворов флокулянта, удаления обезвож. осадка, отбора проб для анализа сточных вод. Во избежание сильного парения темп-pa воздуха над поверхностью воды в закрытых помещениях, в к-рых размещены очистные сооружения, должна быть на 3—5°С выше темп- ры сточных вод. 1.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ, ПРОИЗВОДСТВ — удаление из сточных вод свободных минер, к-т и щелочей, цианистых соединений, хромат-ионов, ионов тяжелых металлов (меди, никеля, кадмия, цинка, свинца и др.), органич. в-в. По концентрации содержащихся в них растворенных в-в все сточные воды гальванич. производств можно разделить на две осн. группы: мало- концентриров., образующиеся в разл. промывочных операциях; высококонцентри- ров., представляющие собой отработ. технология. растворы и электролиты. По хим. составу их подразделяют на три осн. группы: содержащие цианистые соединения (цианиды); содержащие соединения шестивалентного хрома (хроматы); содержащие свободные минер, к-ты или щелочи, а также соли тяжелых металлов. Сточные воды каждой из этих групп должны отводиться отдельно.
Для О.с.в.г.п. применяют реагентные, электрохимич., ионообменные и нек- рые др. физ.-хим. способы, преимущественно реагентные, осуществляемые на установках непрерывного и периодич. действия и основанные на хим. окислении, восстановлении и осаждении растворенных в-в, а также на нейтрализации свободных минер, к-т и щелочей. Для обезвреживания циансодержащих сточных вод применяют в осн. реагенты-окислители, содержащие активный хлор (клорная известь, гипохлориты натрия и кальция, хлорная вода). Хим. реакции окисления простых цианидов и комплексных цианидов цинка, меди, кадмия и серебра с образованием цианатов активным хлором протекают с большей скоростью в щелочной среде (pH "10,5... 12), в связи с чем обычно требуется предварит, подщелачивание сточных вод раствором едкого натра или известковым молоком. Необходимое время контакта сточных вод с реагентами при интенсивном перемешивании реакцион. смеси составляет 3—5 мин. Для обработки сточных вод могут использоваться растворы гипохлорита натрия, получаемые на месте электролизом растворов хлорида натрия. Комплексные цианиды железа (гексацианоферраты) окисляются активным хлором только при нагревании сточных вод до 70°С в присутствии катализаторов или без них. Значит, меньшее применение нашли способы очистки циансодержащих сточных вод с помощью др. реагентовт окислителей — озона и пероксида водорода.
Существует высокоэффективный способ обезвреживания циансодержащих ' сточных вод с помощью техн, кислорода в присутствии катализаторов. Применение этого способа целесообразно при содержании цианидов в очищ. воде до 30 мг/л. Электрохим. способ очистки циансодержащих сточных вод заключается в их
электролизе с использованием анодных материалов, не подвергающихся электролитическому растворению (см. Электрохимическая очистка сточных вод). Электрохим. окисление цианидов на аноде интенсифицируется в случае предварит, добавления к очищ. воде хлоридов, напр. хлорида натрия. Этот способ целесообразно применять для очистки сточных вод при исходной концентрации в них цианид- ионов более 200 мг/л.
Обезвреживание сточных вод, содержащих соединения шестивалентного хрома (хроматы), с помощью хим. реагентов обычно осуществляется в две ступени. На первой происходит перевод (хим. восстановление) шестивалентного хрома в его трехвалентную форму; на второй производят хим. осаждение Сг3+-иона в виде гидроксида трехвалентного хрома.
Нейтрализация свободных минер, к-т и хим. осаждение ионов тяжелых металлов (железо, цинк, никель, медь и др.) в виде соответствующих гидроксидов, а также осн. карбонатов производятся с помощью щелочных реагентов. В нашей стране для этой цели чаще всего применяют водную суспензию гидроксида кальция, содержащую нек-рое кол-во карбоната кальция (известковое молоко). Нейтрализацию кислых сточных вод щелочными реагентами проводят обычно до pH ~ " 8,5...9. Автоматическое дозирование щелочного реагента производится по заданному значению pH обработанной воды. При наличии в сточных водах комплексообразующих в-в (винная, лимонная и нек- рые др. органич. к-ты, аммиак) для обеспечения полноты осаждения ионов тяжелых металлов требуется предварит, удаление из воды этих в-в. Для нейтрализации щелочных сточных вод (последние могут содержать анионы амфотерных металлов, напр., цинкат- или алюминат-ионы) применяют растворы серной или соляной к-ты.
Нейтрализованные сточные воды, содержащие взвесь гидроксидов и осн. карбонатов тяжелых металлов, сульфат и карбонат кальция и др. нерастворимые в воде примеси, подвергают механич. очистке с целью их отделения методами отстаивания, флотации, фильтрования. Известен способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, основ, на образовании труднорастворимых соединений этих металлов с железом — ферритов (способ феррити- зации). Он заключается в обработке сточных вод раствором солей двух- и трехвалентного железа с последующим подщелачиванием реакцион. смеси известковым молоком или раствором едкого натра и ее нагреванием. Образующийся при этом осадок представляет собой смесь оксигидратов железа, гидроксидов тяжелых металлов, магнетита и ферритов и обладает магнитными свойствами. Этот способ
обеспечивает практически полное удаление ионов тяжелых металлов из сточных вод.
В нашей стране получили значит, распространение электрохим. методы О.с.в.г.п., в частности, электролиз сточных вод с использованием стальных анодов, подвергающихся электролитич. растворению с образованием переходящих в воду ионов двухвалентного железа. В этом случае достигается хим. (частично электрохим.) восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного, а также хим. осаждение гидроксидов трехвалентных- хрома, железа и др. металлов в результате повышения значения pH обработ. воды. При этом степень очистки сточных вод от шестивалентного хрома достигает 100%, от трехвалентного — 97—100%, от др. ионов тяжелых металлов (цинк, медь, никель, кадмий) — 90—95%. Для доочистки сточных вод от ионов тяжелых металлов практикуется их обработка щелочными реагентами (корректирование значения pH) или дополнит электрохим. обработка в катодном пространстве диафрагменного электролизера. После отделения дополнительно образовавшихся осадков гидроксидов металлов сточную воду направляют в анодное пространство электролизера для снижения значения pH. В случае двухступенчатой электрохим. обработки часть очищ. воды повторно используется в произ-ве.
Электрохим. способ восстановления хроматов в сточных водах осуществляется в кислой среде с использованием засыпных катодов из углеродных материалов или гранулиров. титана и анодов, не подвергающихся электролитич. растворению. Степень восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного достигает 100%.,Обработ. воду нейтрализуют щелочным реагентом с целью хим. осажт дения гидроксида трехвалентногохрома. В настоящее время разработаны технология и оборудование для очистки сточных вод от шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов с помощью электрогенери- ров. коагулянта — гидроксида двухвалентного железа, получаемого из отходов металлообработки. Суспензию коагулянта получают в отд. бездиафрагм. электролизере. Стальные отходы металлообработки (стружка, мелкие обрезки листовой стали и т.п.), играющие роль засыпного анода, помещают в дырчатые корзины, изготовл. из полипропилена. Катодами являются пластины из углеродистой стали. В качестве электролита используют 3—5%-ные растворы хлорида натрия или нек-рые виды отработавших технологии, растворов. Очистка сточных вод от шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов производится в реакторе-отстойнике непрерывного или периодич. действия, куда поступают очищ. сточные воды и суспензия коагу-
лянта (концентрация твердой фазы в суспензии в пересчете на железо — 20— 25 кг/м3) из сборника (возможно поступление суспензии коагулянта в реактор непосредственно из электролизера). При этом протекают процессы хим. восстановления шестивалентного хрома гидроксидом двухвалентного железа, соосаждения гидроксидов трехвалентного хрома, цинка, меди и др. тяжелых металлов с гидроксидами двух- и трехвалентного железа, образования смет, кристаллов гидроксидов, сорбции ионов цинка, меди и др. тяжелых металлов гидроксидами железа. Не растворимые в воде соединения тяжелых металлов образуются также в результате обменных хим. реакций ионов этих металлов с гидроксидом двухвалентного железа. Расход суспензии коагулянта составляет обычно 4—5 л/м3 сточных вод (3—-4 массовые части железа на 1 массовую часть ионов металлов, содержащихся в сточной воде). Установлено, что высокий эффект удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод при их обработке суспензией электрогенериров. коагулянта достигается при одноврем. повышении значения pH реакцион. смеси с помощью щелочного реагента (предпочтительно едкого натра) до pH-8,5...9,5.
Гальванокоагуляц. способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов заключается в пропускании сточных вод через смеш. загрузку из стального скрапа и медной стружки (или измельч. кокса). При этом электролитич. растворение железа происходит в результате образования множества короткозамкнутых гальванич. пар без использования внешнего источника элект- рич. тока. Очистка сточных вод осуществляется во вращающемся цилиндрич. реакторе. Обработ. сточные воды затем подвергают механич. очистке (осветлению). Степень очистки сточных вод от шестивалентного хрома достигает 100%, от др. ионов тяжелых металлов — 95—99,6%.
Высококонцентриров. сточные воды гальванич. производств (отработ. техноло- гич. растворы и электролиты) чаще всего очищают совместно с малоконцентриров. (промывочными) сточными водами, в частности на установках для их реагентной очистки. Сбросы высококонцентриров. сточных вод на очистные сооружения возможны только при надежном контроле и регулировании, не допускающем проскока через них токсичных в-в. Отработ. тех- нологич. растворы и электролиты вначале следует направлять в спец, емкости-накопители, из к-рых небольшими порциями добавлять к малоконцентриров. (промывочным) сточным водам, поступающим на очистку. Во многих случаях более целесообразна отд. обработка высококонцентриров. сточных вод как с целью их обезвреживания, так и для извлечения пенных
хим. продуктов с применением реагентных электрохим., термин, и др. методов обработки. Отдельная обработка высококонцентриров. сточных вод, как правило, необходима при создании замкнутых систем водоиспользования в гальванич. произ-вах. Обработка малоконцентриров. (промывочных) сточных вод в таких системах предпочтительна реагентными, не увеличивающими солесодержание обработ. воды (пероксид водорода, озон, гидразин и др.), а также безреагентными (электрохим., ионообменные и др.) способами.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ИНДИВИДУАЛЬНЫХ домов — очистка, осуществляемая спец, местной системой при отсутствии уличной канализационной сети; при этом кол-во сточных вод обычно составляет 0,4—-1,5 м3/сут. Если по соседству расположено несколько индивид, домов, то пропускная способность установок может быть доведена до б—12 м3/сут. В нашей стране и за рубежом наиболее распространены для О.с.в.и.д. септики с сооружениями подземной фильтрации: фильтрующими колодцами, фильтрами песчано-гравийными; фильтрующими траншеями и др. Преимущества этих сооружений состоят в простоте и надежности эксплуатации; недостатки — в громоздкости стр-ва, возможности загрязнения сточными водами водоносных горизонтов, используемых для питьевого водоснабжения, зависимости от инжеиерно-геологич. условий стр-ва (водопроницаемости грунтов, уровня подземных вод).
При высоком уровне подземных вод и малопроницаемых грунтах применяют фильтрующие кассеты или фильтрующие насыпи, представляющие собой песчаногравийный фильтр или фильтрующую траншею, расположенную в подсыпке. Такие сооружения обеспечивают очистку сточных вод независимо от местных инженерно-геологич. условий, однако насыпи занимают довольно значит, площадь. Поэтому за рубежом распространены установки биологич. очистки сточных вод шкафного типа, к-рые включают аэротенк, вторичный отстойник, компрессор и систему автоматики. Существуют установки химико-биологич. очистки сточных вод, в к-рых для повышения эффекта предварит, отстаивания сточных вод используется катионный полиэлектролит, а аэрация осуществляется путем впуска воздуха в емкость, находящуюся под вакуумом, создаваемым вакуум-насосом. Имеются опытные установки биологич. очистки сточных вод с применением механической аэрации. Известны также отечеств, установки физико-хим. очистки т.н. "серых" сточных вод (от умывальника, раковины, ванны купальной). В таких установках осуществляются коагуляция, обеззараживание сточных вод в электролизной
ячейке, в к-рой электродами служат железные пластины, постепенно растворяющиеся под действием электрич. тока, и отстаивание.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД КИСЛОРОДОМ — окисление органических и минеральных примесей в сточных водах молекулярным кислородом, иногда в присутствии катализаторов. Этот метод часто применяют для очистки сточных вод предприятий деревообрабат. пром-сти, гальванич. цехов, металлообрабат. предприятий, целлюлозно-бумаж ных, нефтеперерабат. заводов и др.
На деревообрабат. предприятиях в процессе вымачивания древесины при темп-ре 40°С происходят гидролиз и вымывание экстрактивных в-в — многоатомных фенолов (пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол) и сложных соединений фенольного характера (гидролизуемые и конденсиров. танниды, катехины и др.). Эти в-ва поступают в сточные воды. Очистку таких сточных вод осуществляют посредством аэрирования их в течение 1— 2 ч с интенсивностью 5—7 м3/(м2-ч) при темп-ре 40—50°С. Указанные в-ва при этом окисляются кислородом с образованием гуминоподобных в-в, удаляемых последующим отстаиванием с коагуляцией сернокислым алюминием или алюминатом натрия в присутствии катионового флокулянта. Доза сернокислого алюминия — 150—200 мг на каждые 1000 мг/л ХПК, доза флокулянта — 1—2 мг/л. При использовании в качестве коагулянта алюмината натрия воду после аэрации подкисляют серной кислотой до pH - 3, а затем добавляют алюминат натрия до pH - 6,5—7,5. При этом содержание многоатомных фенолов снижается с 260— 280 мг/л до следовых количеств.
Очистку сточных вод гальванических цехов, содержащих цианиды, посредством их окисления кислородом производят в присутствии катализатора — активного угля. Для интенсификации процесса окисление рекомендуется проводить техническим кислородом, а не кислородом воздуха. Уголь регенерируют 1 раз в 2—3 года для удаления с его поверхности карбонатных отложений. Теоретич. расход окислителя (Ог) на превращение цианидов до цианатов составляет 0,6 мг/мг, фактически превышает 1 мг/мг. Окисление — процесе быстрый и заканчивается за 25— 60 мин. Гидролиз цианатов, сорбированных на угле, протекает медленно и требует для своего полного завершения неск. суток.
На целлюлозно-бумажных, нефтеперерабат. и др. предприятиях образуются сточные воды, содержащие сероводород, сульфиды, меркаптаны. Очистку их рекомендуется производить окислением кислородом в присутствии оксидов или гидро-
Принципиальная технологическая схема очистки цианосодержащих сточных вод
— сточная вода из цеха; 2 — приемные емкости; 3 — эжекторы; 4—дозаторы кислорода; 5— напорные емкости; 6— сборник кислоты; 7— колонны с активным углем; 8 — емкость очищенной воды; 9 — бак разрыва струи
ксидов металлов перем, валентности и углей.
Наибольшей каталитической активностью обладают соединения железа и марганца. Первые используют при очистке сточных вод с pH ~ б—10. При pH - б образуется только элементарная сера; при pH “10 окисление протекает на 80% до элементарной серы и на 20% до тиосульфатам сульфата. Во избежание выделения сероводорода в процессе очистки сточных вод содержание железа в реакцион. камере должно в 1,5 раза превышать стехиометрии. кол-во его, необходимое для связывания сероводорода, поступающего со сточной водой. Соединения марганца используют при очистке сточных вод с pH -10 и выше. Продукты окисления этого процесса — элементарная сера и тиосульфат. Соединения меди используют для очистки сточных вод с pH > 13,5, при этом единств, продуктом окисления является сульфат.
В качестве катализаторов при очистке сточных вод с pH - 6— 14 от сероводорода и сульфидов окислением кислородом рекомендуется использовать графитовые материалы и кокс. В присутствии активных углей БАУ и АГ-3 в интервале pH - 7—14 продукты окисления — преимущественно элементарная сера и тиосульфат. В присутствии угля СКТ образуется, кроме того, сульфат; в присутствии кокса и графита — тиосульфат.
Реакция окисления сероводорода и сульфидов кислородом в присутствии катализаторов протекает интенсивно и заканчивается в течение 10—40 мин. Расход воздуха зависит от вида сточных вод и составляет, напр., для целлюлозно-бумаж
ных комбинатов 20—30 м3/м3 воды, для хлопчатобумажных — 6—9 м3/м3 воды. Повышение темп-ры с 20 до 40°С ускоряет процесс почти в 2 раза.
В кислой среде осн. продуктом окисления меркаптанов является сульфокислота, в щелочной —диметилдисульфид. Процесс протекает в кинетич. области, и его определяющий фактор — температура. '
Для насыщения сточных вод кислородом воздуха рекомендуется использовать устройство барботажного типа, работающее в непрерывном или периодич. режимах в зависимости от объема сточных вод, концентрации примесей и специфики произ-ва.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ — очистка, осуществляемая с помощью сооружений, к-рые удовлетворяют след, условиям: выдерживают резкое колебание расхода и состава сточных вод по часам суток; просты по конструкции и могут изготовляться неспециализир. пром, предприятиями; имеют высокую надежность благодаря выбору простой технология, схемы и невысокую стоимость. Для полной биология. О.с.в.м.н.п. могут применяться: аэрац. установки, работающие по методу полного окисления {аэротенки продленной аэрации} ; аэрац. установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила; циркуляц. окислит, каналы; капельные биофильтры; поля фильтрации; поля подземной фильтрации, фильтры песчано-гравийные, фильтрующие траншеи; биологические пруды; фильтрующие колодцы.
При выборе типа очистных сооружений рекомендуется в первую очередь оценить возможность применения сооружений естеств. очистки сточных вод как наиболее дешевых. К их числу относятся поля фильтрации, биологии, пруды и сооружения подземной фильтрации. Поля фильт
рации могут быть любой пропускной способности и применяются на песчаных, супесчаных и легких суглинистых фунтах при наличии площадок, имеющих спокойный и слабовыраженный уклон рельефа местности (0,02). Перед полями фильтрации пропускной способностью до 25м3/сут необходимо применять септики, а большей пропускной способности — решетки, песколовки и двухъярусные отстойники. Недостаток полей фильтрации — необходимость устройства широкой зоны сан. разрыва (200—300 м). Биология. пруды применяют в качестве самостоятельных очистных сооружений при наличии естеств. впадин в слабодрениру- ющих грунтах в р-нах со среднегодовой темп-рой воздуха более 10°С. При этом должны быть приняты меры по предупреждению распространения болезнетворных бактерий и яиц гельминтов животными и водоплавающими птицами. Биология. пруды требуют создания широких сан.-защитных зон (200 м). Сооружения подземной фильтрации по сан.-гигйенич. показателям и условиям применения намного лучше полей фильтрации и биология. Црудов. Вокруг них создаются вполне благоприятные сан.-гигиенич. условия, благодаря чему ширина сан.-защитных зон составляет всего 10—20 м.
Для небольших объектов с расходом сточных вод не более 1 м3/сут на песчаных и супесчаных грунтах устраивают фильтрующие колодцы. Поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи применяют для объектов с расходом сточных вод до ,15 м3/сут. Поля подземной фильтрации в песчаных и супесчаных грунтах устраивают при расположении оросит, труб выше уровня подземных вод не менее чем на 1 м. Так как глубина заложения оросит, труб 0,5—1,8 м, то уровень подземных вод должен быть не выше 1,5—2,8 м от поверхности земли. Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи в водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтах устраивают при наивысшем уровне подземных вод, расположенном на 1 м ниже лотка отводящей трубы, т.е. При уровне подземных вод не выше 2,5 м. Для создания фильтрующей среды используют привозные средние и крупные пески. Перед сооружениями подземной фильтрации всех видов необходима предварит, очистка сточных вод в септиках. Достоинство сооружений указ, видов — одноврем. обеспечение глубокой очистки и обеззараживания сточных вод, поэтому после них не производится дополнит. ■ обеззараживания.
Аэрац. установки с полным окислением органич. загрязнений применяют для очистки сточных вод с расходом до 700 м3/сут. Механич. очистка перед этими сооружениями производится на решетках
или решетках-дробилках и песколовках. Устройства септиков или двухъярусных отстойников перед ними не требуется. Аэ- рац. установки с аэробной стабилизацией активного ила используют при расходах сточных вод более 200 м3/сут. Механич. очистка перед ними сводится к освобождению от крупных загрязнений на решетках или решетках--дробилках и песколовках. Такие установки изготовляют на заводах серийно. Аэрац. установки обоих типов стабильно обеспечивают высокую эффективность О.с.в.м.н.п.; они могут применяться в любых климатич., грунтовых и гидрогеология, условиях и не требуют отвода больших площадей земли.
Циркуляц. окислит, каналы — наиболее дешевые и простые по конструкции из числа сооружений, основанных на искусств, методах очистки. Их применяют в р-нах с расчетной темп-рой не ниже -25°С в тех случаях, когда установки заводского изготовления применять нецелесообразно.
Капельные биофильтры допускается применять только в особых случаях при соответствующем технико-экономич. обосновании. Перед подачей на биофильтры сточные воды должны пройти механич. очистку в септиках (при пропускной способности до 25 м3/сут) или на решетках, песколовках и двухъярусных отстойниках. В средней полосе нашей страны капельные биофильтры располагают в зданиях. Все это обусловливает их высокую строит, стоимость. На работу биофильтров отриц. влияние оказывает снижение темп- ры воздуха, они периодически выходят из строя из-за заболачивания; эксплуатац. персонал этих сооружений иногда работает в неудовлетворит. сан.-тгиенич. условиях. На*биофильтрах теряется напор воды до 3 м, вследствие чего часто требуется стр-во насосных станций. Поэтому капельные биофильтры не получили широкого распространения. Биофильтры с пластмассовой загрузкой, к-рые не имеют перечисленных недостатков капельных биофильтров, находят применение в условиях резкого перепада уровней, позволяющих исключить перекачку сточных вод. Для малых очистных сооружений (до 200м3/сут) могут применяться погружные биофильтры, не требующие большого перепада отметок свободной поверхности сточных вод (биоконтакторы).
Во всех случаях применения очистных сооружений с искусств, методами очистки достигаются результаты полной биологич. очистки со снижением БПКполн и содержания взвешенных в-в до 10—- 15 мг/л и частичным удалением биогенных в-в. Поэтому в ряде случаев при более высоких требованиях к качеству очистки необходимо дополнить указ, сооружения , сооружениями доочистки либо изменить или дополнить технологич. схему очист
ных сооружений. Для очистных сооружений, располагаемых в р-нах с суровым климатом (с расчетной зимней темп-рой ниже —40°С), емкостные сооружения необходимо защищать от охлаждения или размещать в павильонах. Для объектов с периодич. пребыванием людей целесообразно применение физико-хим. очистки сточных вод с доочисткой.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОБЪЕКТОВ С КРАТКОВРЕМЕННЫМ ПРЕБЫВАНИЕМ ЛЮДЕЙ (базы отдыха, кемпинги, туристские и спортивные базы) — очистка, осуществляемая физико-
1
хим. методами в установках, к-рые характеризуются коротким пусковым периодом; высокой степенью изъятия фосфора и занимают небольшую площадь. К ним относятся установки заводского изготовления типа "Рица". Эти установки отличаются простотой устройства и эксплуатации и имеют следующие хар-ки: пропускная способность 25 м3/сут; условное число жителей, обслуживаемых установкой — 125; макс, часовой расход сточных вод — 3 м3/ч; мощность электрооборудования: установочная — 3,8, рабочая — 2,7 кВт; габариты установки в собранном виде 3,5x6,0x5,7 м; масса 9,23 т. Особенностью их является наличие рециркуляции осадка и применение медленных фильтров. Благодаря рециркуляции осадка имеется возможность добавлять постоянную дозу реагента независимо от изменяющегося в течение суток состава сточных вод и интенсифицировать хлопьеобразование. Степень рециркуляции — 0,25—0,5 расхода сточных вод. Концентрация взвешенных в-в в камере хлопьеобразования должна быть 2—3 г/л. Тонкослойный отстойник обеспечивает осветление сточных вод до содержания взвешенных в-в не более 15 мг/л. Наличие медленных фильтров
позволяет не только упростить эксплуатацию установки путем редкой регенерации загрузки, но и при перерывах в работе не более 8—10 сут отказаться от обеззараживания сточных вод реагентами. Продолжительность фильтроцикла прошедших физико-хим. обработку сточных вод при скорости фильтрования 0,1 м/ч составляет 40—60 сут. После окончания фильтроцикла необходимо заменить верхний слой песка толщиной 20—30 см. Во время работы фильтра через 3—5 сут на его поверхности образуется биологич. пленка, улучшающая эффективность очистки и обеззараживающая сточные воды. При переры-
Схема установки типа "Рица"
1 — погружной насос; 2 — сточные воды; 3 — решетка-контейнер; 4— решетка-заслонка;5 — слив избыточной воды; б—бак-дозатор; 7— сточные воды с реагентом; 8— отстойник с камерой хлопьеобразования; 9— осадок; 10 — подача воды на фильтр; 11 — р-р реагента; 12 — медленный фильтр; 13 —очищенные воды; 14 -насос-дозатор; 15 — реагент; 16 — аппарат приготовления р-ра
вах в работе установки до 8—10 сут биологич. пленка сохраняет способность удалять органич. загрязнения, оцениваемые по БПК5 до 15—20 мг/л и снижать число бактерий Е.Коли до 120—150 шт/мл. При отключении установки на более продолжит, период на фильтре осуществляется лишь механич. очистка, поэтому необходимо предусматривать обеззараживание сточных воД.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ вод от СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА — удаление этих соединений биологическим способом перед сбросом сточных вод в водоемы или перед повторным использованием в системах водоснабжения. В городских сточных водах кол-во соединений азота составляет около 30—60 мг/л, в нек-рых пром, сточных водах может превышать 1000 мг/л. В них могут находиться трудноокисляемые органические и неорганические, токсичные для микроорганизмов азотсодержащие соединения.
Присутствие соединений азота в сточных водах вызывает в водоемах массовое развитие планктона, водорослей, появление привкусов и запахов воды, нарушение кислородного режима и норм, жиз-
недеятельности гидробионтов, создает дополнительные трудности при очистке воды водоемов, используемой для хоз.-питьевых и производств, целей.
Присутствие аммиака в водоеме оказывает сильное токсич. влияние на рыб, наличие нитритов в питьевой воде вызывает онкологические заболевания, нитратов — метгемоглобинемию у детей. Присутствие соединений азота в оборотной воде приводит к биологическому обрастанию трубопроводов и технологического оборудования.
Органические и минеральные соединения азота (белки, аминокислоты, амины, пурины, пиримидины, мочевина, аммиак, нитриты, нитраты и др.) присутствуют в сточных водах многих отраслей пром-сти: хим., нефтехим., медицинской, микробиологич., металлургич., коксохим., пищевой, агрохим., а также в подземных и хоз.-бытовых водах.
Очистка воды от соединений азота хлорированием, озонированием, ультрафиолетовым облучением, ионным обменом, электролизом, деминерализацией, отдувкой аммиака воздухом требует дорогостоящих реагентов и оборудования, сложна в эксплуатации и малоэффективна.
Сточные воды указанных отраслей пром-сти очищаются от органических в-в обычными биологическими методами (в аэротенках), однако соединения азота в них практически не извлекаются. Для их удаления требуются биологические методы с использованием взвеш. культуры активного ила, прикреплен, микроорганизмов активного ила или комбинациями этих двух методов.
В обоих методах происходят процессы нитрификации и денитрификации — окисления аммиака до азотной к-ты, сопровождаемые ассимиляцией углекислоты (нитрификация) нитрита до газообразного азота (денитрификация).
В активном иле бактерии — нитри- фикаторы находятся в ассоциации с гетеротрофной микрофлорой.
Усиленное поглощение ею кислорода в процессе окисления органич, в-в создает условия, при к-рых нитрифицирующие микроорганизмы находятся в невыгодном положении. Окисление аммонийного азота начинается после того, как органич. в- ва практически использованы, деятельность гетеротрофной микрофлоры вышла на стационарный режим и в аэрируемой смеси имеется раствор, кислород. Однако в результате изменений соотношения нит- рификаторов и гетеротрофных микроорганизмов в активном иле, наблюдающихся при уменьшении или увеличении концентрации органич. в-в в сточной воде, может происходить изменение констант скорости нитрификации. На скорость нитрификации оказывают влияние темп-pa, концен
трация раствор, кислорода, pH, окислит.- восстановит. потенциал среды, токсичные компоненты. Скорость нитрификации возрастает с увеличением темп-ры от 5 до ЗО°С. Оптим. значение pH — 8,4. От величины pH зависит доступность неорганич. углерода для нитрифицирующих бактерий. При снижении pH реакция равновесных состояний углерода сдвигается влево и большая часть углерода находится в форме угольной к-ты. Повышение pH также отрицательно сказывается на процессе нитрификации. При повышении pH в среде увеличивается содержание свободного аммиака, являющегося ингибитором нитрификации. Нитрифицирующие микроорганизмы требуют создания определ. окис- лит.-восстановит. потенциала среды: чем он больше, тем более низким должно быть оптим. значение pH для нитрификаторов. Оптим. значение pH для нитрификации первой и второй стадий равны соответственно 21,6 и 23. В биологйч. очистке сточных вод для осуществления процесса нитрификации требуется щелочность в расчете 2 мг-экв НСОз" на 1 мг-экв аммонийного азота. .
Денитрификация — совокупность превращений: Лвосст+ NO3’ -* Локисл, где Лвосст —■ в-во донор электронов, пред- ставл. органич. соединениями или водородом; Локисл — окисл. органич. соединение или вода. Роль окислителя — акцептора электронов — в этом процессе выполняют нитраты, в аэробном — кислород. Денитрифицирующие бактерии обладают способностью восстанавливать нитрат через нитрит до газообр. закиси азота и азота.
В отсутствие кислорода нитрат служит конечным акцептором водорода. Способность получать энергию, используя нитрат как конечный акцептор водорода с образованием молекулярного азота, широко распространена у бактерий. Этот процесс денитрификации существует только у факультативных аэробов; среди облигатных анаэробов нет де нитрификаторов. Мн. денитрификаторы могут расти, используя в качестве акцептора водорода не только нитрат, но и нитрит. На активность денитрификации влияют: источник органич. углерода и его концентрация, содержание нитратов, концентрация кислорода, pH, Eh, темп-pa, присутствие токсич. в-в и др. факторы. В качестве углеродного питания для денитрифицирующих микроорганизмов может быть использована любая неконсервативная органика ■— углеводы, спирты, органич. к-ты, углеводороды, продукты распада белков и др. В практике очистки сточных вод источником углеродного питания служат сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, разл. спирты, чаще всего метиловый, ацетон, уксусная к-та, осадок из первичных отстойников, а также высококонцен- триров, органич. стоки отд. произ-в. Рас
твор. кислород тормозит денитрификацию, выступая в роли акцептора электронов и тем самым предотвращая восстановление нитратов. Его концентрация в зоне денитрификации не должна превышать 0,5 мгО/л. Однако практически процесс протекает при значит, большем содержании кислорода. Важным условием успешной денитрификации являются определ. значения окислит.-восстановит. потенциала среды (Eh), а не отсутствие кислорода. В отличие от нитрификации, денитрификация увеличивает щелочность среды и вызывает увеличение pH.
В раздельных системах О.с.в.с.а. с использованием взвеш. культуры после каждой ступени очистки имеется свой вторичный отстойник. Последовательность отд. стадий процесса и схемы очистки могут бы ть разнообразными. Наиболее часто встречается такая: денитрификация, окисление органич. в-в, нитрификация; окисление органич. в-в, нитрификация, денитрификация. Процесс характеризуется высокими скоростями, легкостью управления и устойчивостью на каждой стадии. Недостаток раздельных систем —- наличие дополнит, вторичных отстойников, требующих сооружения насосных станцийют перекачивания циркулирующего ила и больших перепадов гео- дезич. отметок. Иногда в раздельных системах ф-ции окисления органич. в-в и нитрификации совмещены в одном сооружении, что позволяет значит, снизить прирост активного ила и обеспечить нитрифицирующие микроорганизмы неорганич. углеродом, к-рый в виде СОг выделяется при очистке сточных год оторганич. в-в. Однакоэта схема менее устойчива к присутствующим в сточных водах токсичным для нитрифицирующих микроорганизмов органич. в-вам.
В комбиниров. системах с использованием взвеш. культуры микроорганизмов процессы очистки сточных вод от органич. в-в, нитрификация и денитрификация происходят в одном сооружении смеш. популяцией микроорганизмов (одноиловая система). Процесс очистки осуществляется последовательно в неск. чередующихся аэробных и бескислородных зонах секци- ониров. биореактора с добавлением части исходных сточных вод в секции денитрификации.
Сооружения с прикрепленной культурой микроорганизмов могут быть комбиниров. или отд. стоящими. В качестве таких сооружений применяются биофильтры с гравийной или пластмассовой загрузкой, дисковые или бараб. биофильтры, затопл. биофильтры, сооружения с псев- доожиж. слоем песка, керамзита, мрамора, клиноптилолита или активиров. угля, сооружения с фильтрацией жидкости через загрузку в виде плотного зернистого или волокнистого слоя. В сооружениях- с прикрепл. илом поддерживается высокая концентрация микроорганизмов, поэтому
продолжит, процесса очистки заметно сокращается. В этих сооружениях в значит, меньшей степени сказывается отрицат. влияние пониж. темп-p жидкости и залповых сбросов токсикантов на эффективность процесса очистки сточных вод. Эффективность очистки мало зависит от режима работы отстойников, во мн. случаях они вообще не требуются. Осн. недостаток сооружений с прикрепленным илом — необходимость периодич. регенерации загрузки в связи с опасностью ее зарастания.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД С АКТИВНЫМ ИЛОМ — процесс, основанный на способности микроорганизмов активного ила потреблять загрязнения сточных вод в качестве эффективного источника энергии и материала для построения своих клеток. Процесс осуществляется в аэробных условиях, при этом комплекс растворенных, коллоидных и нераство- ренных органич. примесей сточных вод подвергается сложным превращениям с участием множества ферментов и микроорганизмов активного ила. Процесс очистки сточных вод с активным илом включает несколько стадий: массопередача кислорода и загрязнений к поверхности хлопьев; сорбция загрязнений активным илом; перенос в-в внутрь клетки, к-рому предшествует ферментативный гидролиз большинства исходных загрязнений; внутриклеточное биохимич, окисление загрязнений. Первые три стадии в совокупности составляют процесс изъятия загрязнений. Первоначально скорость изъятия существенно превышает скорость окисления и большая часть загрязнений оказывается сорбированной активным илом, затем скорости, выравниваются и, наконец, скорость окисления начинает преобладать над скоростью сорбции. В этот период происходят
регенерация активного ила и восстановление его биохимич, активности. В процессе регенерации окисляются коагулированные илом коллоидные и нерастворенные примеси сточных вод, продолжается развитие бактериальной культуры, что приводит к увеличению числа жизнеспособных клеток.
При очистке сточных вод прирост активного ила происходит не только вследствие клеточного синтеза, но и в результате изъятия части бионеразлагаемых в-в. Часть клеточного в-ва ила подвергается автолизу. Оставшаяся часть вновь синтезированного ила удаляется из системы (избыточный ил). Для синтеза клеточного в-ва, кроме углеродсодержащих соединений, необходимо присутствие в среде биогенных элементов — азота и фосфора. Гетеротрофные бактерии, осуществляющие процесс очистки, потребляют для этих целей аммонийный азот и растворимые фосфаты. Потребность в биогенных элементах изменяется в зависимости от состава загрязнений, вследствие неодинаковости прироста активного ила при окислении различных в-в. .
Для городских сточных вод соотношение концентраций органич. в-в, оцениваемых величиной БПК, азота и фосфора, принимают равным 100:5:1. Недостаток биогенных элементов замедляет биохимич. процессы очистки, ухудшает седи- ментац. свойства ила и снижает его биохимич. активность. Необходимая для процесса концентрация кислорода достигается подачей в иловую смесь воздуха (.аэротенки) или технич. кислорода (ок- ситенки). Воздух (или кислород), кроме того, поддерживает активный ил во взвешенном состоянии, обеспечивая контакт в системе "загрязнения сточных вод — микроорганизмы — кислород". Миним. кон
центрация кислорода в биоокислителе, исключающая возникновение анаэробных условий при отделении ила от воды во вторичных отстойниках, составляет 2 мг/л. При окислении органич. в-в кислород расходуется на окисление органич. загрязнений сточных вод для получения энергии клетками, синтеза клеточного в-ва, эндогенной респирации, нитрификации. При этом глубина процесса автолиза и степень окисления аммонийного азота зависят от технологии, параметров работы биоокислителя. Чем выше нагрузка на активный ил, тем меньше доля эндогенного окисления. Нитрификация протекает в широком диапазоне нагрузок, но для глубокого и устойчивого процесса необходимы определенные условия: высокий возраст ила, достаточность кислорода и т.д. Скорость биохимич. окисления увеличивается с возрастанием темп-ры сточных вод до 25—28°C, однако при темп-ре свыше 20°С необходимо увеличивать интенсивность аэрации вследствие снижения растворимости кислорода. Оптимальное значение pH для большинства окислит, систем лежит в интервале 6,5—8,5. При выходе за эти пределы эффективность процесса и скорость биохимич, окисления снижаются. Однако биоценозы биоокислителей обладают свойством саморегулирования реакции среды. Важнейший параметр процесса — нагрузка на активный ил, т.е. кол-во загрязнений, мгБПКна 1 г беззольного в-ва ила в 1 сут. Процессу классич. аэрации соответствуют нагрузки 150— 400 мг БПКполн на 1 г беззольного в-ва в 1 сут. Нагрузка менее 150 мг БПКполн на 1 г в 1 сут соответствует процессу длит, аэрации или полного самоокисления. Активный ил, работающий с нагрузкой 400— 1000 мг БПКполн на 1 г в 1 сут, считается высоконагруженным.
ПАНЕЛЬ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ — беспламенная горелка панельно-лучистого отопления, в к-рой теплота, выделяющаяся при сгорании природного или сжиж. газа, передается в помещение путем инфракрасного излучения. П.и.и. состоит из корпуса, в к-ром размещены горелка, керамическая насадка излучателя и рефлектор. Струя газа, выходящая из сопла горелки, инжектирует необходимый для горения воздух; Образование газовоздушной смеси завершается в пространстве под керамич. насадкой. При сгорании газовоздушной
Разрез горелки
1 — корпус; 2 — рефлектор; 3 — сетка; 4 — панель из керамических излучателей; 5 — газопровод; 6 — сопло; 7— стойка для крепления
смеси керамич. насадка нагревается до темп-ры 850—900°С, при этом обеспечивается устойчивое излучение. Для повышения плотности теплового излучения и обеспечения пост, темп-ры керамич. насадки на ее лицевой поверхности устанавливается сетка из нержавеющей стали. ■
. ПАНЕЛЬ РАВНОМЕРНОГО ВСАСЫВАНИЯ ВОЗДУХА — разновидность местного отсоса воздуха открытого типа. Применяют при сварке, когда выделяется высокодисперсная пыль, содержащая оксид марганца и др. соединения, способные вызвать отравление организма. Местный отсос в виде П.р.в.в. при ручной сварке на стационарных постах, включая и сварку в кабинах, не только воспринимает загрязн. воздух, но и искривляет траекторию загрязн. кон
вективной струи и выводит ее из зоны дыхания. П.р.в.в. представляет собой усеченную пирамиду с прямоугольным основанием, плоскость к-рого составляет с осью пирамиды угол а , равный 45°. Малое основание — круглой формы, к нему присоединяют вытяжной воздуховод. Панель устанавливают на рабочих местах, располож. вблизи перегородок или стен. Достаточная эффективность П.р.в.в. обеспечивается при отсосе воздуха 3200— 3300 м3/ч на 1 м2 всасывающего отверстия панели. Равномерность вытяжки в плоскости всасывающего отверстия обеспечивается устройством в нем решетки из
Панель равномерного всасывания воздуха (а) и двухсторонняя панель (б)
1 —вытяжной воздуховод; 2 — кожух; 3 — всасывающее отверстие
U-образных или уголковых профилей. При сварке крупных деталей применяют двухсторонние (поворотные) панели равномерного всасывания.
■ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ — способ отопления помещения отопительными* панелями, при к-ром радиационная температура помещения Щ превышает темп-ру его воздуха ta.
Упоминание о панельно-лучистом отоплении относится к I в до н.э. Высокий уровень строительной техники античного мира сказался при осуществлении центрального отопления с греющими полами. Полагают, что такое отопление было изобретено в Греции, поскольку названо оно было греческим словом hypokauston, примерный перевод кот-рого означает "отопление снизу". В Италии это отопление было широко распространено, и поэтому его еще называют "римским отоплением".
В III в. н.э. в Римской империи насчитывалось около 800 общественных и небольших частных терм — бань с греющими полами. Таким отоплением были оборудованы также жилые’ дома в северных провинциях Италии и за ее пределами.
Греющий пол римского отопления
устраивался следующим образом. В подполье по всей площади устанавливались на грунте небольшие (по высоте) столбики из специального квадратного кирпича. На столбики укладывались каменные плиты пола. Образовавшееся подпольное пространство продувалось подогретым воздухом от специального центрального прибора. Каменные напольные плиты, а за ними и помещения нагревались до требуемой темп-ры в зависимости от степени подогрева воздуха.
Отопление выполнялось так, что в основных (трех) залах терм поддерживалась различная темп-pa воздуха, с постепенным переходом из "холодных" в более "теплые" залы. ■
В нек-рых термах и жилых домах в дополнение к греющим полам устраивались греющие стены: в зазор между двумя стенами также подавался подогретый воздух.
В 1874 русский военный инж. М. Фролов применил для отопления пороховых складов и жилых казематов крепостных сооружений оболочки, в промежутках между к-рыми циркулировал подогретый воздух. Эта оригин. отопит, установка, запатентованная в России, Англии, Германии, явилась прообразом соврем. ' П.-л.о. Приоритет в создании "паробетонного" и "водобетонного" панельного отопления с греющими металлич. трубами, заделанными в бетонный слой стен, полов, потолков, пилястр, колонн, лестничных перил, принадлежит русскому инженеру В.А. Яхимовичу (1845—1942), к-рый, начиная с 1905, осуществил его в ряде больничных, школьных и общественных зданий в Саратове, Казани и др. городах России. В последующие 10 лет насчитывалось уже более 100 зданий, оборудованных панельным отоплением системы инж. Яхимовича. Затем такой способ обогрева зданий стал использоваться и в зарубежных странах, где его назвали лучистым отоплением. После 1945 П.-л.о. стало широко применятся во мн. странах для отопления зданий разл. назначения. В нашей стране получили распространение бетонные отопит, панели заводского изготовления для крупнопанельных жилых домов.
П-л.о. классифицируется по след, признакам: по виду теплоносителя в системе отопления — подогретая вода — водяное, пар водяной — паровое, подогретый воздух — воздушное, смесь продуктов сгорания газа и воздуха —газовоздушное, продукты сгорания природного или искусств, газа — газовое, при использ'о- вании электрич. энергии — электрическое; по названию ограждающих конструкций помещения, с к-рыми совмещены, приставлены или подвешены отопит, панели: стеновое, напольное, потолочное, потолочно-напольное. П.-л.о. может быть
центральным и местным. Отопит, панели в зависимости от материала и темп-ры теплоносителя бывают: бетонные, ме- таллич., инфракрасного излучения.
Стеновое водяное П.-л.о. имеет разновидности в зависимости от размещения отопительных панелей: под окнами — подоконное (возможно также их размещение в простенках между окнами), в перегородках у наружных стен — перегородочное, по периметру перегородок — периметральное, в ригелях под потолком — ригельное, в колоннах и пилястрах — колонное, в плинтусах — плинтусное. Эти разновидности П.-л.о. применяются в жилых и обществ, зданиях, плинтусное — в детских дошкольных учреждениях.
Теплота от отопит, панелей передается в помещение излучением и конвекцией. ■Плотность теплового потока характеризуется общим коэфф, теплоотдачи панели «п “« л I ((п - h<) /(tn - /в) ] + а к, где а л и а к — коэфф, теплообмена излучением и конвекцией, Вт/(м^к); (ц — средняя темп-pa поверхности панели. На доле излучения в общем тепловом потоке отражаются высота и положение теплоотдающей поверхности в помещении: при расположении панели в потолке в помещение передается излучением 60—70%; в стене — 30—60, в полу — 30—50%. Достоинства П.-л.о. в сравнении с традиционным водяным: удовлетворение повыш. требований к тепловому режиму обогреваемых помещений; уменьшение теплопотерь вследствие допустимого понижения tn на 2°С в рабочей зоне; уменьшение градиента темп-ры воздуха по высоте помещения; уменьшение запыленности помещения; соответствие интерьеру помещения при скрытых отопит, панелях; сокращение расхода металла вследствие увеличения теплоотдачи обетониров. труб (в среднем на 60%) по сравнению с открыто проложенными. Недостатки П.-л.о.: повыш. теплолотери при стеновых и подвесных панелях; повыш. тепловая инерция бетонных отопит, панелей, затрудняющая регулирование их теплоотдачи; необходимость соблюдения спец, требований к составу бетона и качеству бетонирования при изготовлении отопит, панелей. Осн. направления развития П.-л.о. — повышение экс- плуатац. надежности металлич. труб, заключенных в бетонные панели; применение в качестве греющих элементов труб из полимерных материалов; при подвесных панелях — использование теплоты, передаваемой в верхнюю зону помещений с направлением теплого воздуха в рабочую зону.
ПАР.— вещество в газообразном состоянии в условиях равновесия с тем же в-
вом в конденсированном состоянии (жидком или твердом). Различают насыщ. П., находящийся в термодинамич. равновесии с жидкостью или твердым телом, и перегретый П., имеющий темп-ру, большую темп-ры насыщения для данного давления. При темп-ре, меньшей темп- ры насыщения, П. наз. пересыщ., в нем возможна конденсация.
ПАР ВОДЯНОЙ — газообразное (парообразное) агрегатное состояние воды. Переход воды из жидкого состояния в парообразное осуществляется при подводе к ней определ. кол-ва теплоты при темп-
Темп-ра насыщения, °CАбс. давление, МПаПлотностщ | пара, кг/млУд. объем пара, м3/кгУд. энтальпия пара, кДж/кгУд. теплота испарения, кДж/кг600,01990,13027,6782609,22358800,04740,29333,4092643,12308,21000,10130,59771,6732675,82256,71200,19851,1220,89172706,32202,71400,36141,9660,5087273421451600,618- 3,2590,30682757,82082,51801,0035,1570,19392777,92015,1Темп-ра насыщения, °CАбс. давление, МПаПлотностщ | пара, кг/млУд. объем пара, м3/кгУд. энтальпия пара, кДж/кгУд. теплота испарения, кДж/кг600,01990,13027,6782609,22358800,04740,29333,4092643,12308,21000,10130,59771,6732675,82256,71200,19851,1220,89172706,32202,71400,36141,9660,5087273421451600,618- 3,2590,30682757,82082,51801,0035,1570,19392777,92015,1Физические свойства сухого насыщенного параФизические свойства сухого насыщенного параре кипения (насыщения). П.в., находящийся в замкнутом пространстве ^над кипящей водой, наз. насыщ. паром, к-рый может быть сухим и влажным. Сухой насыщ. пар — пар в момент полного испарения кипящей воды, влажный — смесь воды, нагретой до темп-ры кипения, с сухим насыщ. паром. Кол-во теплоты, необходимое для превращения 1 кг кипящей воды в сухой насыщ. пар, наз. уд. теплотой испарения (парообразования). То же кол- во теплоты выделяется при обратном переходе сухого насыщ. пара в воду, к-рое при процессе конденсации наз. уд. теплотой конденсации. Темп-pa насыщения и уд. теплота испарения (конденсации) зависят от давления, под к-рым находятся вода и пар (табл.).
Темп-ра насыщения, °C
Абс. давление, МПа
Плотностщ | пара, кг/мл
Уд. объем пара, м3/кг
Уд. энтальпия пара, кДж/кг
Уд. теплота испарения, кДж/кг
60
0,0199
0,1302
7,678
2609,2
2358
80
0,0474
0,2933
3,409
2643,1
2308,2
100
0,1013
0,5977
1,673
2675,8
2256,7
120
0,1985
1,122
0,8917
2706,3
2202,7
140
0,3614
1,966
0,5087
2734
2145
160
0,618
- 3,259
0,3068
2757,8
2082,5
180
1,003
5,157
0,1939
2777,9
2015,1
Темп-ра насыщения, °C
Абс. давление, МПа
Плотностщ | пара, кг/мл
Уд. объем пара, м3/кг
Уд. энтальпия пара, кДж/кг
Уд. теплота испарения, кДж/кг
60
0,0199
0,1302
7,678
2609,2
2358
80
0,0474
0,2933
3,409
2643,1
2308,2
100
0,1013
0,5977
1,673
2675,8
2256,7
120
0,1985
1,122
0,8917
2706,3
2202,7
140
0,3614
1,966
0,5087
2734
2145
160
0,618
- 3,259
0,3068
2757,8
2082,5
180
1,003
5,157
0,1939
2777,9
2015,1
Физические свойства сухого насыщенного пара
Физические свойства сухого насыщенного пара
До завершения парообразования или конденсации при пост, давлении темп-ра жидкости и находящегося над ней насыщ. пара не изменяется. При сообщении сухому насыщ. пару дополнит, кол-ва теплоты он переходит в перегретый (ненасыщ.) пар. Это состояние пара характеризуется темп-рой, превышающей темп-ру насыщения при том же давлении. '
В системе парового отопления в качестве теплоносителя используется сухой насыщ. пар. Ценность П.в. как теплоносителя — большое кол-во теплоты, выделяющейся при его конденсации в отопительных приборах. Низкая плотность пара и соответственно незначит. падение давления от трения в паропроводе позволяют транспортировать пар с высокой скоростью, передавая при этом большие кол-ва теплоты на значит, рассто-
яния при сравнительно малых затратах энергии.
ПАР ВТОРИЧНОГО ВСКИПАНИЯ — водяной пар, образующийся в результате вскипания высокотемп-рного конденсата при быстром понижении его давления ниже давления насыщения. Ес- теств. вскипание высокотемп-рного конденсата происходит в конденсатопроводе системы парового отопления высокого давления после протекания через кондеи- сатоотводчик, устанавливаемый у теплоиспользующих аппаратов (отопительных приборов, паровых калориферов и т.д.), в баке конденсатном, а
также при вертик. подъеме конденсата на значит, высоту. П.в.в. может использоваться в системе парового отопления низкого давления. Достаточное для этой цели кол-во пара получают, используя бак-сепаратор.
ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО КЛИМАТА — метеорология, факторы теплового режима зданий. К осн. П.н.к. относят темп-ру воздуха, скорость ветра и солнечную радиацию. Их уровень и характер изменения оказывают решающее влияние на интенсивность тепловых потоков через ограждения, выбор тепловой мощности систем отопления и охлаждения. При расчете систем кондиционирования воздуха необходимо, кроме того, иметь полную хар-ку тепловлажностного состояния наружного воздуха.
Влияние наружного климата на тепловой режим ограждений, помещений и зданий является комплексным. Расчетные значения и сочетания параметров определяют, как правил#, с учетом коэффициента обеспеченности расчетных условий. Климатологии, информация должна отражать динамику изменения параметров для возможности учета не- стационарности процессов теплопередачи в ограждениях и элементах систем инженерного оборудования. Осн. показателями холодного периода года являются темп-ра наружного воздуха и скорость ветра. Изменение темп-ры для разл. р-нов имеет характерную и близкую по очертанию форму: в нач. монотонное, а затем резкое понижение темп-ры с последу-
Изменение температуры наружного воздуха при резком похолодании
ющим активным повышением, переходящим вновь в монотонное. На участках с монотонным изменением темп-ры процесс теплопередачи в ограждениях зданий близок к стационарному. В период резкого похолодания процесс становится не- стацирнарным. Для его описания необходимы 3 параметра: темп-pa нач. периода резкого похолодания tH.o (определяет нач. темп-рное распределение в ограждении), амплитуда Atu изменения темп-ры от нач. feo до миним. и продолжит, периода резкого похолодания A zp.n (определяет линейное граничное условие). Приняты 3 значения расчетной наружной темп-ры для каждого география, р-на: средние темп-ры самых холодных суток 1нп обеспеченностью 0,98 и 0,92 и средняя темп-pa наиболее холодной пятидневки /Н5 обеспеченностью 0,92. Выбор расчетной зимней темп-ры (и зависит от показателя тепловой инерции ограждения D:
о <13 1.5 — 44 — 7>7
. , 0„ , 0,98 , 0,92 /, 0,92 . , 0,92\, 0,92
щ, С-...trii trf! (trij тЩ;)/! t}<5
При этом предполагается, что наблюдаемое в период резкого похолодания понижение темп-ры на внутр, поверхности ограждения соответствующей массивности до допустимого миним. значения завершается к концу указ, временных интервалов и в дальнейшем происходит ее повышение. Такой подход позволяет для расчета переходных процессов теплопередачи в ограждениях использовать более простые закономерности теплопередачи стационарной. Расчетную скорость ветра в зимний период принимают равной макс, скорости из средних скоростей по всем направлениям за январь, повторяемость к-рых 16% и более, с поправкой на высоту здания. Летний период характеризуется прежде всего интенсивностью солнечной радиации и высокой темп-рой наружного воздуха. Расчетные условия определяют при наиболее невыгодном сочетании отдельных параметров, выбранных с различной обеспеченностью для наиболее жаркого периода. В ст. Коэффициент обеспечен
ности приведены рекомендуемые значения коэффициентов обеспеченности для помещений различного назначения и соответствующая им продолжительность отклонений условий от расчетных. Там же в табл, отмечена степень их соответствия нормируемым градациям климата А, Б и В. Нормируемые темп-ры tH для всех категорий климата являются макс, темп-рами расчетных летних суток с заданным коэффициентом обеспеченности. Недостающие темп-рные параметры (среднее значение, амплитуда, время макс.) устанавливаются нормами. В них же приведены почасовые и среднесуточные значения прямой и рассеянной солнечной радиации в июле на различно ориентиров, поверхности. По ним нетрудно определить параметры суточного хода суммарной радиации (прямой совместно с рассеянной).
Для анализа изменения тепловой на-
Годовой ход параметров наружного климата
1 —температура наружного воздуха;2 — энтальпия; 3—интенсивность суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность
грузки на систему кондиционирования микроклимата в течение года обычно используют осредненные месячные значения П.н.к., полученные по данным многолетних наблюдений. Кривые годовых изменений П.н.к. имеют плавный характер и приближаются к правильным гармоническим. Такой характер кривых обусловлен периодически изменяющимися радиац. факторами и совокупностью местных условий. Все случайные процессы, действующие в ту или иную сторону, из процесса осреднения исключаются.
Макс, и миним. значения интенсивности суммарной солнечной радиации в средних широтах падают на июнь и декабрь с возможным незиачит. смещением, обусловл. облачностью и запыленностью воздуха. Годовой ход изменения темп-ры наружного воздуха 1ц следует за годовым
ходом солнечной радиации qH с нек-рым запаздыванием в связи с нестационарно- стью теплообмена в приземном слое воздуха. Макс, темп-pa наружного воздуха обычно приходится на июль, а миним. — на январь. Годовой ход изменения энтальпии воздуха /и и скорости ветра связан с темп-рой наружного воздуха, но часто они не имеют столь правильного характера. Гармония, характер изменения осн. климатич. параметров позволяет определить их функцией времени года (среднегодовое значение, годовая амплитуда, время макс., отсчитанное от выбранного момента) и использова ть для расчета переменного теплового режима здания закономерности теории теплоустойчивости.
ПАРОВАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — система теплоснабжения, в к-рой в качестве теплоносителя используется пар водяной. Состоит из источника, вырабатывающего пар, паропроводов, по к-рым он транспортируется к потребителям, тепловых установок потребителей, где пар конденсируется и отдает свою теплоту, и конденсатопроводов, по к-рым конденсат возвращается в паровые котлы источника. Конденсат водяного пара — ценный продукт, т.к. не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов, поэтому большинство паровых систем строят с возвратом конденсата. Приготовление питательной воды для паровых котлов путем очистки ее от солей vi деаэрациидля удаления кислорода и углек-ты, как правило, оказывается дороже, чем сооружение системы возврата конденсата. Однако для небольших паровых сис тем теплоснабжения при использовании котлов с невысоким давлением может оказаться экономически выгодно полностью использовать теплоту конденсата у потребителей, после чего сбрасывать его в дренаж. У систем без возврата конденсата отсутствуют конденсатопроводы, связывающие потребителей с источником пара.
Осн. потребители паровых систем — технология, установки пром, предприятий. При пароснабжении предприятия пар обычно используют и для отопления и вентиляции зданий, а также для горячего водоснабжения. Источниками для паровых систем являются отопительно-произв. котельные и пром. ТЭЦ. Котельные оборудуются паровыми котлами с давлением 1,4—4 МПа (14—- 40 ат) и произ-стыо пара 10—75 т/ч. На ТЭЦ используют турбины с производств, отбором. Давление в отборе турбины в зависимости от ее типа изменяется в пределах 0,78—2,06 МПа.
Пар от источника к потребителю подают обычно по одному паропроводу. В этом случае система будет двухтрубная: паропровод — конденсатопровод. Если предприятиям пром, узла, получающим
пар от ТЭЦ, необходимы 2 уровня давлений, то экономически выгодной может оказаться трехтрубная система, состоящая из паралл. паропроводов разл. давлений и общего конденсатопровода. После каждого приемника пара — теплообменного аппарата, калорифера или пром, аппарата устанавливают конденсатоотводчик, к- рый отводит конденсат, но не пропускает пар. Конденсат собирается в сборнике — баке конденсатном теплового пункта предприятия, откуда конденсатным насосом перекачивается в котельную или ТЭЦ. '
В малых паровых системах применяют открытую схему сбора конденсата. В ней сборник конденсата сообщается с атмосферой. В результате конденсат поглощает кислород воздуха, что вызывает коррозию конденсатопроводов. Это недостаток открытой схемы. Кроме того, если в сборник поступает конденсат с давлением выше атм., то происходит вторничное вскипание и возникают потери теплоты с уходящим паром. Поэтому открытые схемы используют редко. Наибольшее распространение получили закрытые схемы
ления присоединяют к паровым сетам через поверхностные теплообменники. Обычно через теплообменники присоединяют и системы горячего водоснабжения. Смесит, подогрев воды в пленочных и струйных подогревателях возможен только в системах без возврата конденсата. Пар в технологии. аппараты подают из паропроводов непосредственно или через редукторы в зависимости от требуемого давления.
ПАРОВОДЯНАЯ СМЕСЬ — смесь пара и воды, образующаяся при пузырчатом кипении воды в паровых котлах (кипят, трубах или топочных экранах), в испарителях и др. теплообменных аппаратах. Плотность П.с. ниже плотности воды, что обеспечивает в котлоагрегатах естеств. циркуляцию.
ПАРОВОДЯНОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ — теплообменный аппарат, у к- рого греющей средой является пар водяной, а нагреваемой — вода. П.п. вергик. и горизонт, типов применяют на ТЭЦ для подогрева теплофикац. воды, цирку-
пучка латунных труб и стального корпуса. Нагреваемая вода по патрубку поступает в камеру, располож. со стороны неподвижного конца трубок. Перегородками камера разделена на 2 или 3 части. Соответственно получаются двух- или четырехходовые теплообменники. Вода проходит по трубкам, в плавающей камере меняет направление движения на противоположное и по др. части трубок возвращается во входную камеру, но с обратной стороны перегородки и по выходному патрубку идет к потребителю. Если в водоводяных подогревателях используют противоточное движение теплоносителей (т.к. противоток, обеспечивая большее значение средней разности темп-p, позволяет нагреть воду до более высокой темп- ры), то для скоростных П.п. направление движения воды не играет роли, поскольку темп-pa пара при конденсации неизменна. Пар через патрубок поступает в межтрубное пространство, конденсируется на наружной поверхности латунных трубок, отдает скрытую теплоту и стекает по трубкам. Накопившийся конденсат выходит из теплообменника через конденсатоот-
Скоростной двухходовой пароводяной подогреватель
I — вход пара; 2 — выход конденсата; 3 — выход воды; 4 — вход воды ■
сбора конденсата. У них в конденсатопро- водах после конденсатоотводчиков и в сборном баке автоматич, регулятором давления "до себя" (регулятором подпора) поддерживается повыш. (избыточное) давление по отношению к атмосферному. Конденсат из сборника под давлением, превышающим давление насыщения, насосом перекачивается в котельную источника пара.
Паровые системы отопления пром, зданий и калориферы вентиляции обычно присоединяют к паровым сетям через редукторы, снижающие давление пара до требуемого значения и поддерживающие его постоянным. Системы водяного отоп-
лирующей в системе теплоснабжения. Пар поступает в турбины из энергетич. котлов, одну часть своей теплоты отдает для выработки электроэнергии, а другую (низкого потенциала) — нагреваемой воде. П.п. используют как основные, т.е. работающие весь отопительный сезон. Если источником теплоты является котельная, то необходимую для системы теплоснабжения горячую воду также получают в П.п.
Скоростной П.п. состоит из стального корпуса, внутри к-рого расположен пучок труб, выполи, из латуни и имеющих диаметр 16 и толщину 1 мм. Одним концом трубки завальцованы в неподвижной трубной доске, зажатой во фланцах корпуса П.п., др. -у- в подвижной трубной доске, к-рая несет плавающую относит, корпуса П.п. водяную камеру. Такая конструкция компенсирует разл. темп-рные удлинения
водчик, к-рый пропускает конденсат, но не пропускает пар.
П.п. оснащают термометрами, манометрами и водомерным стеклом. С помощью последнего контролируют уровень конденсата. П.п. выпускают с трубами длиной в 2 и 3 м, площадью поверхности нагрева 6,3—108 м2 и произ-стью 0,67—20,3 МВт. По условиям прочности предельное давление воды — 1,6, пара — 1 МПа. Давление пара в П.п. следует держать на 0,1 —0,2 МПа ниже давления воды для предотвращения попадания его в трубки при их повреждении и вскипания воды.
В системах горячего водоснабжения с периодическим разбором воды (напр., душевые установки предприятий) используют емкостный П.п. Его корпус представляет собой горизонт, стальную цилиндрич. емкость, внутри к-рой расположен зме-
евик. Пар поступает в змеевик, конденсируется в нем и отдает теплоту воде, к- рая заполняет объем корпуса. Холодная вода входит в корпус снизу и вытесняет нагретую воду через патрубок, располож. в верхней части корпуса. При таком движении не происходит перемешивания холодной и нагретой воды, т.к. нагреваемая вода поднимается вверх, а холодная остается внизу. Рабочая емкость П.п. определяется объемом воды, располож. выше змеевика. Благодаря значит, объему воды П.п. можно использовать как бак-аккумулятор. Из-за отсутствия существ, конвективных токов в воде снижается интенсивность теплообмена между нею и стенкой парового змеевика. Учитывая, что при конденсации пара коэфф, теплоотдачи высокий, увеличить общую теплопередачу в П.п. можно лишь путем повышения интенсивности теплоотдачи от стенки к воде. Этого достигают в скоростных П.п., у к-рых вода в трубках движется с определ. скоростью и обеспечивает интенсивную теплоотдачу от стенки вы- нужд. конвекцией. Емкостные П.п. выпускают с площадью поверхности нагрева 0,5—4,7 м2 и вместимостью 400—4000 л.
ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание здания или сооружения с помощью системы отопления, в к-рой теплоносителем является пар водяной. П.о. зародилось в XVIII в. с появлением на производстве паровых машин: отработавший в них (мятый) пар стали использовать для отопления помещений. В России первая установка П.о. была сооружена в Петербурге в 1816. Впоследствии возникли и развивались различ. виды П.о., к-рым теперь оборудуются здания и сооружения, впрочем только при наличии источников производств, пароснабжения. Пар используется также в системах воздушного отопления и вентиляции, в к- рых применяются паровые калориферы. В П.о. используется сухой насыщ. пар. В зависимости от его абс. давления П.о. подразделяется на: в а к у у м-п а р о в о е (при абс. давлении пара менее 0,1 МПа, т.е. нижеатм.); низкого (0,1—0,12МПа); по в ы ш. (0,12—0,17 МПа); высокого давления (при давлении пара свыше 0,17 МПа). Вакуум-паровое отопление в России не применяется. Предельное давление пара при П.о. ограничивается прочностными хар-ками отопит, оборудования и материалов или давлением, соответствующим. макс, допустимой темп-ре пара (130°С).
Системы П.о. состоят из: источников теплоты, паропроводов, отопительных приборов, конденсатоп- роводов и в зависимости от вида и особенностей систем спец, оборудования (арматуры, баков, насосов и т.д.). Системы П.о. применимы в зданиях любой
Схемы открытых двухтрубных систем парового отопления низкого давления с тупиковым движением теплоносителя в магистрали а — замкнутой с верхней разводкой паропровода и "мокрым" конденсатопроводом; б — замкнутой с нижней разводкой паропровода и "сухим" конденсатопроводом; в — разомкнутой со средней разводкой паропровода и “сухим” конденсатопроводом; 1 — паровой котел; 2 — паропровод; 3 — двухтрубный стояк; 4 — отопительный прибор; 5 — вентиль; 6— гидравлический затвор; 7 — воздушная труба; 8— "сухой” конденсатопровод; 9 — "мокрый" конденса- топровод; 10 — напорный конденсатопровод; 11 — конденсатный бак; 12 — ‘атмосферная труба; 13— конденсатный насос; 14 — обратный клапан
этажности, обеспечивают быстрые прогревание помещений и прекращение теп- лоподачи при выключении систем, имеют меньшую площадь отопит, приборов и менее подвержены замерзанию в них воды. По сравнению с водяным отоплением системы П.о. имеют существенные недостатки: невозможность плавно регулировать теплоотдачу отопит, приборов, постоянно повыш. темп-pa их поверхности, короче срок службы, шум при движении пара и сложность эксплуатации. В системе П.о. низкого давления теплота, сообщенная пару в процессе его получения, переносится по паропроводу к отопит, приборам, где выделяется при конденсации пара. Образовавшийся в отопит, приборах конденсат возвращается по конденсатопроводу в паровой котел для последующего получения пара.
Схемы однотрубных систем парового отопления низкого давления
а — горизонтальной; 6 — вертикальной с верхней разводкой паропровода; в — вертикальной с нижней разводкой паропровода; 1 — паровой котел; 2 — паропровод; 3 — горизонтальная ветвь; 4 — отопительный прибор; 5 — вентиль; б — кран для выпуска-воздуха; 7 — однотрубный стояк; 8 — "мокрый" контенсатопровод; 9 — труба для осушки паропровода
По способу возвращения конденсата системы П.о. бывают замкнутыми и разомкнутыми. Замкнутойназ. система, в к-рой конденсат возвращается в паровой котел самотеком за счет гидро- статич. давления столба конденсата в конденсатопроводе (высотой h), преодолевающего сопротивление движению
В СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯВ СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
В СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
В СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Схема закрытой разомкнутой системы парового отопления высокого давления с использованием пара вторичного вскипания и попутным движением теплоносителя в магистралях
I — паропровод высокого давления; 2 — двухтрубный стояк; 3 — отопительный прибор; 4 — вентиль; 5 ■— кран для выпуска воздуха; 6 — воздушная труба; 7— конденсатоотводчик; 8—двухфазный конденса- топровод; 9 — бак-сепаратор; 10 — паропровод низкого давления; 11 — бак конденсатный; 12 — конденсатный насос; 13 — обратный клапан; 14 — напорный кондеисатопровод
конденсата и давление пара в котлах (избыточное давление пара в котлах, равное 0,01 МПа, уравновешивается давлением столба конденсата высотой 1 м). Замкнутая схема используется в осн. в системах П.о. низкого давления, когда возможное заглубление котлов по отношению к нижним отопит, приборам обеспечивает достаточную высоту столба конденсата. Разомкнутой паз. система со сбором конденсата в бак конденсатный и перекачкой оттуда конденсата в котлы конденсатным насосом. Такая схема в системах П.о. применяется при невозможности возвращения конденсата самотеком. В зависимости от конструктивных особенностей и трассировки теплопроводов системы П.о. подразделяются на двухтрубные вертик. с параллельным присоединением отопит, приборов к вертик. паро- и конденсатопрово- дам и однотрубные вертик. и горизонт., в к-рых пар и образующийся конденсат проходят последовательно через ряд отопит, приборов, соединенных между собой соответственно вертик. или горизонт, теплопроводом. Схемы магистр, теплопроводов могут обеспечивать тупиковое или попутное движение пара и конденсата по паро- и конденсатопроводам. Системы П.о. сооружают открытыми, сообщающимися с атмосферой, и. закрытыми, находящимися во всех частях под избыточным давлением. Обычно открытыми выполняются системы П.о. низкого давления. При этом в замкнутых системах с атмосферой сообщаются "сухие" конден- сатопроводы через воздушную трубу, в разомкнутых — через конденсатный бак. Системы П.о. высокого давления сооружаются по закрытой схеме для исключения выхода в атмосферу пролетного пара и пара вторичного вскипания. Наиболее распространены как при низком, так и высоком давлении пара
двухтрубные вертик. системы с верхней разводкой паропроводов, к-рые прокладываются в верхней части здания. При отсутствии такой возможности, а также для экономии труб используется средняя или нижняя разводка паропроводов. В этих случаях во избежание гидравлических ударов высота стояков, по к-рым попутный конденсат стекает против направления движения пара, ограничивается; предусматривается осушка паропроводов, напр., с помощью гидравлического затвора. Однотрубные вертик. и горизонт, системы П.о. могут применятся в системах низкого давления. Однако однотрубная вертик. система не распространена из-за отсутствия отопит, приборов особой конструкции и значит, шумообразования. Однотрубная горизонт, система используется редко, обычно для нерегулируемого отопления помещений большого объема. Системы П.о. низкого давления сооружаются, как правило, тупиковыми. При повыш. и высоком давлении пара в системах П.о. предусматривается попутное движение в магистралях пара и конденсата. В зданиях, отапливаемых системами П.о. высокого давления, пар часто подается под чрезмерно высоким давлением. В таком случае в тепловом пункте предусматривается понижение давления с помощью редукц. клапана или регулятора давления и расхода. При подаче в систему П.о. перегретого пара для снижения его давления и темп-ры используется редукционно-охладительная установка. Конденсат после отопит, приборов в системе П.о. высокого давления имеет темп-ру выше 100°С. При быстром понижении давления из него выделяется пар вторичного вскипания, к-рый в дальнейшем используется в системах П.о. низкого давления. Для получения достаточного кол-ва пара вторичного вскипания применяются спец, баки-сепараторы.
К отопит, приборам относятся чугунные радиаторы секционные, трубы отопительные и регистры, изготовляемые из стальных труб. Кроме того, предусматривается различная запорно- регулирующая арматура на трубопроводах. У местных отопит, приборов систем П.о. устанавливаются: при низком дав
лении — вентиль на паровой подводке и тройник с регулировочной- пробкой на конденсатной подводке, к-рая препятствует проходу несконденсировавшегося пара в кондеисатопровод; при высоком давлении — вентиль на паровой подводке к отопительному прибору и термостатич. конденсатоотводчик на конденсатной подводке. При установке общего конден- сатоотводчика на группу отопит, приборов на конденсатной подводке добавляется вентиль. Запорная арматура предусматривается также для отключения стояков при числе этажей в здании более трех, горизонт, ветвей и отд. частей системы П.о.
В системах парового теплоснабжения вентиляц. установок на паровых подводках к каждому ряду паровых калориферов (кроме первого ряда по ходу холодного воздуха) устанавливают вентиль и кран для выпуска воздуха, а также общий вентиль для отключения каждой установки в целом. На общем конден- сатопроводе после калориферов помещаются конденсатоотводчик с вентилями для отключения, краны для выпуска воздуха и аварийного спуска конденсата. Иногда вместо конденсатоотводчиков используются подпорные шайбы.
Теплогидравлич. расчет системы П.о. включает тепловой расчет паровых отопит, приборов, гидравлич. расчет паропроводов и конденсатопроводов, подбор оборудования (теплообменников, конденсатоотводчиков, конденсатных баков и насосов, редукционных и др. клапанов). Размер отопит, прибора выбирается в зависимости от поступающего от него теплового потока, к-рый должен соответствовать потоку, равному потерям теплоты в помещении при расчетных условиях. Тепловой поток от каждого отопит, прибора при теплоносителе определяется по величине номин. теплового потока для конкретного типа прибора с коррекцией по темп-ре используемого в нем пара. Паро- и конденсатопроводы систем изготовляются из стальных труб, имеющих неск. большую толщину стенок, чем у труб того же условного диаметра в системах водяного отопления. При этом учитывается повыш. коррозия труб в системах П.о. Трубы соединяются сваркой, фланцами с резьбой (при наружном диаметре до 60 мм). В качестве уплотнителя фланцевых соединений применяется паронит или фторопласт, а для уплотнения резьбовых соединений — лента из фторопластового употнит. материала или асбестовая прядь вместе с льняной прядью, пропитанные графитом, замешанным на олифе. Трубы систем П.о. прокладываются с уклоном: паропроводы — 0,002 в направлении движения пара или 0,006 против направления его движения, конденсатопроводы — 0,003 в сторону теплового пункта.
Магистр, паро-и конденсатопроводы покрывают тепловой изоляцией. Виды ее, средства крепления труб, способы компенсации их тепловых удлинений — те же, что для теплопроводов водяного отопления. Смонтированные системы П.о. подвергают гидростатич. испытанию путем заполнения водой: низкого давления — под избыточным давлением в нижней точке системы 0,25 МПа, высокого давления — не менее 0,3 МПа в верхней точке системы. Система признается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин при отсутствии утечки воды падение давления в ней не превысит 0,02 МПа, а при последующем пуске в систему пара под рабочим давлением не наблюдается его утечек. Перед пуском системы П.о. в эксплуатацию производят ее монтажное регулирование, в результате к-рого обеспечивается равномерное поступление пара в отопит, приборы и исключается его пропуск в конденсатопровод. Монтажное регулирование осуществляется в осн. регулировочными вентилями, установл. перед отопит, приборами. Осн. требование, предъявляемое к системам П.о. в период их эксплуатации — поддержание пост, темп-ры воздуха в помещениях при любой наружной темп-ре за счет регулирования подачи теплоты к отопит, приборам. Центр. и индивид, регулирование систем П.о. путем изменения давления и, следовательно, кол-ва подаваемого в систему или отопит, приборы пара, не дает удовлетворит, результатов, поэтому при эксплуатации систем П.о. прибегают к центр, регулированию "пропусками", подавая пар поочередно в отд. ветви системы.
ПАРОВОЙ КОТЕЛ — устройство, имеющее топку, обогреваемое газообр. продуктами и предназнач. для получения пара с давлением выше атм. Рабочее тело подавляющего большинства П.к. — вода. Упоминания о П.к. как о парогенераторе, отдел, от топки, встречаются в работах итальянца Дж. делла Порта (1601), француза С. де Ко (1615), англичанина Э.С.Вустера (1 663). Ранние конструкции П.к. по форме напоминали шар и предназначались для варки пищи. Конструкции соврем. П.к. сложились в процессе изменения форм выпускавшегося до 2-й половины XIX в. простейшего цилиндрич. П.к. В дальнейшем развитие П.к. шло по двум направлениям: увеличение числа потоков газов (внутр, поверхности нагрева) — газо- и жаротрубные котлы и увеличение числа потоков воды и пара (внешн. поверхности нагрева) — водотрубные котлы. Первые газотрубные П.к. представляли собой цилиндрич. сосуды, в к- рые первоначально вставляли 1, 2 или 3 трубы большого диаметра (жаровые тру
бы), а впоследствии десятки труб значительно меньшего диаметра (дымогарные трубы), по к-рым проходил газ. Увеличение площади поверхности нй- грева газотрубных П.к. происходило в габаритах первонач. цилиндрич. котла или даже меньших. Следствием этого явилось нек-рое повышение паропроиз- сти котла и улучшение передачи теплоты от дымовых газов к поверхности нагрева, приводившее к снижению темп-ры газов на выходе из П.к., т.е. к повышению кпд. Газотрубные П.к. отличались от цилиндрич. относит, малыми размерами и высокими кпд (60%), однако пароп- роиз-сть их, ограничиваемая габаритами, не превышала неск. т/ч, а конструктивные особенности ограничивали давление пара в котле в 1,5— 1,8 МПа. Поэтому газотрубные П.к. полностью вытеснены, из стационарных установок водотрубными П.к., создание к- рых шло путем увеличения числа цилиндров, составляющих котел. Вначале число цилиндров относит, большого диаметра доходило до 3—9, затем число цилиндров небольшого диаметра, превратившихся в кипятильные,а в дальнейшем и в экранные трубы, составляло десятки и сотни. Увеличение площади поверхности нагрева водотрубных П.к. сопровождалось ростом их габаритов, в первую очередь высоты, многократным возрастанием паропроиз-сти, уменьшением уд. расхода металла, повышением параметров пара и кпд. Со 2-й половины XIX в. выпускали камерные и секц. горизонтально-водотрубные П.к. с естеств. циркуляцией, у к-рых кипятильные трубы были расположены с наклоном к горизонту. Камерные П.к. состояли из одного или неск. барабанов, подсоедин. к ним сборных камер и пучков кипятильных труб, ввальцов. в камеры. Замена плоских камер отд. секциями, в к-рые ввальцовывали по одному ряду труб, позволила повысить давление пара, а с увеличением числа секций, из к-рых собирался котел, и площадь поверхности нагрева. Получившие широкое распространение пылеугольные топки повлияли на развитие конструкций П.к., значит, повысив его пароп- роиз-сть. Внедрение камерных топок привело к созданию топочных экранов, располож. на стенах топочной камеры.
П.к. в зависимости от рабочего давления, МПа, делят на 4 группы: низкого (0,9—1,4), среднего (2,4—4,0), высокого (9—14). и сверхвысокого, закритич.; в зависимости от паропроиз-сти, т/ч, — натри: малой (до 25) .средней (35—220) и большой. Широко распространены в разл. отраслях пром-сти, коммун, и с. хоз-ве П.к. ДКВР (двухбараб., водотрубные, реконструиров.) произ-стью 2,5— 35 т/ч, абс. давлением 1,4 и 2,4 МПа с
Схемы парового котла
а — цилиндрич.; б — двухжаротрубный; в — газотрубный; г — батарейный; д — водотрубный
темп-рой пара 250—370°С. Котлы выпускают с топками для сжигания твердого (в слое), жидкого котельного и газообразного топлива. Наличие в котлах развитого кипятильного пучка обеспечивает глубокое охлаждение продуктов сгорания, в результате чего достигается высокая их экономичность. Экраниров. топочная камера обеспечивает интенсивный теплообмен продуктов сгорания с экранными поверхностями нагрева, а небольшие тепловые напряжения экранов — надежность и длительность работы обмуровки котла. Плотное расположение кипятильных труб малого диаметра в пучке — характерная особенность этих котлов. Движение газов в котлах — горизонт, с неск. поворотами. П.к. серии Е (КЕ) на твердом топливе давлением 1,4 и 2,4 МПа поставляют блоками в собранном виде с обвязочным каркасом без обмуровки и обшивки. Осн. элементами котлов Е (КЕ) являются: верхний и нижний барабаны, боковые экраны и конвективный пучок. В котлах применена схема одноступенчатого испарения. Питатательная вода из экономайзера подается в верхний барабан, откуда по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка сливается в нижний барабан, а затем по перепускным трубам в камеры левого и правого экранов. Пароводяная смесь из экранов поступает в верхний барабан под уровень воды, в результате чего происходит барботаж пара через слой воды. Отсепариров. пар направляется в паропровод. Применение плотных экранов позволило заменить тяжелую обмуровку на боковых стенах котлов натрубной. Газомазутные вертикально-водотрубные П.к. типа Е (ДЕ) вырабатывают пар давлением 1,4 и 2,4 МПа, их топочная камера размещена сбоку от ■
Конструкции парового котла
а — цилиндрический; б — батарейный; в — жаротрубный; г — жаротрубно-дымогарный; д — камерный горизонтально-водотрубный; е — то же, конструкции В.Г. Шухова; ж — двухсекционный горизонтально-водотрубный; з — вертикально-водотрубный с П-образной компоновкой; и- вертикально-водотрубный; к — то же, с Т-образной компоновкой; л — прямоточный конструкции Л.К.Рамзина; м — прямоточный ТПП-210А; 1 — ба-" рабан; 2 — колосниковая решетка; 3 — жаровая труба; 4 — дымогарная труба; 5 — пароперегреватель;
— сборная камера; 7 — водяной экономайзер; 8 — воздухоподогреватель; 9 — газоход
конвективного пучка. Основные части этих котлов: верхний и нижний барабаны, конвективный пучок, фронт., боковой и задний экраны, образующие топочную камеру. Недостатки котлов ДЕ: повышенные аэродинамич. сопротивления и расход электроэнергии на тягу, а также загрязняемость конвективных пучков при работе на жидком топливе.
ПАРОВОЙ НАСОС —- агрегат из паровой машины и поршневого насоса, поршни к-рых укреплены на противоположных концах общего штока. Применяют для перекачки воды, нефти, мазута и
др. жидкостей, а также для питания небольших котлов. Обычно П.н. выполняют горизонт, и сдвоенным. Шток одной машины, совершая возвратно-поступат. движение, управляет золотником др. Движение обеих пар поршней происходит одновременно, но в противоположных направлениях. При крайнем положении поршня одного из насосов поршень др. находится в среднем положении, что обеспечивает неразрывность струи перекачиваемой жидкости. П.н., состоящий из паровой турбины и центробежного насоса, наз.турбонасосом.
ПАРОИЗОЛЯЦИЯ — элемент строит, конструкции, функционально предназнач, для снижения или полного устранения диффузии водяного пара из одной части конструкции «другую. П. выполняют из пароизоляц. материалов, таких, как полиэтиленовая пленка, рубероид, фольгоизол и др. Хар-кой пароизо- ляц. материала является его сопротивление паропроницанию, к-рое представляет собой величину, обратную паропроницаемости. Сопротивление паропроницанию Лп, м“с'Па/кг, опреде
ляется из ур-ния для плотности потока влаги через пароизоляц. материал: q= VURtW-P*^
где q — плотность потока пара через пароизоляц. материал, кг/(м^с); р\ р"-— упругости водяного пара по разные стороны пароизоляц. материала, Па. -
П. целесообразно устанавливать в многослойных конструкциях из материалов с существенно различающимися значениями теплопровод пости или паропроницаемости. В общем случае П. устанавливают в конструкции со стороны более "теплой" поверхности. Однако применяют и двустороннюю П. теплоизо- ляц. слоя. Недопустимо устройство П. только со стороны "холодной" поверхности конструкции, т.к. это может препятствовать удалению влаги и привести к переувлажнению конструкции.
ПАРООБЕСПЫЛИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ — осаждение взвеш. в воздухе частиц пыли за счет конденсации пара на их поверхности и последующего увеличения размера частиц. Наибольшая эффективность достигается при обеспыливании воздуха от гигроскопич, и
s
Схема установки парообеспыливания оборудования узла перегрузки титанового концентрата 1 — уплотнение; 2 — двухкамерное укрытие; 3 — аспирац. воронка; 4 — перераспределит, устройства; 5— лента дозатора; 6 — вентили для регулирования расхода пара; 7— паропровод; 8 — основной запорный вентиль; 9— конвейерСхема установки парообеспыливания оборудования узла перегрузки титанового концентрата 1 — уплотнение; 2 — двухкамерное укрытие; 3 — аспирац. воронка; 4 — перераспределит, устройства; 5— лента дозатора; 6 — вентили для регулирования расхода пара; 7— паропровод; 8 — основной запорный вентиль; 9— конвейерПоверхностный пароохладительПоверхностный пароохладитель1,2 — входной и выходной коллекторы; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителя1,2 — входной и выходной коллекторы; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителяСхема взаимного движения пара и газа а — паралл. ток; б — противоток; виг — смешанныйСхема взаимного движения пара и газа а — паралл. ток; б — противоток; виг — смешанный
Схема установки парообеспыливания оборудования узла перегрузки титанового концентрата 1 — уплотнение; 2 — двухкамерное укрытие; 3 — аспирац. воронка; 4 — перераспределит, устройства; 5— лента дозатора; 6 — вентили для регулирования расхода пара; 7— паропровод; 8 — основной запорный вентиль; 9— конвейер
Схема установки парообеспыливания оборудования узла перегрузки титанового концентрата 1 — уплотнение; 2 — двухкамерное укрытие; 3 — аспирац. воронка; 4 — перераспределит, устройства; 5— лента дозатора; 6 — вентили для регулирования расхода пара; 7— паропровод; 8 — основной запорный вентиль; 9— конвейер
Поверхностный пароохладитель
Поверхностный пароохладитель
1,2 — входной и выходной коллекторы; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителя
1,2 — входной и выходной коллекторы; 3 — входная камера; 4 — трубы, охлаждаемые водой; 5 — корпус пароохладителя
Схема взаимного движения пара и газа а — паралл. ток; б — противоток; виг — смешанный
Схема взаимного движения пара и газа а — паралл. ток; б — противоток; виг — смешанный
гидрофильных частиц пыли. Гигроскопич. частицы, находясь в потоке воздуха при его критич. влажности, начинают быстро увеличиваться в размерах, проходя при этом стадии конденсац. и коагуляц. роста (размеры частиц при этом могут превышать нач. в 20—40 раз). На рост частиц влияют их нач. размер и плотность, расход пара.
Установка П.о. может обслуживать одну или неск. единиц оборудования и представляет собой совокупность камеры для парообеспыливания, устройства для подачи пара, сети паропроводов, регулировочной арматуры и источника пара (парогенератор или технология, паропроводы). Неск. установок объединяют в систему парообеспыливания, к-рую обычно применяют в комплексе с гидрообеспыливанием оборудования и аспирацией. Системы П.о. позволяют сократить расход и запыленность аспирируемого воздуха и снизить нагрузку на очистные устройства или вообще отказаться от них.
ПАРООХЛАДИТЕЛЬ — теплообменный аппарат в котлоагрегате, в трубопроводе редукционно-охладит. установки (РОУ) для регулирования темп-ры подаваемого потребителю перегретого пара. П. необходим для предотвращения чрезмерного перегрева пара и обеспечения норм, условий работы паровой турбины. В котлоагрегатах П. обычно устанавливают в промежуточном коллекторе, в к-рый поступает перегретый пар, или на выходе пара из пароперегревателя. Охлаждение пара в П. достигается путем отвода от него теплоты питательной воды, к-рая либо пропускается по трубкам теплообменного аппарата (поверхностные П.), либо непосредственно впрыскивается в аппарат (впрыскивающие П.). В последнем случае для впрыска часто применяют конденсат.
ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ — элемент котлоагрегата для перегрева пара, т.е. для повышения его темп-ры сверх темп-ры насыщения. П. представляет собой систему параллельно включ. (по пару) стальных труб (змеевиков) с внутр, диаметром 20—60 мм, омываемых с наружной стороны продуктами сгорания топлива и присоединенных непосредственно к барабану котла или к входному, выходному, а иногда к промежуточному
коллектору. Змеевики П. работают в наиболее тяжелых темп-рных условиях, что обусловливается расположением их в зоне высоких темп-p продуктов сгорания и низким коэфф, теплоотдачй пару. П. изготовляют из л егиров. высококачеств. стали, к-рая вследствие высоких темп-p работает на пределе своих прочностных возможностей. .По направлению движения пара относительно дымовых газов различают П.: с паралл. током, противотоком и смешанным током. Наибольшая площадь поверхности нагрева при прочих равных условиях — при паралл. токе, наименьшая — при противотоке. При смеш. схеме большую по размерам и первую по ходу пара часть П. выполняют противоточной, окончание перегрева пара происходит во второй его части с паралл. током газа и пара. В зависимости от места расположения П. в котле и, следовательно, от вида теплообмена, осуществляющегося в нем, различают радиац., конвективно-радиац., ширмовые и конвективные П. Радиац. П. размещают на потолке или на стенках топочной камеры, часто между трубами экранов. Эти П., как и испарит, экраны, воспринимают теплоту, излучаемую факелом сжигаемого топлива. Конвективно-радиац. П., выполненные в виде отд. плоских ширм из параллельно включенных труб, укрепляют на выходе из топки перед конвективной частью котла. Теплообмен в них осуществляется как излучением, так и конвекцией. Конвективные П. располагают в газоходе котлоагрегата обычно за ширмами или за топкой; они представляют собой многорядные, пакеты из змеевиков. Конвективный П. котлов ДКВР, КЕ и ДЕ, рассчит. на давление 1,4 и 2,3 МПа, выполняют одноходовым; рассчит. на давление 4 МПа — двухходовым. П., состоящие только из конвективных ступеней, обычно устанавливают в котлоагрегатах низкого и среднего давления (в нек-рых случаях высокого давления) при темп-ре перегретого пара не выше 440—510°С. В котлоагрегатах высокого давления со значит, перегревом пара применяют комбиниров. П., включающие конвективную, конвективно-радиац., а иногда и радиац. части. Котлоагрегаты ТЭС обязательно снабжают П., т.к. повышение темп-ры пара повышает кпд паросиловой уста-
новки. При давлении пара в 14 МПа и выше кроме осн. (первичных) П. устанавливают вторичные (промежуточные)
Конвективные пароперегреватели
а — типа ДКВР, ДЕ и КЕ; б — экранного типа; 1 — трубы пароперегревателя^ и б — камеры перегретого пара; Зи4—барабаны котла; 5 — камера насыщенного пара; 7— промежут. камера; 5— выходная камера; 9 — змеевики; 10 — первая ступень пароперегревателя; 11 — перегретый пар; 12— продукты сгорания
в к-рых перегревается пар, частично отработавший в турбине.
ПАРОПРОВОД — трубопровод, по к-рому транспортируется водяной пар. П. монтируют из стальных труб, к-рые соединяют на сварке. Для снятия напряжения в трубах при темп-рных удлинениях используют компенсаторы теплопроводов или естеств. компенсацию, обеспечиваемую изгибами трубы. Для сокращения потерь теплоты транс
портируемого пара П. покрывают тепловой изоляцией. На пром, площадках обычно применяют надземную прокладку П., к-рая дешевле подземной и позволяет непосредственно наблюдать за состоянием П. В большинстве случаев используют совместную прокладку П. с др. трубопроводами на общих опорах. На участках, где надземная прокладка невозможна или экономически невыгодна, применяют подземную прокладку. П. прокладывают с уклоном не менее 0,002. При движении пара против уклона его принимают равным 0,01. При пуске П., когда пар подают в холодный трубопровод (после завершения стр-ва или ремонта), происходит значит, конденсация пара, теплота от к-рой идет на разогрев П. (с изоляцией). Образовавшийся конденсат удаляют в дренаж. При работеП. в стационарном режиме пар также частично конденсируется, восполняя потери теплоты через изоляцию. Различают пусковой и пост, дренаж. Первый — без возврата конденсата, второй — с возвратом. Пост, дренаж предусматривают в нижних точках П. и перед его вертик. подъемами; пусковой — в тех же точках, что и пост., и на прямых участках П.: через 400—500 м — при совпадении уклона с движением пара и через 200—300 м — при встречном уклоне. Для пускового дренажа к П. приваривают штуцеры, на к- рых устанавливают задвижки или вентили. При постоянном дренаже конденсат отводят через конденсатоотводчики в рядом пролож. конденсатопровод. Давление в паропроводе должно быть больше давления в напорном конденсатопроводе не менее чем на 0,1 МПа.
При расчете паровых сетей необходимо учитывать изменение плотности пара с падением давления. Плотность на- сыщ. пара при транспортировании рассчитывают не по законам идеальных газов, т.к. их использование приводит к значит, ошибкам. При расчете П. плотность пара определяют в зависимости от давления по таблицам водяного пара. Т.к. давление пара в свою очередь зависит от гидравлич. потерь, П. рассчитывают методом итераций. Вначале задаются потерей давления на участке, определяют среднее давление пара в нем и по нему с помощью таблиц устанавливают плотность пара. Далее рассчитывают действит. потери давления. Если получ. значение потерь давления существенно расходится с предварительно принятым, то расчет повторяется. Число итераций зависит от требуемой точности расчета.
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ — изо- термич. процесс влагопереноса в материале, определяемый наличием градиента упругости, водяного пара. Происходит в результате совместного влагопереноса по механизмам изотермич.
переноса пара, пленок и капиллярной влаги. При небольших значениях относительной влажности воздуха р < <30% в порах материала конденсата нет, поверхность пор и капилляров может быть покрыта адсорбц. слоем воды толщиной в 1—2 молекулярных слоя. Влага при этом перемещается только в виде пара. При увеличении значения р адсорбц. пленки утолщаются и может начаться поверхностная диффузия. Кроме того, начинается капиллярная конденсация в мезопорах (г < 10‘7 м), что вызывает капиллярную диффузию пара. При увеличении р > 90% внутр, поверхность материала покрывается смачивающими пленками, к-рые перемещаются под действием возникающих градиентов расклинивающего давления. Капиллярная конденсация в мезопорах приводит не только к усилению капиллярной диффузии пара, но и к капиллярному переносу жидкой влаги. Однако при этом могут снизиться диффузия и эффузия пара вследствие заполнения мезакапилля- ров конденсатом. В целом при увеличении влажности П. материала возрастает.
Количественно П. материала выражается коэфф. /4, к-рый численно равен массе влаги, проходящей через единицу площади материала на расстояние единицы длины в единицу времени при перепаде упругости водяного пара в единицу давления.
ПАССИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ — система отопления (с.о.) здания с использованием солнечного излучения, в к-рой в качестве коллектора солнечной энергии и аккумулятора теплоты служат в осн. ограждающие конструкции самого здания, а циркуляция воздуха в помещениях осуществляется путем конвекции естественной. От П.с.с.о. требуется обеспечение теплового комфорта и регулирование темп-рно- го режима в помещениях. При этом тепловой комфорт достигается при более низкой темп-ре воздуха по сравнению с обычными зданиями, т.к. темп-pa большинства внутр, ограждений вышетемп-ры воздуха. Для отопления зданий используются след, типы П.с.с.о.: система прямого улавливания солнечного излучения, поступающего через остекл. поверхности окон большой площади на южном фасаде здания; система улавливания солнечного излучения, проникающего через поверхности солнечной теплицы, примыкающей к южной стене здания; система с остекд. теплоаккумулирующей стеной (стеной Тромба); система с контуром конвективной циркуляции воздуха и галечным аккумулятором теплоты. Пассивная система прямого улавливания солнечного излучения эффективно работает при соб-
Пассивные системы солнечного отопления зданий
а — с прямым улавливанием солнечного излучения; б — с пристроенной теплицей; в— с теплоаккумулирующей стеной
людении след, условий: ориентация дома вдоль оси восток-запад (отклонение от нее не более 30°); площадь окон на юж. стороне дома — не менее 50—70% всей площади остекления, на сев. — не более 10% в условиях холодного климата, причем юж. окна снабжены двухслойным, а сев. — трехслойным остеклением; улучшенная теплоизоляция стен, пола, потолка здания, а теплопотери из-за нерегулируемого поступления наружного воздуха сведены к минимуму; достаточная теплоаккумулирующая способность внутр, стен и пола, предназнач. для поглощения и аккумулирования теплоты солнечного излучения; над окнами для предотвращения перегревания помещений в летнее время предусмотрены навесы, козырьки и т.п. КпД П.с.с.о. — 25—30%, а в особо благоприятных климатич. условиях может достигать 60—75%. Недостаток системы — значит; суточные колебания темп-ры воздуха в помещениях из-за тепловой инерции их теплоаккумулирующих элементов. При рацион, проектировании обеспечиваются оптим. масса теплоакку- мулирущих элементов и наилучшее расположение каждого из них. Эффек-
тивность прямого улавливания сенечного излучения повышается при теплоизоляции свегопрозрачных поверхностей в ночное время, автоматич, управлении заслонками для регулирования поступления и удаления воздуха, форточками и фрамугами и т.п. Наряду с отоплением обеспечивается эффективное использование дневного освещения, благодаря чему снижается потребление элетроэнергиц. В системе с солнечной теплицей (зимним садом, солярием или оранжереей), примыкающей к южной стене здания, солнечное излучение используется как для отопления здания, так и для выращивания растений. Общий кпд такой системы повышается до 60—75 %, однако в здание посту па - ет всего лишь 10—30% кол-ва излучения, падающего на остекление теплицы. При этом следует применять 2—3-слойное остекление теплицы в сочетании с окнами в примыкающей стене здания. Площадь остекления теплицы должна быть в 1,5—3 раза больше площади окон жилого дома. В солнечной теплице предусматривается аккумулирование теплоты в бетонной плите или емкости с водой. Пол делается темным для усиленного поглощения солнечного излучения, 15—25% его площади может быть занято растениями. Темп-pa воздуха в оранжерее не должна превышать 20— 25°С зимой и 25—28°С летом, а при понижении темп-ры до 7—13°С необходимо включать дополнит, отопление. Для улучшения распределения теплоты в помещении в стене предусматривается несколько отверстий, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха с расходом не менее 0,1 м3/с. П.с.с.о. с остекл. юж. теплоакку- мулирующей стрной«высокоэффективны. Проникающее через одно- или двухслойное остекление солнечное излучение поглощается поверхностью стены, покраш. темной матовой краской, и аккумулируется ее массой. Аккумулиров. стеной теплота передается внутрь помещений. Кпд этой системы достигает 35%. Целесообразна конструкция стены с отверстиями внизу и вверху для циркуляции воздуха. Движение воздуха регулируется поворотными заслонками. Для усиления циркуляции воздуха может использоваться вентилятор. У стены могут быть установлены одна над др. бочки с водой, что увеличивает аккумуляцию теплоты. Теплотехнически наиболее эффективна система с солнечной теплицей, неск. ниже эффективность с тбплоакку- мулирующей стеной.
ПАТРУБОК ДЛЯ РАЗДАЧИ ВОЗДУХА — отрезок воздуховода, присоединяемый к гл. магистрали системы вентиляции, или располож. на конце ответвления воздуховода и служащий для сосредоточ. подачи воздуха в определ. направлении. Наиболее широкое приме-
пение П.д.р.в. получили при сосредоточ. подаче воздуха и при устройстве воздушных душей на пост, рабочих местах в горячих цехах при тепловом облучении рабочих. При душировании рабочих мест с помощью поворачивающегося П.д.р.в. можно подавать в помещение наружный или внутр, воздух с предварит, его очисткой и охлаждением.
ПЕЛЬТЬЕ ЭФФЕКТ — выделение или поглощение теплоты в месте контакта (спая) двух металлов (полупроводников) при прохождении через контакт электрич. тока. При изменении направления тока эффект меняет знак.
ПЕНООБЕСПЫЛИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ —■ один из способов подавления источников пылеобразования и осаждения взвеш. частиц пыли. Процесс П.о. осуществляют как в установке, так и в системе обеспыливания пеной. Улавливание и осаждение пыли на пузырьки пены происходит за счет инерц., гравитац. и диффуз. сил, а также поглощения частиц пыли массой пены (пенного экрана), представляющей собой струк- туриров. дисперсную систему, т.е. скопление пузырьков воздуха (дисперсная фаза), раздел, тонкими прослойками жидкой дисперсной среды. Пена имеет значит, больший объем, чем жидкость, из к-рой она образована, что позволяет при относит, незначит. расходе жидкости увеличить площадь поверхности взаимодействия ее с пылью по сравнению с площадью ее взаимодействия при гидрообеспыливании оборудования. Слоем пены можно изолировать источники пылеобразования и воспрепятствовать переходу пыли во взвеш. состояние и распространению ее в воздушную среду. Это определяет целесообразность применения П.о. в произ-вах, где пыль плохо смачивается водой, а использование систем гидро- и паро-
Установка обеспыливания оборудования пеной узла перегрузки с конвейера в элеватор
1 — пеногенератор; 2 — насадок; 3 — аспирац. воронка; 4 — конвейер; 5 — элеватор '■
Установка обеспыливания оборудования пеной загрузочной воронки дробилки СМ-599
1 — компрессор; 2 — трубопровод; 3 — бак вместимостью 0,3 мг; 4, 5 — трубопроводы р-ра и сжатого воздуха; б — пеногенератор; 7 — пенный экран (затвор); 8 — сетки; 9 — рама пенного затвора; 10 — конвейер; 11 — дробилка; 12 — загрузочная воронка; 13 — укрытие
Эжекционный сеточный парогенератор установки обеспыливания оборудования пеной
— форсунка с углом раскрытия а ф; 2 — корпус со смесительной камерой; 3 — сеточный пакет конусной формы (угол конусной части а к)
обеспыливания оборудования малоэффективно или недопустимо по технологии. Для обеспыливания наиболее приемлема пена, к-рая при контакте с пылью устойчива в течение нек-рого времени, поскольку при быстром разрушении пены действие ее сводится к гидрообеспыливанию, и, наоборот, при чрезмерно медленном разрушении она будет оказывать лишь экранирующее действие. В зоне контакта пены с пылью пузырьки пены разрушаются, и освободившаяся при этом жидкость смачивает частицы пыли и материала. Процесс разрушения пены за
медляется при отсутствии сухой поверхности, в результате чего кол-во пены, расходуемой на обеспыливание, пропорционально ее массе. Стойкость пены при воздействии на нее пыли в большой степени обусловлена ее дисперсностью. С увеличением гидрофильности частиц пыли расход пены на их улавливание увеличивается. Скорость разрушения пены значит, возрастает с возрастанием скорости движения воздуха над ней.
Установка П.о. представляет собой совокупность камеры для осуществления процесса, пеногенератора, дозатора пенообразователя, компрессора (воздуходувки), вспомогат. элементов (регулировочные вентили, резиновые шланги, баки, трубопроводы и др.). Пеногенераторы подразделяются на пневматич., воздушно-пенные стволы и сеточные. Последние бывают вентиляторными и эжекционными. В сеточных процесс пено- образования протекает упорядоченно, пузырьки пены формируются при равномерной подаче воздуха, и пена получается близкой к монодисперсной. Наиболее приемлемы эжекц. сеточные парогенераторы. Раствор пылеобразователя подается к форсунке под давлением Рио” 0,8...1,0 МПа. Произ-сть, м3/с, парогенератора по пене Lnu ~ 1,65 а вд, расход раствора Luo -5,21 0" иэжРпо0^ здесь а вд — диаметр выходной трубы диффузора, г/эж — коэфф, расхода форсунки). Оптим. кратность пены — 300—500, дисперсность — I мм. Оптим. (миним.) толщина пенного экрана зависит от дисперсного состава частиц пыли и скорости их движения, а также от параметров пены. Установки предназнач. для сокращения образований пыли, работают зачастую в сочетании с системами аспирации, при этом снижаются расходы и запыленность аспирируемого воздуха. Установки с экранирующим действием, как правило, не требуют аспирации. Оптим. толщина пенного экрана не более 0,1—0,14 м. Установки могут быть децентрализов. и цент- рализов.
Система П.о. — комплекс установок в здании (помещении), сокращающих и локализующих образование и выделение пыли в воздушную среду помещений. Она позволяет уменьшить произ-сть систем аспирации и очистных устройств, а в ряде случаев отказаться от них, Системы П.о. по сравнению с системами гидро- и паро- обеспыливания на 4,5—2,5% снижают влажность перерабатываемых материалов и в 3—8 раз уменьшают образование и выделение пыли.
ПЕРЕВАЛ — полость над кладкой внутри отопительной печи, где движущиеся горячие дымовые газы поворачивают сверху вниз.
ПЕРЕДАЧА КЛИНОРЕМЕННАЯ — устройство для передачи вращения между валами с помощью приводного ремня, имеющего сечение в форме трапеции (клина). П.к. широко используется в вентиляторных установках. Относит, громоздкость и нек-рое непостоянство передаточного числа вследствие проскальзывания ремня окупаются эластичностью, плавностью хода, способностью выдерживать перегрузки. П.к. хорошо работает при малых расстояниях между валами. Для увеличения передаваемой мощности передача осуществляется неск. параллельно работающими клиноремнями.
ПЕРЕКРЫША ПЕЧИ — верхнее перекрытие отопительной печи, устраиваемое в 3 ряда кирпича плашмя в печи умеренного прогрева или из иных строит, материалов в печи повыш. прогрева.
ПЕРЕТЕКАНИЕ ВОЗДУХА — перемещение масс воздуха из одного помещения или из одной зоны помещения в др. Неорганизов. П.в. под действием гравитац. и ветровых сил приводит к распространению загрязняющих воздух примесей и запахов, к увеличению тепл- опотерь помещений, к выравниванию параметров воздуха по зданию и помещениям. Неорганизов. П.в. недопустимо для лечебных зданий, объектов, связ. с исследованием и произ-вом вредных в-в. Для предотвращения неорганизов. П.в. и управления этим процессом применяют архитектурно-строит. и вентиляц. приемы: установка дополнит, дверей и тамбуров (пассивных шлюзов), разумное размещение в здании блоков чистых и загрязн. помещений; создание дисбаланса воздуха, подаваемого и удаляемого системами общеобм. вентиляции с механич. побуждением, активное шлюзование (тамбур- шлюз с притоком или вытяжкой) и установка у проемов шибрирующих воздушных завес. Организов, П.в., кроме предотвращения распространения по зданию вредных примесей, во мн. случаях позволяет снизить требуемый воздухообмен за счет более эффективного использования вентиляц. воздуха. Организов. П.в. — широко применяемый способ вентиляции пищеблока (обеденный зал — кухня). Подпор в обеденном зале (за счет избыточного притока) и разрежение в кухне (за счет избыточной вытяжки) способствуют П.в. и предотвращению распространения запахов из кухни. Суммарный воздухообмен при П.в. меньше суммы требуемых воздухообменов для каждого из помещений, т.к. загрязненность удаляемого из кухни воздуха выше.
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ — процессы теплопере-
абабХарактерные типы переходных тепловых процессовХарактерные типы переходных тепловых процессовзадачи: а — внешняя; б — внутренняя; в — симметричная краевая; г— несимметричная крае-задачи: а — внешняя; б — внутренняя; в — симметричная краевая; г— несимметричная крае-Изменение во времени относительной избыточной температуры тела с бесконечной теплопроводностьюИзменение во времени относительной избыточной температуры тела с бесконечной теплопроводностьюааБсзразмерная температура в центре однородного ограждения (симметричная задача)Бсзразмерная температура в центре однородного ограждения (симметричная задача)
аб
аб
Характерные типы переходных тепловых процессов
Характерные типы переходных тепловых процессов
задачи: а — внешняя; б — внутренняя; в — симметричная краевая; г— несимметричная крае-
задачи: а — внешняя; б — внутренняя; в — симметричная краевая; г— несимметричная крае-
Изменение во времени относительной избыточной температуры тела с бесконечной теплопроводностью
Изменение во времени относительной избыточной температуры тела с бесконечной теплопроводностью
а
а
Бсзразмерная температура в центре однородного ограждения (симметричная задача)
Бсзразмерная температура в центре однородного ограждения (симметричная задача)
дачи нестационарной в телах огранич. размеров при ступенчатом изменении условий на границах. Характеризуются перестройкой темп-рного поля из одного установившегося состояния в другое. Различают П.п.т. в телах с малым термич. сопротивлением (внеш н.задача), с интенсивным теплообменом 'на поверхностях (внутр, задача), с умеренной интенсивностью теплообмена внутри тела и на поверхностях (симметричная краевая задача) и с односторонним нагревом (охлаждением) тел (несимметричная краевая задача). В условиях внешней задачи темп-рное поле тела пространственно изотермично и изменяется только во времени (небольшие металлич. предметы, емкости с водой, отопительные приборы и др.). Характеризуется малым значением критерияВ! [Bi“a lv/ X < 0,1, где а — коэффициент теплообмена поверхности с
окружающей средой; Вт/(м2К); X — теплопроводность материала, Вт/(м-К); lv — обобщ. линейный размер, м, равный отношению объема тела V, м , к его поверхности F, м2 (для неорганич. пластины — половине толщины, цилиндра — половине радиуса, шара — 1/3 радиуса, куба — 1/6 длины ребра) ].
Изменение относит, избыточной темп-ры 8 - (( - tc) / ((о - (с) теплопроводного тела с нач. темп-рой t0 в среде с темп- рой tc * to описывается экспоненциальной зависимостью, а кол-во поглощ. или отданной телом теплоты за время х, с, определяется по ф-ле Q - ср У((о - /с) (1 - - 0), где с р — объемная удельная теплоемкость тела,Дж/(м3-К);«"А /с р —коэфф. темп-ропроводности, м2/с. Процесс перехода к новому стационарному состоянию в основном завершается за время хКр, к-рому соответствует BiFo кЗ.
Изменение во времени температурыИзменение во времени температурыа — в центре тела; б — средней по объему; 1 — пластина; 2 — цилиндр; 3 — шага — в центре тела; б — средней по объему; 1 — пластина; 2 — цилиндр; 3 — шаг01234567 F^at/d'201234567 F^at/d'2В условиях внутр, задачи (Bi & 100) (темп-pa поверхности тела сразу становится равной темп-ре окружающей среды—граничное условие! рода). Темп-рное распределение в толще тела является неравномерным. Наибольшая разница наблюдается между темп-рой в центре и на поверхности. На схеме приведены кривые изменения относит, избыточной темп-ры в центре 0ц - ((ц - tc) / ((о - tc) и средней по объему 0ср - (^р - tc) /(to - tc) во времени, выражаемым числом Fo. Кривые даны для случая, когда нач. темп-pa to во всех точ-
Изменение во времени температуры
Изменение во времени температуры
а — в центре тела; б — средней по объему; 1 — пластина; 2 — цилиндр; 3 — шаг
а — в центре тела; б — средней по объему; 1 — пластина; 2 — цилиндр; 3 — шаг
01234567 F^at/d'2
01234567 F^at/d'2
ках тела была одинаковой, а темп-ра поверхности тела мгновенно изменилась до темп-ры окружающей среды t^-
Кол-во теплоты, отдаваемой или ассимилируемой телом за время z, с, с нач. переходного процесса, определяется как для внешн. задачи с заменой 6 на УСр.
Условия краевой задачи (0,1 < Bi < < 100) наиболее общие и чаще всего встречаются в инж. практике. Интенсивность теплопередачи определяется и переносом теплоты в толще тела, и теплообменом на поверхности. В этом случае темп-ра поверхности может значительно отличаться от темп-ры в центре и не совпадает с темп- рой окружающей среды.
Темп-рное поле в толще тела описывается сложной комбинацией трансцендентных и спец, функций. Безразмерная темп-ра в центре 6 ц однородного ограж-
микроклимата под влиянием повторяющихся тепловых возмущений (см. Теплоустойчивость ограждения и Теплоустойчивость помещения).
ПЕСКОЛОВКА — сооружение для выделения из сточных вод нераствор. минер, частиц: песка, шлака, боя стекла и др. При отсутствии в составе очистных сооружений П. или плохой ее работе затрудняется выгрузка осадка из отстойников, накапливается песок в последующих сооружениях для очистки сточных вод и обработки осадков, что приводит к сокращению полезных объемов сооружений и др. нарушениям их работы. В П. песок из сточных вод выделяется под действием силы тяжести. П. подразделяют на горизонт., вертик. и с вращат. движением жидкости; последние бывают тангенц. и
эрлифтами, шнековыми или иными подъемниками. Скребковые механизмы применяют двух типов: на бесконечных цепях и в виде тележки со скребком, перемещаемой с помощью тросов. Гидроме- ханич. система представляет собой лоток в днище П., внутри к-poro расположен смывной трубопровод со спрысками, сориентированными в сторону бункера. Смыв осадка производится при подаче в систему расхода воды с восходящей скоростью по площади лотка 0,0063 м/с. В П. обеспечивается максимально возможное улавливание песка и исключается выпадение в осадок органич. загрязнений, что достигается при средней скорости
Горн зонтальнам песколовка
— скребковый механизм; 2 — привод механизма; 3 — гидроэлеватор; 4 — бункер
zz«656666»«656666»Скребковый механизм для горизонт, песколовкиСкребковый механизм для горизонт, песколовки1 — приводная станция; 2 — путевые выключатели;3 — тележка; 4 — станция натяжения; 5 — противовес стопорного устройства; 6 — скребок; 7 -1— канат;8—телескопич, устройство; 9— лемех скребка; 10 — гидроэлеватор1 — приводная станция; 2 — путевые выключатели;3 — тележка; 4 — станция натяжения; 5 — противовес стопорного устройства; 6 — скребок; 7 -1— канат;8—телескопич, устройство; 9— лемех скребка; 10 — гидроэлеватор
z
z
«656666»
«656666»
Скребковый механизм для горизонт, песколовки
Скребковый механизм для горизонт, песколовки
1 — приводная станция; 2 — путевые выключатели;
3 — тележка; 4 — станция натяжения; 5 — противовес стопорного устройства; 6 — скребок; 7 -1— канат;
8—телескопич, устройство; 9— лемех скребка; 10 — гидроэлеватор
1 — приводная станция; 2 — путевые выключатели;
3 — тележка; 4 — станция натяжения; 5 — противовес стопорного устройства; 6 — скребок; 7 -1— канат;
8—телескопич, устройство; 9— лемех скребка; 10 — гидроэлеватор
дения зависит от времени Fo и интенсивности симметричного теплообмена с окружающей средой Bi. Такие же зависимости имеются для др. тел и условий однозначности. Односторонний (несимметричный) нагрев или охлаждение ограждения представляет частный случай симметричной краевой задачи. Используя принцип отражения и дополняя ограждение аналогичным с зеркальным темп-рным раеппеделением, получают вариант симметпичного теплообмена с адиабатич. осевой плоскостью. Такая схема справедлива для случая остывания ограждения при отключении системы отопления- Односторонний нагрев (при включении системы отопления) имитируют симметричным нагревом, состыковывая реальное и дополнит, ограждения с их наружными поверхностями (вариант симметричного нагрева пост, тепловым потоком).
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ — процесс периодич. изменения темп-ры в каждой точке тела около среднего значения (квазиустановившийся режим). ' Периодич. процессы формируются в ограждениях зданий и элементах систем кондиционирования
аэрируемые. Горизонт. П. — удлиненное в плане сооружение с прямоугольным или полигональным поперечным сечением. В начале ее располагают бункер для сбора и накопления осадка. Горизонт. П. оборудуют скребковыми механизмами или гидро- механич. системами для транспортирования осадка в бункеры, рсадок из них откачивают гидроэлеваторами,
движения воды в ней 0,3 м/с. П. чувствительна к нестабильности расхода, концентрации и гидравлич. крупности песка. Ее нельзя изготовлять больших размеров или для большей продолжительности пребывания в воде, чем предусмотрено расчетами, иначе ухудшится качество осадка — происходит засорение его органич. примесями.
Аэрируемая песколовка с гидромеханическим удалением пескаАэрируемая песколовка с гидромеханическим удалением песка
Аэрируемая песколовка с гидромеханическим удалением песка
Аэрируемая песколовка с гидромеханическим удалением песка
Тангенциальная песколовка со шнеком для выгрузки песка
— осадочная часть; 2 — подвижной боковой водослив; 3 — телескопич, труба; 4 — рабочая часть;
—- заглушка; 6 — шнек; 7 — отверстие для сброса отмытых органич. веществ; 8 — электродвигатель с редуктором; 9 —.штуцер для отвода песка; 10 — подающий лоток; 11 — отводящий лоток
В нашей стране широко применяют горизонт. П. с круговым движением воды. Проточная часть такой П. образует кольцо. Поперечное сечение в верхней части имеет прямоугольную форму, в основании — треугольную со щелью. Выпавший в осадок песок через щель
проникает в бункер, имеющий форму перевернутого конуса. Достоинство горизонт. П. заключается в том, что в ней отсутствует необходимость горизонт, перемещения песка. В е р т и к. П. имеет в плане круглую или полигональную форму
и значит, глубину. Вода в ней подается к основанию. При подъеме воды песок осаждается. Вертик. скорость движения воды должна быть меньше или равняться гидравлич. крупности песка, подлежащего улавливанию. В вертик. П. круглой формы с тангенц. подводом воды в основании цилиндрич. части сбор и отвод воды производятся кольцевым лотком. Т а н- г е и ц. П. имеют круглую в плане форму и тангенц.' подвод воды, обеспечивающий круговое движение воды в плане и в поперечном сечении потока. Т.о. поток совершает винтовое движение, вследствие чего существенно уменьшается выпадение в осадок органич. примесей. Тангенц. П. рассчитывают по нагрузке, к-рую принимают равной 90—130 м3/ч на 1 м ее площади в плане при расходах до 75 тыс.м3/сут. Аэрируемые П. имеют удлиненную в плане форму и полигональное поперечное сечение. Они, как и горизонт. П., имеют в начале сооружения бункер и скребковый механизм или гидро- мсханич. систему для горизонт, транспортирования песка в бункер. Песок из бункера обычно удаляется гидроэлеватором. Аэрируемые П. оборудуются аэратором, располагаемым вдоль одной из стенок на глубине 2/3—3/4 всей гидравлич. глубины сооружения. Аэрация обеспечивает вращат. движение воды со скоростью на периферии около 0,3 м/с. При одновременном постуцат. движении со скоростью 0,05—0,12 м/с в аэрируемой П. обеспечивается винтовое движение воды. Эта П. улавливает песок с малым содержанием органич. примесей. Кол-во улавливаемого песка П. всех типов при очистке бытовых сточных вод равно около 0,02л/сут на 1 чел. при влажности осадка 60% и его плотности 1,5 т/м3. Обезвоживание осадка производится на песковых площадках или в специальных бункерах. Последние могут использоваться и для отмывки песка от органич. примесей. Бункеры должны быть приспособлены для погрузки песка на автомашины.
ПЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещений отопительной печью. Относится к местному отоплению, при к-ром получение, перенос и передача теплоты происходят в одном и том же помещении. Теплота генерируется при сгорании топлива (твердого, жидкого котельного, газообразного) в топливнике печи. Горячие дымовые газы нагревают внутр, поверхность каналов — дымообо- ротов печи. Теплота через стенки каналов передается, в отапливаемое помещение. Охладившиеся дымовые газы удаляются через дымовую трубу в атмосферу. По режиму отопления различают печи периодич. действия и длит, горения. В печи первого вида топливо сжигается периодически, поэтому теплота поступает
в помещение неравномерно и в нем наблюдается нестационарный тепловой режим. Наибольшая теплоотдача печи приходится на конец топки, когда темп-ра стенок достигает макс. Наименьшая — ко времени перед началом очередной топки. Средняя суточная темп-ра поверхности печи поддерживается на уровне 55—60 С. Изменение теплоотдачи печи в помещение характеризуется коэфф, неравномерности теплопередачи, выражающим отношение полуразности наибольшей и наименьшей теплоотдач к их среднему значению. Этот' коэфф, зависит от объема кладки печи и числа топок в сутки. Определяется для каждой конструкции печи экспериментально. Колебания теплопередачи вызывают изменение темп-ры воздуха и радиац. темп-ры помещения. При П.о. происходит пост, изменение темп-ры помещения, зависящее от его теплоустойчивости. Достаточно теплоустойчивым считается помещение, в к-ром при отопит, печи, неравномерно передающей теплоту, обеспечиваются колебания темп- ры воздуха в пределах -3°С. Печи длит, горения рассчитаны на продолжит, отопление без повторной загрузки твердого топлива. Создается пост; процесс горения, что способствует повышению кпд печей, к-рые можно уменьшать по размерам и массе.
П.о. известно давно. В течение неск. тысячелетий применялись глинобитные печи, топившиеся "по-черному", с отводом дыма в помещение и через него наружу. В России лишь в XV—XVI вв. печи в жилых помещениях были дополнены трубами и стали называться "белыми" или "русскими". В 1867 И.И. Свиязевым (1797—1875) был написан обобщающий труд "Теоретические основания печного дела". В нашей стране более трети жилищного фонда (в осн. за счет старых домов в сельской местности) оборудовано П.о. Но при новом канит, стр-ве П.о. допускается в жилых домах, в зданиях управлений при числе этажей не более двух (не считая цокольного), в небольших обществ, зданиях (напр., в общеобразоват. школах при числе мест не более 80), в производств, помещениях категорий Г и Д площадью не более 500 м2. П.о. часто используется в садовых домиках. Распространение П.о. объясняется его достоинствами: меньшей стоимостью устройства по сравнению с др. видами отопления; малой затратой металлаз (только на колосниковую решетку, дверцы, печи, задвижки, иногда на каркас); простотой устройства и обслуживания; независимостью отопления отд. помещений; одноврем. обеспечением вентиляции помещений. Огранич. область применения П.о. обусловлена его недостатками: пониж. уровнем теплового комфорта по сравнению с водяным отоплением (нестационарный тепловой
режим, переохлаждение нижней зоны помещения); затруднениями при эксплуатации (заботы о топливе, уход за печью, загрязнение помещения); повыш. пожарной опасностью; возможностью' отравления оксидом углерода при неправильном уходе за печью; потерей (до 5%) рабочей площади помещения.
Отопит, печь обычно размещают у внутр, стены помещения, используя ее для прокладки дымового канала, что облегчает вывод его в атмосферу и позволяет сократить длину оголовка, а значит улучшить тягу в печи. Однако при таком расположении печи переохлаждается нижняя зона помещения. Потоки воздуха, охлаждающегося у поверхности наружных ограждений помещения, опускаются к полу. В результате охлажд. воздух перемещается от наружных ограждений вдоль пола в сторону печи, нарушая норм, самочувствие людей, находящихся в помещении. Такой циркуляции воздуха с холодным дутьем по ногам людей можно избежать, размещая отопит, печь у наружной стены помещения. В этом случае требуется утепление дымовых каналов в наружной стене во избежание конденсации на их внутр, поверхности водяных паров из отводимых дымовых газов. При этом неизбежно ухудшение тяги в печи, дополнит, загрязнение помещения при 1 переносе через него топлива, золы и шлака топливного. Не допускаются отвод дымовых газов в вентиляц. каналы, а также установка вентиляц. решеток на дымовых каналах: каналы обеих систем — П.о. и естеств. вытяжной вентиляции -т должны быть обособлены во избежание нарушения их действия. Печи в здании размещают так, чтобы одна обогревала не более трех помещений, располож. на одном этаже. В здании с коридорной системой связи помещений печи устанавливают, выводя фронт их обслуживания в коридоры или подсобные помещения, имеющие окна с форточками и оборудов. естеств. вытяжной вентиляцией. В двухэтажных зданиях можно устраивать двухъярусные печи как обособл., так и с одной общей топкой на первом этаже.
Теплоотдача отопит, печи должна соответствовать теплопотребности помещения, к-рая в осн. определяется теплопо- терями через его ограждающие конструкции. Упрощенно теплопотери помещения высотой 2,5 м рассчитываются в р- нах с тем-рой наружного воздуха для проектирования отопления -30°С (разность темп-ры внутри и снаружи 50°С) по ф-ле \25kF для углового или SOkF для рядового помещения (к — коэфф, теплопередачи наружной стены, Вт/(м2'°С); F — площадь пола, м“). При разности темп-ры, отличающейся от 50°С, в ф-лу вводится соответствующая поправка. Исходя из теплопотерь помещения выбирает
ся одна из типовых конструкций отопит, печей с наиболее близкой номин. теплоотдачей при работе ее в сутки 2 раза в сев. районах страны и один раз — в юж. Выбранная печь проверяется в зависимости от вида топлива по необходимым тегию- восприятию внутр, поверхности дымообо- ротов и теплоаккумуляции массива. Вычисляется также амплитуда колебания темп-ры воздуха помещения при обогревании выбранной печью (в жилых зданиях, детских и лечебных учреждениях) .
ПИРОЛИЗ ОСАДКОВ — процесс высокотемп-рной обработки органич. осадков сточных вод без доступа воздуха, в результате к-рого из органич. в-ва осадка образуются твердый углеродный остаток — кокс, горючий газ и конденсат. В зависимости от темп-рного режима обработки в результате П.о. может произойти: коксование (карбонизация), когда основное кол-во органич. в-ва осадка перерабатывается в твердый углеродсодержащий остаток — кокс, или газификация, когда большое кол-во органич. в-ва перерабатывается в газовую фазу и конденсат. Коксование и карбонизацию производят при темп-ре 400—500°С, газификацию — при более высоких темп-pax. Полученный в результате П.о. кокс после активации —■ дополнит, обработки паром при темп-ре примерно 700°С — может использоваться в качестве сорбента. Образующийся в результате П.о. сточных вод газ — достаточно калорийное топливо с теплотой сгорания до 3500 кДж/м3. Пиролиз применяют также для получения сорбентов из лигнина, древесины, каменного угля,
Имеется зарубежный опыт по совместному П.о. и твердых бытовых отходов. При переработке осадков или смеси осадков и твердых бытовых отходов не выделяют стадии карбонизации или газификации и процесс ведут в условиях дефицита воздуха. В результате часть органич. в-ва сгорает, а выделяющаяся при этом теплота обеспечивает термин, деструкцию оставшейся части органич. в-ва осадка в режиме пиролиза. В качестве реактора для проведения процесса используют многоподовые печи. Пиролиз имеет нек-рые преимущества по сравнению со сжиганием осадков: более простое и качеств. управление процессом; более стабильный режим работы; значит, меньшее загрязнение воздушного бассейна; возможность проведения без дополнит, топлива при меньшем содержании сухого в-ва в осадке, чем при сжигании-, возможность переработки осадка, прежде всего избыточного активного ила, в сорбент,
ПИССУАР — сан.-технич. прибор, устанавливаемый в обществ, мужских туалетах. Состоит из чаши, выпуска, сифона
и промывочного .крана. Изготовляют П. настенные (закрепляемые на стене) и напольные (устанавливаемые на полу). Ке- рамич. (фаянсовая или полуфарфоровая) глазуров. чаша П. имеет входной патрубок для присоединения к ней и водопроводу промывочного крана, водораспределит.
Писсуар
а — настенный; б — напольный; 1 — патрубок для присоединения сифона; 2 — чаша; 3 — водораспределительное устройство; 4 — патрубок для присоединения промывочного крана; 5 — выпуск с сифоном; 6 — промывочный кран .
ПИТАТЕЛЬ ПЫЛИ — устройство для равномерной и регулируемой подучи угольной пыли из бункеров к топке. Подачу регулируют изменением частоты вращения П.п. Наиболее распространены шнековые и лопастные П.п. В шнековом П.п. горизонт, винт (шнек) при вращении
окно пыль просыпается на нижнее колесо и через патрубок выходит в отводящий трубопровод. Равномерность подачи пыли при любых питателях надежно обеспечивается при доста точно большей высоте слоя пыли в бункере.
ПИТАТЕЛЬНАЯ ВОДА — вода, подаваемая питательными насосами, в паровой котел для возмещения убыли воды, ушедшей в виде пара. В крупных котлоагрегатах П.в. представляет собой смесь возвращаемого конденсата и подпиточной воды, восполняющей потери конденсата как внутри тепловой станции, так и у производств, потребителей (внешн. потери). Качество П.в. котлов с естеств. циркуляцией должно удовлетворять след, нормам: общая жесткость (для котлов давлением до 4 МПа) не должна превышать 5 мкг-экв/л (на жидком котельном топливе1) и 10 мкг- экв/л (на др. видах топлива); содержание кремниевой к-ты (в пересчете на S1O2) для котлов давлением 7—10 МПа отопит. ТЭЦ не выше 80 мкг/кг; содержание кислорода после деаэраторов для котлов давлением до К) МПа не более 20 мкг/кг; показатель pH (при 25°С), равный 9,1±0,1, достигается вводом аммиака. На тепловых станциях, работающих на органич. топливе, в дополнение к термин, деаэрации для котлов давлением до 7 МПа проводят обработку П.в. сульфитом натрия или гидразином.
устройство, обеспечивающее промывку всей внутр, поверхности чаши, встроенные выпуск и сифон, выпускной патрубок, присоединяемый к канализационной сети. Изготовляют также чаши с выпускным отверстием для присоединения отд. пластмассового или металлич. сифона. Промывка П. осуществляется промывочными кранами, периодически открываемыми вручную или автоматически с помощью светолучевых, тепловых или электронных датчиков. Применяют также автоматич, бачки смывные, обслуживающие группуП.
от электродвигателя забирает пыль из бункера и переносит ее в др. конец цилиндрич. корпуса, откуда она по патрубку ссыпается в отводящий трубопровод. Эти П.п. просты в изготовлении и ремонте, однако не всегда обеспечивают необходимую равномерность подачи топлива. В лопастных П.п. на вертик. валу одновременно вращаются два колеса, раздел. перегородкой с окном. Угольная пыль взрыхляется ворошителем и подается через верхнее окно на верхнее колесо, лопасти к-рого переносят пыль на противоположную сторону П.п., где через второе
Шнековый питатель пыли для пылеугольных горелок
а — общий вид; б — продольный разрез; 1— привод шнека; 2 — шибер; 3 — загрузочная (приемная) воронка; 4 — тройник; 5 — шнек; 6 — корпус питателя; 7 — электродвигатель
ПИТАТЕЛЬНЫЙ НАСОС — насос для подачи питательной воды в паровой котел. П.н. бывают поршневыми и центробежными сэлектрич. и паровым приводами, а также струйными — инжекторами. В отопит, установках используют поршневые насосы ПВД и ПДГ для питания котлов водой при темп-
Плоскопламенная горелка 32.1
11 Заказ 472411 Заказ 4724
11 Заказ 4724
11 Заказ 4724
ре до 100°С с рабочим давлением 0,4— 2,0 МПа и произ-стыо 2—б т/ч. Однако из-за недостатков (низкая экономичность, высокий расход пара, неравномерность подачи воды, чувствительность к механич. примесям и загрязнениям) их используют как резервные. В качестве осн. применяют центробежные с электроприводом. Их преимущества: экономичность и надежность работы, удобство регулирования произ-сти, простота обслуживания и др. Инжекторы (пазоструйные устройства) используют для питания водой мелких отопит, котельных. Для их надежной работы темп-pa питат. воды должна быть не выше 40°С и высота подачи — не более 2 м. Расход пара инжекторами составляет 7—9% кол-ва подаваемой воды. П.н. — важный элемент котельной установки, т.к. даже кратковремен. прекращение подачи воды может привести к аварии котла. Вследствие этого П.н., как и др. насосы тепловой схемы, оборудуют устройством автоматического включения резерва (АВР). Произ-сть, число, типы П.н. и их приводов для производств.-отопит, и энер- гетич. котельных регламентированы правилами технич. эксплуатации электростанций.
ПИТО ТРУБКА — прибор для измерения давления движущейся жидкости или газа. Ее гл. частью являются две трубки, при этом часть одной расположена во внутр, полости др. Спец, обтекаемый насадок, имеющий отверстия, к к-рым присоедснены трубки, размещают в потоке. Др. концы трубок выполнены в виде штуцеров для присоединения шлангами к микроманометру. Вблизи отверстия насадка за счет торможения потока возникает избыточное статич. давление, равное полному давлению потока в измеряемой точке. Это давление фиксируется микроманометром, присоедин. к штуцеру. Отверстие на цилиндрич. части насадка расположено так, что в этой точке избыточное статич. давление, возникающее за
Схема трубки Пито
а — отверстие для измерения полного давления; б — щелеобразное кольцевое отверстие для измерения статич. давления; d—диаметр насадка трубки Пито
счет набегания потока на насадок, равно нулю. Следовательно, микроманометр, присоедин. шлангом к штуцеру со знаком "-", покажет значение статич. давления в измеряемой точке воздуховода. Используя П.т., можно измерять полное, статич. и динамич. давления. При изменении последнего к микроманометру присоединяют оба штуцера, определяя т.о. разность полного и статич. давлений, т.е. динамич. давление. При измерениях соответствующих давлений в трубопроводах, заполн. жидкостью, необходимо учитывать гидро- статич. давление, возникающее за счет разности отметок измерит, устройства и трубопровода.
ПЛАВЛЕНИЕ — переход в-ва из кристаллич. состояния в жидкое, происходящий с поглощением теплоты. При пост, внешн. давлении П. происходит при опре7 дел. темп-ре, наз. темп-рой П. и зависящей от природы в-ва и давления.
ПЛАФОН ДЛЯ РАЗДАЧИ ВОЗДУХА.— воздухораспределитель, располож. на потолке. В зависимости от его конструкции и способа установки воздух обычно раздают веерными настилающимися на потолок или ниспадающими струями. П.д.р.в. бывают регулируемыми и нерегулируемыми. Первые состоят из неподвижных и подвижных частей. Регулируя подвижную часть, можно менять площадь живого сечения приточного отверстия, а следовательно, и расход, скорость и направление вытекающего воздуха. П.д.р.в. широко используют в системах кондиционирования воздуха обществ, и производств, зданий. Особенно эффективны плафоны, встроенные в светильники. Распределение воздуха через люминесцентные светильники уменьшает поступление теплоты в помещение, если их конструктивное решение предусматривает отвод вытяжного воздуха. П.д.р.в. выпускают неск. модификаций: работающие одновременно на приток и вытяжку, работающие только на приток или только на вытяжку. При выпуске приточного воздуха струи, настилающиеся на потолок, создают разрежение под П.д.р.в. В эту зону с восходящими потоками поступает нагретый воздух, за- грязн. вредными примесями. Вытяжные отверстия для его удаления можно располагать в верхней зоне по оси группы П.д.р.в., установл. в один ряд, или встраивая их в конструкцию плафонов.
■ ПЛОСКАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя, выходящая из щелевого отверстия и имеющая форму клина. Для нее характерно затухание скорости воздуха, обратно пропорциональное корню квадратному из расстояния. П.п.с. применяют очень широко. Это воздушные
завесьц разл. рода передувки для местной вытяжной вентиляции, приток в вентилируемое помещение. Воздухораспределители, создающие П.п.с., как правило, — воздуховоды равномерной раздачи воздуха. Метод расчета ■ П.п.с. обычный. Особенности П.п.с. учитывают, вводя соответствующие коэфф, затухания скорости и темп-ры.
ПЛОСКОПЛАМЕННАЯ ГОРЕЛКА — горелка турбулентного смешения, обеспечивающая радиац. режим теплообмена за счет нагрева кладки агрегата (обычно свода) при поверхностном сжигании газа в разомкнутом факеле. Под разомкнутым понимают факел с углом раскрытия 180°, веерообразно растекающийся тонким слоем по поверхности ке- рамич. горелочного камня или свода. Излучающие поверхности, на к-рых происходит поверхностное сжигание, имеют форму полусферы (чашечные горелки) , полутора, конуса с большим углом раскрытия, криволинейного диффузора (плоскоплам. горелки). Растекание факела по излучающей поверхности про-
Схема разомкнутого факела
1 — разомкнутый факел; 2 — газовое сопло; 3 — горелочный камень; 4 и 5 — наружная и внутренние поверхности свода; 6 — рециркулирующий вихрь
изводится механич. (с помощью огнестойких направляющих) или аэро- динамич. (закручивание потока) способами. Поверхностное сжигание газа обычно осуществляется при раздельной подаче газа ц воздуха. Газ подается по центр, трубе и истекает из малых отверстий в сильно закруч. поток воздуха; в результате интенсивного турбулентного перемешивания на входе в горелочный камень создаются условия, когда газовоздушная смесь полностью сгорает на излучающей поверхности. Разомкнутый факел обеспечивает высокую конвективную теплопередачу от факела к горелочному камню и кладке, к-рые нагреваются и становятся источником теплового излучения. Создание факела, равномерно распредел. по поверхности, основано на использовании эффекта Коанда: безотрывное обтекание криволинейных диффузоров полными потоками или предварит, закрученным потоком. При этом возникает поперечный градиент давлений, направл. в сторону поверхности керамич. горелочного камня,
и струя горящего газа безотрывно движется вдоль его поверхности. Процесс горения приводит к увеличению турбулентной вязкости струи и усилению этого эффекта. Устойчивость горения обеспечивается сжиганием у основания пламени предварительно подготовленной смеси с местной скоростью, равной скорости распространения пламени (зажигат. пояс), а также возникновением в осевой части горелки зон рециркуляции продуктов сгорания, к- рые движутся внутрь туннеля и поджигают газовоздушную смесь. ■
Применяют П.г. типа ГПП и ГР для установки в нагреват. и термин, печах (в своде или боковых стенах). Горелки ГПП предназначены для сжигания природного газа. В них плоский разомкнутый факел создается закручиванием воздуха, с помощью улиткообразного корпуса П.г. и направляющего винта с перем, шагом и применением горелочного туннеля в виде криволинейного диффузора (радиус кривизны диффузора 60—185 мм). Газ подается по центр, трубке, истекая из крой через небольшие отверстия, попадает в воздушный поток и смешивается с ним. Разработаны три серии П.г. тепловой мощностью 198—790 кВт (всего 21 типоразмер): Н — низкого (Рном - 3 кПа); С — среднего (Рном ”12 кПа); В — высокого (Рном ”70 кПа) давлений. Номин. давление холодного воздуха — 3 кПа. Темп-pa подогрева воздуха — до 300°С. Пределы регулирования произ-сти горе-
ГАЗ
I
Горелка ГПП
1 — корпус; 2 — подвод воздуха; 3 — газовое сопло; 4—горелочный камень; 5 — амбразура выхода газовоздушной смеси; 6—фронтальная плита '
лок с сохранением плоского факела — 1:4 номин. пропускной Способности по газу. П.г. работают в диапазоне изменения коэфф. избытка воздуха а - 0,8...2 с противодавлением в камере 5—10 кПа.
Плоскопламенные горелки ГР предназначены для сжигания природного, кок-
ГАЗ
Горелка ГР
1 — корпус; 2 — воздушный патрубок; 3 — держатель; 4 — зона предварительного смешения; 5 — горелочный камень; б — газовое сопло
сового и смеш. газов. Работают они аналогично горелкам ГПП, но закручивание воздуха осуществляется вследствие тан- генц. его подачи в корпус горелки, а закручивание газа — истечения его через сопла с косыми щелевидными прорезями. Разработано их 10 типоразмеров с номин. теплопроиз-стью 70—1750 кВт. Номин. теплопроиз-сть определена при а — 1,05, давление холодного воздуха — 2,5, газа — 5 кПа. Пределы регулирования горелок ГР идентичны таковым горелок ГПП.
ПЛОТИНА — гидротехнич. сооружение, перегораживающее реку или др. водоток для подъема уровня воды перед ним, для создания напора воды и водохранилища. П. характеризуется понятиями: уровень мертвого объема (УМО), т.е. объема, предназнач. для осаждения наносов за весь срок эксплуатации водохранилища. При заборе воды из водохранилища для водоснабжения уровень воды в нем не должен быть ниже УМО; норм, подпорный уровень (НПУ) — уровень, соответствующий расчетному объему водохранилища; форсиров. подпорный уровень (ФПУ) — макс, возможный (аварийный) уровень воды в . водохранилище, превышение к-рого недопустимо. Акватория, образованная перед П., наз. верхним бьефом, а поток за плотиной — нижним. Общие для всех П. определения: напорная грань (откос) — поверхность П. со стороны верхнего бьефа; низовая грань (откос) —поверхность П. со стороны нижнего бьефа; подошва (подземный контур) — основание П., контактирующее с грунтом, на к-ром она возводится; гребень — верхняя горизонт, часть П., на к-рой обычно располагают транспортные магистрали. Осн. ма
териалы, используемые для возведения П., — бетон, железобетон, местные грунты (песок, супесь, суглинок, камень), дерево, металл, комбинированные. Земляные П. с напором до 15 м наз. низкими, 15—50 м — среднёнапорными, более 50 м — высоконапорными; каменные и каменно-земляные с напором до 20 м наз. низкими, 20—70 м — средненапорными, с 70—150 м — высоконапорными и более 150 м — сверхвысоконапорными. Бетонные и железобет. П. на нескальных основаниях можно возводить высотой не более 45 м. На скальных основаниях высота П. не ограничивается и зависит от конкретных геология., гидрогеология, и сейсмич. условий р-на стр-ва. По способу пропуска воды П. подразделяют на глухие и водосливные. В состав гидроузла обычно входят П. обоих типов. В глухих П. нет спец, устройств для пропуска воды в нижний бьеф. В водосливных П. воду в нижний бьеф пропускают через гребень плотины либо поверхностные водосливные отверстия. Водопропускные сооружения могут располагаться как в теле П., так и на берегах, обеспечивая транспорт воды в обход тела П. В нек-рых случаях П. из камня, выполняемые без каких- либо противофильтрац. устройств, обеспечивают пропуск расчетного расхода воды в нижний бьеф только за счет фильтрации потока сквозь тело П. (фильтрующая П.). Существуют переливные П., в к-рых расчетные расходы воды пропускают в нижний бьеф через -поверхностные водосборы или через укрепленные откосы П. ■
Бетонные П. подразделяют на неск. осн. видов: гравитационные — П., имеющие значит, массу и распластанное поперечное сечение, за счет к-рого обеспечивается большая устойчивость. Недостаток таких П. — неоправданно высокий запас прочности, обусловливающий перерасход строит, материалов. Его устраняют выполнением П. облегч. конструкций: с расширенными швами у основания; с экраном на напорной грани; с анкеровкой в основании П.; с уменьшением угла накло- • на основания; с устройством сухих или мокрых продольных полостей (потерн), свободных или заполняемых дешевыми инертными материалами (в основном у П., возводимых на несвязных ‘ фунтах); контрфорсные — П. более легкие по сравнению с фавитац., устойчивость и прочность к-рых достигается устройством на низовой грани ребер жесткости (контрфорсов) различной конструкции. Эти П. могут выполняться из отд. примыкающих один к др. контрфорсов, к-рые имеют уширение со стороны верхнего бьефа (массивные оголовки), в этом случае. П. наз. массивно-контрфорсной. Если пространство между отдельно стоящими контрфорсами перекрывают арками, то П. наз.
многоарочной контрфорсной. Пространство между контрфорсами может перекрываться и плоскими плитами. Контрфорсные П. всех видов возводят на прочных основаниях; арочные, многоарочные — П., имеющие в плане конфигурацию арки. Это наиболее легкие П., к-рые применяются в строго определенных природных условиях и служат для создания высоких (до 300 м) и сверхвысоких напоров. Их относит, тонкостенные конструкции имеют поперечное сечение сложного очертания (двоякая кривизна или купольный тип), обращенное выпуклостью в сторону верхнего бьефа.
Деревянные П., как правило, низконапорные, водосливные свайноряжевого типа. Их устойчивость достигается забивкой свайного основания и загрузкой ряжей дешевыми инертными материалами. Деревянные П. строят очень редко, в основном в местностях, имеющих в избытке качеств, и недорогой лес.
Металлические П. (щитовые, разборно-щитовые) строят крайне редко из-за дороговизны металла, к-рый широко используется в гидротехнич. стр-ве в виде проката (для затворов, закладных элементов, трубопроводов, резервуаров и т.д.) и в качестве арматуры в железобет. конструкциях (армопакеты, армофермы, каркасы, сетки).
Тканевые П. с напором до 5 м при соответствующем технико-экономич. обосновании могут выполняться из резинотканевых, пленочно-тканевых и пленочных материалов, используемых для создания мягкой, гибкой, заанкерованной в основании оболочки, заполняемой водой, воздухом или водой и воздухом.
Земляные П. илиП. из мест - ныхматериалов подразделяют на след, осн. группы: однородные земляные, — не имеющие спец, противофильтрац. устройств, сооружаемые из малофильтр- ующих грунтов насыпным или намывным способом; неоднородные земляные — возводимые из грунтов разл. гранулометрия, состава с обязат. выполнением противофильтрац. конструкций в виде ядра, экрана или экрана с понуром. В качестве противофильтрац. конструкции применяют диафрагмы из бетона, железобетона или металла; каменно-набросные, возводимые насыпным способом из щебня, гравия, гальки, крупнообломочных пород с обязат. сооружением противофильтрац. устройств; комбинированные, сооружаемые из разл. карьерных грунтов, укладываемых по зонам строго определ. образом, с обязат. устройством противофильтрац. конструкций.
П. из камня в зависимости от конкретных условий стр-ва (инженерно-гео- логич. хар-ки створа П. и карьеров, расположения последних относит, створа П., наличия соответствующих транспортно
погрузочных средств и т.д.) могут возводиться насыпкой, наброской взрывом, механич. наброской, из сухой кладки. Каменные П. возводят с искусств, уплотнением укладываемого материала или без уплотнения. П. из сухой кладки выполняют из соответствующим образом подобр. или обработ. камней.
Все грунтовые плотины имеют трапецеидальное поперечное сечение с ломаным профилем напорного и низового откосов. Верхние кромки откосов на уровне гребня П. наз. бровками, а нижние, обусловленные топографией створа П., — подошвами. На откосах через определ. расчетные высотные интервалы располагают горизонт. участки — бермы, предназ- нач. для обеспечения проезда транспорт- но-строит. средств при проведении строит, и эксплуатац. работ, а также для повышения устойчивости откосов. Для защиты откосов грунтовых П. от разрушения волнами применяют различные материалы — бетонные или железобет. плиты, камень, асфальтобетон, биологич. крепление (посадки быстрорастущих многолетних трав и растений). Границы крепления откосов определяются величиной сработки водохранилища и распространяются ниже отметки УМО. Габариты крепления изменяются по высоте плотины и зависят от высоты волны. Обязательным элементом земляной П. является дренаж — устройство, предназнач. для сбора и транспортирования в заданное место фильтрац. вод, проходящих через тело П. Конструкцию дренажа выбирают в зависимости от фильтрац. расхода, характеристик грунта, расположения места выклинивания фильтрац. потока на низовой откос П., т.е. от очертания кривой депрессии фильтрац. потока в теле П., а также от уровня воды в нижнем бьефе.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ, пневмотранспорт — механическое перемещение твердых (чаще сыпучих) материалов в трубопроводах под воздействием потока воздуха. Установки П.т. нашли широкое применение в разл. отраслях пром-сти, например в угольной и горнорудной — для транспортирования в шахты крупнокусковых закладочных материалов, а также для доставки полезных ископаемых из карьеров на обогатит, фабрики; Всасывающие пневматич. установки используют для разгрузки сыпучих , и пылящих материалов с судов (зерновых продуктов, песка, цемента и т.п), а также на элеваторах, мельницах, комбикормовых заводах, предприятиях пищевой пром-сти. Установки П.т. применяют: на деревообрабатывающих заводах — для подачи технологич. дробленой щепы, идущей на изготовление древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, а также для получения целлюлозно-бумажной
продукции; в кожевенно-обувной и меховой пром-сти — для транспортирования исходных градиентов для получения искусств, кож м пленочных материалов, шкурок каракуля, зайца, кролика и их обрезей; в стр-ве и производстве строит, материалов — для перемещения, загрузки и разгрузки многих сыпучих и пылящих материалов; в цехах машиностроит. заводов — для удаления стружки й пыли от режущих инструментов при механич. обработке хрупких материалов (чугуна, бронзы, латуни, графита, древесины и др). Работа установок П.т. слагается из трех осн. последовательно протекающих процессов: всасывание сыпучих материалов, их транспортирования по трубопроводам и отделение сыпучих материалов от воздуха. Все эти процессы должны бы ть взаимоувязаны расчетным путем.
Осн. элементы пневмотранспортных установок: загрузочные устройства (или местные отсосы от оборудования), трубопроводная сеть, определители крупных частиц, пылеочистные устройства (фильтры) и побудители тяги.
В зависимости от назначения и принципа действия различают 4 класса установок П.т. Наиболее часто применяют установки 1 -го класса, в к-рых П.т. частиц осуществляется во взвешенном состоянии. Ко 2-'му классу относится т.н. аэрозоль- транспорт, принцип действия к-рого состоит в том, что перед вводом в трубопровод транспортируемый материал насыщается воздухом и переводится в аэриров. состояние. Под действием перепада давления он в виде пробок транспортируется по нижней стенке горизонт, материалоп- ровода. К 3-му классу установок П.т. принадлежат т.н. аэрожелоба, в к-рых аэриров. материал перемещается по наклонному желобу вследствие приобрет. текучести. В установках П.т. 4-го класса (контейнерах) транспортируемый материал перемещается в патронах под действием сжатого воздуха.
Установки П.т. 1-го класса бывают нагнетательные, всасывающие и всасывающе-нагнетательные. Первые применяют' для транспортирования цемента, муки, закладочных материалов. Все их элементы находятся под избыточным давлением. Достоинства нагнетательных установок: сравнительно легкое обнаружение неплотностей в системе — по видимому пылению; возможность использования сжатого воздуха с высоким давлением, что в свою очередь расширяет радиус действия установки и позволяет работать с более высокими концентрациями смеси; отсутствие необходимости строгой герметизации циклонов; возможность использования трубопроводов меньших диаметров.
Установки всасывающего типа широко используются для отсоса и уда-
Классификация установок пневматического транспортаКлассификация установок пневматического транспорта□ 5□ 5Схемы установок, пневматического транспорта а — нагнетательные; б — всасывающие; 1 — местный отсос; 2 —• магистр, трубопровод; 3 — циклон;
Классификация установок пневматического транспорта
Классификация установок пневматического транспорта
□ 5
□ 5
4 — фильтр; 5 — бункер; б — побудитель тяги
ления стружки и пыли от металло- и деревообрабатывающих станков, текстильного, размольного и др. пылевыделяющего оборудования. Их достоинство — в полном отсутствии пыления в помещениях. В пром-сти и коммун, х-ве используют установки вакуумной пылеуборки, сходные по конструкции с установками всасывающего типа, к-рые применяют для удаления твердых бытовых отходов (мусора) из жилых домов, гостиниц и т.п.
Во всасывающе-нагнетат. установках воздуходувное устройство расположено в середине трассы. Поэтому на ней имеются всасывающий и нагнетат. участки. Длина их различна, но обычно всасывающий участок короче, а нагнетат. длиннее (на расстояние транспортирования материала). Такие установки обладают всеми преимуществами и недостатками всасывающих и нагнетат. установок.
Трубопроводную сеть всасывающей установки выполняют в след, вариантах: простая неразветвленная; разветвленная без коллектора; разветвленная с коллектором (паукообразная). Первая применяется сравнительно редко, остальные используются для отсасывания и транс-
Схемы коллекторов
а — паукообразный; б — типа "курительной трубки"; в — круговой; г — конусообразный; д— горизонт.; е — шаровой
Схемы трубопроводных сетей пневматического транспортаСхемы трубопроводных сетей пневматического транспортаа —- простая неразветвл. сеть; б —- раздетвл. сеть; в — паукообразная сеть; 1 — местный отсос; 2 — магистр, трубопровод; 3 — циклон; 4 — фильтр; 5 — вентилятор; 6 — отсасывающий патрубок; 7 — коллектор
Схемы трубопроводных сетей пневматического транспорта
Схемы трубопроводных сетей пневматического транспорта
портирования пылевидных материалов с их централизов. сбором. Разветвленная сеть без коллектора нестабильна в работе.
При поступлении материала в часть ответвлений в них повышается сопротивление, в результате чего скорость воздуха в незаг- руж. ответвлениях резко возрастает, а в загруженных, наоборот, падает и может стать ниже критич., что приводит к снижению эффективности местных отсосов и закупорке ответвлений транспортируемым материалом. Поэтому предпочтительны установки, оборудов. коллекторами, являющимися камерами постоянного статического разрежения, сглаживающими взаимное влияние ответвлений при их неравномерной загрузке. Коллекторы могут быть цилиндрич. секторными, прямоугольными, типа "курительной трубки" и "люстры" и т.п. При наличии большого кол-ва обеспыливаемого оборудования возможно применение установок с двумя коллекторами, соединенных уравнит. трубой или без нее и обслуживаемых одним вентилятором.
По величине концентрации твердой фазы в потоке воздуха^, кг/кг, различают установки П.т. низкой (р < 0,5), средней (// “0,5...2) и высокой концентрации Qi > > 2). Иногда их классифицируют по создаваемому воздуходувным устройством давлению — низкого и высокого давления.
Согласно теореме Н.Жуковского на тело действует сила, равная Р - 2л: Кгр у v со, где R — радиус поперечного сечения тела; со —угловая скорость вращения тела. Под действием силы Р тело может отрываться от нижней стенки трубы и взвешиваться в потоке воздуха.
В общем случае скорость витания является функцией многих величин: плотности материала, величины и формы частиц, их концентрации, степени турбулентности потока и др. Ее используют в расчетах систем П.т. Транспортную скорость смеси в горизонт, трубопроводах ориентировочно принимают в 2—2,5 раза больше скорости витания наиболее крупных частиц. В этом случае обеспечивается их надежное транспортирование. В расчетах многих пылеулавливающих аппаратов эта скорость является одной из осн. величин. Зная диаметр частиц, можно определить их скорость витания, пользуясь спец, номограммами, к-рые составлены для частиц плотностью материала 500—10 000кг/м3. Поскольку частицы в большинстве своем имеют неправильную форму, за их размер принимают эквивалентный диаметр транспортируемой частицы материала. Скорость витания наиболее показательна для условий движения частиц в вертик. трубопроводах.
Для условий движения в горизонт, трубопроводах наиболее характерна скорость веяния-— миним. скорость воздушного потока, при к-рой введенное в него одиночное твердое тело транс
портируется, не оседая на дно трубопровода. Однако в расчетах эту скорость почти не применяют. Гораздо чаще используют так называемую скорость трогания — усредненную по сечению трубопровода скорость воздуха, при к-рой одиночная твердая частица, лежащая на дщ трубопровода, начинает передвигаться путем скольжения. Она неск. меньше скорости веяния. Скорость витания, как и др. характерные скорости процесса П.т. определяют эксперимент, путем.
Важное значение для эксплуатации систем П.т. имеет концентрация смеси воздуха в транспортируемом материале, кг/кг, к-рая бывает расходная и
Схема пневмозолоудаления
1 — насадка для приема шлака; 2 — шлакодробилка; 3 — шлаковый бункер; 4 — запорный кран;5 — сварное колено; 6 — шлакозолопровод; 7 — осадительная камера; 8—циклон; 9— бункер; 10 — вагон; 11 — телескопическая насадка
действительная. Первую подсчитывают по ф-ле р р-См/Ов-GM/(Lp в) , вторую Р& “^р(Увоз/Ум), где Gm — расход материала, кг/ч; L — объемный расход воздуха. м3/ч; рв — плотность воздуха, кг/м3; Gb — весовой расход воздуха, кг/ч; vB03, Vm — скорость движения соответственно воздуха и материала, м/с.
Действит. массовая концентрация выше расчетной, т.к. скорость Увоз всегда больше Ум на значение скорости витания транспортируемых частиц. Чем выше значение р р, тем экономичнее пневмотранспортная установка. Как правило, всасывающие аспирац. установки работают на пониж. массовых концентрациях смеси <р р < 0,5 кг/кг), а в нагнетат. системах она может достигать 5—10 кг/кг и выше. Чем короче длина материалопроводов, тем выше может быть р р.
Расчет систем П.т. сводится к определению: диаметра трубопроводов на •различных участках в соответствии с необходимыми расходом и скоростью воздуха; потребного напора, создаваемого воздуходувным устройством, и типа последнего, а также мощности электродвигателя для его
привода; типа и размера разгрузителя и фильтра.
В системах П.т. используют побудители тяги или воздуходувные устройства разл. типов, что обусловливается видом установок П.т. и их эксплуатац. хар-ками. Чаще всего в установках П.т. применяют лопастные воздуходувные машины — вентиляторы, воздуходувки и вакуум-насосы.
ПНЕВМОЗОЛОУДАЛЕНИЕ — золоудаление потоком воздуха. Из шлаковых бункеров котла золу и ишаки топливные (шлаки предварит, дробятся) транспортируют в шлакопроводах сжатым
воздухом в циклон, где они выпадают в сборный бункер, а обеспыл. воздух направляют в дымовую трубу. Скорость воздуха в шлакопроводах при П. достигает 30—35 м/с, его уд. расход — 1 м3/кг. П. применяют в р-нах с продолжит, и суровой зимой, с огранич. водными ресурсами и при использовании сухих золы и шлаков в • качестве сырья для произ-ва строит, материалов.
ПНЕВМОТРАНСПОРТ — см. II невматический транс порт.
ПНЕВМОТРАНСПОРТ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ — способ сбора и удаления твердых бытовых отходов жизнедеятельности человека из зданий микрорайона города. Отходы в вакуумных системах пневматического транспорта собирают в спец, шахтах-накопителях, ус- тановл. в зданиях в нижней части мусоропроводов, в технич. подполье зданий, не имеющих мусоропроводов, или в подземном пространстве открытых пунктов сбора твердых бытовых отходов. В жилых и обществ, зданиях микрорайона отходы попадают в шахты-накопители через стан-
Схема вакуумной системы мусороудаления
1 — воздухоприемный клапан; 2 — шахта-накопитель; 3 — мусороприемный люк; 4 — герметизирующий клапан; 5 —- пневмотранспортная сеть; 6 — центр, станция; 7— воздушные фильтры; 8 — тру бовоздуходу вка; 9—сепаратор; !О—му соро-
дартные мусороприемные люки. При этом макс, размер частиц отходов не должен превышать 300—350 мм. 1—2 раза в сутки, в зависимости от темпов накопления твердых бытовых отходов, в шахтах включается система, к-рая поочередно транспортирует эти отходы из шахт-накопителей на центр, станцию. Шахты-накопители соединяются между собой трубопроводами, образующими единую пневмотранспортную сеть. В начале каждой ветви трубопроводов установлен воздухоприемный клапан. Для транспортирования твердых бытовых отходов после пуска трубовоздуходувок открываются воздухоприемный и герметизирующий клапаны ветви. При этом в ней создается поток воздуха со скоростью, обеспечивающей движение компонентов твердых отходов. По команде с пульта управления открывается ближайший к центр, станции клапан ввода. Под действием собств. веса и перепада статич. давлений отходы опускаются в транспортный трубопровод, перекрывая его сечение. После этого клапан ввода закрывается. Перепад статич. давлений на образовавшемся поршне ускоряет его движение и одновременно вызывает образование в нем воздушных каналов, при этом с ростом перепада давлений скорость воздуха в этих каналах
возрастает. Начинается унос частиц из передней части движущегося поршня. Каналы расширяются, скорость проходящего по ним потока возрастает, все большее кол-во частиц уносится — поршень начинает распадаться. Перепад давлений на нем уменьшается. Дальнейшее движение отходов в трубопроводе характеризуется разрушением остатков поршня и распределением частиц в трубопроводе в соответствии с их аэродинамическими свойствами, т.е. аэросепарацией частиц. В конце этого процесса в осн. заканчивается взаимодействие частиц твердых бытовых отходов между собой и прекращается их ускоренное движение. Осн. наиболее продолжит. этап транспортировки отходов до центр, станции происходит в режиме, характеризующемся отсутствием взаимного воздействия частиц, незначит. изменением их скоростей и отставанием заднего фронта движущихся твердых бытовых отходов от переднего. В зависимости от их аэродинамич. свойств и параметров воздушного потока движение частиц при этом может осуществляться в 3 режимах: по дну трубопровода скольжением или качением, скачкообразно и во взвеш. состоянии.
После ввода первой порции твердых бытовщх отходов в транспортный трубопровод по команде с пульта управления открывается след, клапан ввода, куда засыпается новая порция отходов, затем очередной и т.д. По окончании разгрузки всех шахт-накопителей работающей ветви по команде с пульта закрываются ее воздухоприемный и герметизирующий клапаны. Аналогично производится последова
тельное опорожнение шахт-накопителей всех ветвей трубопровода. Т.о. пневмотранспортировка твердых бытовых отходов, является единым сложным процессом взаимодействия разнообразных по форме, размерам и массе частиц с воздушным потоком и стенками трубопровода и в общем случае представляет собой совокупность последовательно протекающих 4 фаз, различающихся физ. сущностью. К первой фазе относится ввод твердых бытовых отходов в транспортный трубопровод. Этот процесс характеризуется взаимодействием сил гравитации и давления, действующих на столб материала, и сил внешн. трения в узле ввода системы. Вторая фаза — поршневой режим движения отходов в транспортном трубопроводе, когда под действием возникающего при вводе перепада давлений вся масса отходов начинает двигаться с ускорением, полностью перекрывая сечение трубопровода. Эта фаза характеризуется взаимодействием сил давления и трения, уплотняющих поршень при его движении, с силами трения проходящего по каналам внутри поршня воздушного потока, стремящимися его разуплотнить. Третья фаза — аэросепарация, процесс разрушения поршня под действием сил трения воздушного потока, движущегося по каналам внутри поршня, и распределение частиц твердых бытовых отходов по длине транспортного трубопровода в соответствии с аэродинамич. хар-ками. Четвертая фаза — процесс транспортирования отходов в стационарном режиме, характеризующийся непрерывным уменьшением мгновенной массовой концентрации. Это происходит вследствие разл. скоростей движения переднего фронта отходов, в к-ром перемещаются легкие компоненты, и заднего, включающего тяжелые компоненты твердых бытовых отходов.
Внедрение вакуумных систем и пневмотранспорта отходов позволяет получить значит, сан.-гигиенич. эффект: в жилых домах практически исключаются условия для размножения насекомых и грызунов, для распространения патогенной микрофлоры, а также контакта населения и обслуживающего персонала с бытовыми отходами. Кроме того, не требуется въезд на территории домовладений мусоровоз- ного транспорта, благодаря чему сокращается суммарный выброс автотранспортных газов и снижается уровень шума.
ПОГРУЗЧИК — машина для погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования грузов как внутри складских помещений, так и на небольшие расстояния на территории сооружений. Электропогрузчик аккумуляторный ЭП- 201 выпускают трех модификаций: 1; 2 и 3. Его технич. хар-ка приведена ниже.
-12 3
Макс, высота подъема груза, м1,8 2,8 4,6
Грузоподъемность, т 2
Скорость подъема груза, м/мин ....... 10
Скорость передвижения, км/ч:'
с грузом■10
без груза2
Высота с вилами, м: опущенными 1,62,12,95
поднятыми2,53,45, 2
Масса, т3,33,53,64
Электропогрузчик аккумуляторный ,ЭП-201
ПОДАЮЩИЕ ЛИНИИ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ — трубопроводы, по к-рым теплоноситель транспортируется от места его приготовления к месту использования. Подающие линии системы централизованного горячего водоснабжения служат для доставки горячей воды от теплового пункта к водоразборным приборам.
Подающие трубопроводы состоят из магистр, трубопровода и подающих водоразборных стояков. Первый имеет головной участок (или неск. участков в раз- ветвл. сети) и участки с регулярным присоединением стояков. Часто все стояки одного здания (или секции здания) присоединяют к подающей магистрали в одной точке через промежуточный элемент — разводящий подающий трубопровод здания (секции здания). В квартальных системах горячего водоснабжения, где горячая вода приготовляется в центральных тепловых пунктах, головные участки магистр, трубопровода прокладывают в непроходных каналах или в проходных квартальных коллекторах совместно с др.
подземными коммуникациями. Подающий магистр, и разводящий трубопроводы в здании прокладывают обычно в технич. подполье (т.н. схема с нижней разводкой), чтобы при недостаточном давлении воды в системе не прекращалось водоснабжение нижних этажей. Подающие водоразборные стояки прокладывают в кухнях, ванных комнатах, шахтах сантех- кабин. К ним присоединяют ответвления в квартиры. Частью подающих водоразборных стояков в системах горячего водоснабжения являются полотенцесушители. Неск. подающих стояков, объединенных кольцующей перемычкой, образуют вместе с присоединенным к ним циркуляц. стояком секционный циркуляционно-водоразборный узел. Наличие кольцующей перемычки позволяет уменьшить диаметр подающих стояков, т.к. при макс, водораз- боре подача воды в одном из закольцов. стояков может происходить не только из подающего разводящего трубопровода, но и через соседние подающие стояки и кольцующую перемычку. Последнюю прокладывают по чердаку здания или под потолком квартиры верхнего этажа.
П.л. системы горячего водоснабжения монтируют, как правило, из стальных оцинков. труб. Допускается применение стальных неоцинков, труб при диаметре св. 150 мм и в открытых системах горячего водоснабжения. Возможно использование труб из термостойких пластмасс или стальных с покрытием внутр, поверхности термостойкими материалами (напр., силикатом натрия).
Диаметры подающих трубопроводов и потери давления в них определяют гидравлич. расчетом. Для проведения его подающий трубопровод разбивают на участки. Участком считают часть трубопровода, по к-рой протекает определ. расход воды. Для выяснения расчетного расхода воды, определяющего диаметр трубопровода, необходимо знать число одновременно включенных ■ приборов, получающих горячую воду от рассматриваемого участка. Включение водоразборных приборов — случайный процесс, число одновременно включенных приборов — случайная величина, подчиняющаяся законам теории вероятностей. Вероятность включения прибора — отношение числа возможных включенных приборов в пик потребления к общему их числу. Расход воды возможными к включению приборами в пик потребления составит gru/ 3600, где gr — норма расхода горячей воды на одного потребителя в час наибольшего потребления, л/чел'ч; и — число потребителей, получающих воду от расчетного участка, чел. Один водоразборный кран расходует воды gnp л/с; следовательно, число благоприятных исходов (возможных включений прибора в пик потребления) бу
дет равно: gru/ 3600gnp " /Ублаг-
Общее число исходов (включений приборов) N — вероятность включения приборов в пик, коэфф, одновременности Ко равен: Ко - JP - N6«ar/N~ ~ gru/ (gnpA3600), где P — лишь оценка вероятности. Сама вероятность составит Р-Р -Ко. Поэтому при расчетах N-* оо /V* оо
вероятность Р правильно определять по общему числу потребителей.
В соответствии с теоремой о повторении опытов вероятность Pm,N того, что событие (включение прибора) произойдет в N опытах т раз, выражается ф-лой PmN-CN"1Pm(.\-P')N"m.
Пользуясь приведенным выражением, строят ряд распределения случайной величины и ее функцию распределения. Число одновременно включенных приборов, не превышающее, значение т, рассчитывают, задаваясь доверит, вероятностью определения макс, расхода воды. Принимая ее значение, следует учитывать, что точность расчетов должная соответствовать точности исходной информации, полож. в основу определения расчетного расхода воды. Макс, секундный расход воды на расчетном участке зависит от принятого числа одновременно включ. приборов т и секундного расхода горячей воды одним прибором.
Из-за отсутствия соответствующей автоматики в тепловых пунктах при макс, водоразборе циркуляционный насос продолжает работать и сохраняется циркуляция через секционные узлы, близко рас- полож. к тепловому пункту. По головным участкам подающих трубопроводов проходит дополнит, циркуляц. расход воды. Во избежание значит, падения давления диаметры головных участков определяют на суммарный расход воды, складывающийся из расхода воды на водозабор и циркуляц. расхода.
Диаметры подающих трубопроводов выбирают в зависимости от расхода горячей воды на участке, ориентируясь на ее макс, скорость. Следует учитывать, что в процессе эксплуатации системы горячего водоснабжения на внутр, поверхности труб отлагается накипь, в результате чего площадь их сечения уменьшается. Макс, скорость в трубопроводе, находившемся несколько лет в эксплуатации, не должна превышать 3 м/с исходя из допустимого уровня шума. Движение горячей воды по подающим трубопроводам в режиме водо- разбора происходит за счет избыточного давления вхолодном водопроводе на вводе его в тепловой пункт (в закрытых системах) или в трубопроводах тепловой сети (в открытых системах). Требуемое избыточное давление должно обеспечить подачу воды в верхние водоразборные точки с избыточным напором 2—3 м при макс, во- допотреблении.
' ПОДВЕРТКА ПЕЧИ — полость под кладкой внутри отопительной печи, где двужущиеся горячие дымовые газы поворачивают снизу вверх. Для очистки П.п. от золы устраивается чистка.
ПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ — устройства, на к-рых лежит теплопровод, передающий на них свой вес, и по к-рым он перемещается при темп-рных изменениях длины. Для труб, прокладываемых в кана-
Подвижные опорыа — скользящая с приваренным башмаком; б — катковая; 1 — башмак; 2 — опорная подушкаПодвижные опорыа — скользящая с приваренным башмаком; б — катковая; 1 — башмак; 2 — опорная подушкалах, применяют скользящие и катковые (шариковые) П.о. У скользящих П.о. к телу трубы приваривается башмак, к-рый лежит и перемещается по стальной подкладке, задел, в бетонную подушку. У катковых П.о. башмак при удлинениях трубы перемещается вдоль опорного листа по катку, вращая его. Для предотвращения перекосов катка предусматривают направляющие планки и выточки. Наиболее часто применяют простые скользящие П.о. При надземной прокладке трубопроводов монтируют подвесные П.о. При использовании гибких компенсаторов участки теплопроводов мало чувствительны к перекосам и в таких случаях ставят П.о. с жесткой подвеской. При сальниковых компенсаторах применяют пружинные П.о., к-рые воспринимают перекосы смонТир. теплопровода. Расстояние между П.о. определяют при расчете трубопровода на прочность и прогиб (см. Компенсация температурных удлинений теплопроводов).
Подвижные опоры
а — скользящая с приваренным башмаком; б — катковая; 1 — башмак; 2 — опорная подушка
Подвижные опоры
а — скользящая с приваренным башмаком; б — катковая; 1 — башмак; 2 — опорная подушка
ПОДВОДКА К ОТОПИТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУ — теплопровод системы отопления, соединяющий стояк или ветвь системы отопления с отопительным прибором. П.о.п. наз. подающей при использовании для подачи теплоносителя в отопит, прибор и обратной — для отве-
дения из него теплоносителя, отдавшего теплоту. Обе П.о.п. вместе с отопит, прибором образуют приборный узел системы отопления. П.о.п. размещается в помещении открыто у стены или скрыто в спец, выемке или полу. В системах водяного и парового отопления П.о.п. прокладывается с уклоном, при длине до 500 мм допускается без уклона. При конструировании П.о.п. предусматривают компенсацию теплового удлинения не только
их, но и соединенных с ними отопит, приборов путем изгиба труб с применением отводов. При гидравлическом расчете системы отопления стремятся к получению больших потерь давления в П.о.п. двухтрубных систем (в пределах допустимой скорости движения теплоносителя) и меньших — в П.о.п. однотрубных.
ПОДГОТОВКА ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — процесс улучшения их водоотдающих свойств перед механич. обезвоживанием. От правильного выбора способа и условий П.о.с.в. зависит эффективность их обезвоживания. Затраты на П.о.с.в. составляют осн. часть затрат на механич. обезвоживание. К методам П.о.с.в. относятся: уплотнение и усреднение состава осадков; реагентная обработка минеральными коагулянтами, синтетич. водорастворимыми полиэлектролитами (.флокулянтами), вспомогат, фильтрующими материалами (присадками) или их сочетаниями; тепловая обработка; замораживание и оттаивание; промывка сброженного в метантенках осадка; аэробная стабилизация осадков. Наиболее универсальным и распространенным методом П.о.с.в. является реагентная обработка, при к-рой в качестве минео. коагулянтов чаще всего применяют
хлорное железо в сочетании с известью. В ряде случаев отходы нек-рых производственных процессов, можно использовать в качестве коагулянтов, что позволяет комплексно решать задачу их утилизации и обеспечения очистных сооружений дешевыми и эффективными реагентами. К такого типа реагентам можно отнести железный купорос, отходы, содержащие хлористый алюминий, алюмосодержащие отходы, карбидный шлам, кислые железосодержащие сточные воды от травления черных металлов. Минер, коагулянты применяют в виде водных растворов с концентрацией активного в-ва примерно 10%. Рабочие дозы минер, реагентов в зависимости от вида и свойств осадков обычно составляют для кислых коагулянтов 2,5% массы сухого в-ва обрабатываемого осадка, для щелочных — 10—15%. Недостатками процесса П.о.с.в. с применением минер, коагулянтов являются большие объемы реагентов, трудность дозирования агрессивных растворов кислых реагентов, дефицит молотой извести или известкового раствора. Синтетические водорастворимые полиэлектролиты, к-рые получают все большее распространение, применяют для подготовки осадков различных видов: с органич. твердой фазой — катионные флокулянты, а с минер, твердой фазой — анионные. В ряде случаев эффективна последоват. обработка осадка катионными и анионными флокулянтами. Флокулянты используют преимущественно перед обезвоживанием осадков на центрифугах и ленточных фильтр-прессах. Однако их применение также эффективно при уплотнении осадка, подготовке его к подсушке на иловых площадках и обезвоживании на камерных фильтр-прессах. Флокулянты применяют в виде разбавленных водных растворов с концентрацией активного в-ва 0,1—0,3%. Рабочие дозы флокулянтов зависят от свойств и вида осадков, типа обезвоживающего оборудования и примерно равны 0,4— 0,8% массы сухого в-ва обезвоживаемого осадка.
Вспомогательные фильтрующие присадочные материалы применяют при подготовке осадков к обезвоживанию на камерных фильтр-прессах. Присадочные материалы снижают коэфф, сжимаемости осадков, упрочняют его структуру, улучшают условия отведения влаги из обезвоживаемого осадка. В качестве присадочных материалов используют золу от сжигания угля или осадков сточных вод. Эффективным присадочным материалом является перлит. Доза присадочного материала в зависимости от свойств осадка., составляет 50—100% сухого в-ва обезвоживаемого осадка. В нек-рых случаях присадочные материалы целесообразно применять совместно с флокулянтами или минер, реагентами, напр. известью'. Теп-
а — стальной глубокий; 6 — чугунный мелкий; 1 — чаша; 2 — перелив; 3 — выпуск с сифоном; 4 — подставкаа — стальной глубокий; 6 — чугунный мелкий; 1 — чаша; 2 — перелив; 3 — выпуск с сифоном; 4 — подставка
а — стальной глубокий; 6 — чугунный мелкий; 1 — чаша; 2 — перелив; 3 — выпуск с сифоном; 4 — подставка
а — стальной глубокий; 6 — чугунный мелкий; 1 — чаша; 2 — перелив; 3 — выпуск с сифоном; 4 — подставка
левую обработку (по способу Портеуса) применяют для органич. осадков. Замораживание и оттаивание наиболее эффективно для гидроксидных осадков, наир, осадков, образующихся при очистке природных цветных вод с использованием сульфата алюминия.
ПОДДОН — 1) в вентиляции ме- таллич. плоское корыто, над к-рым располагают оборудование, предназнач. для обработки воздуха, если в процессе ее возможны протечки воды, масла или др. жидкостей; 2) в сантехнике — чаша, предназнач. для приема и отвода сточных вод при пользовании душем. ,См. Поддон душевой.
ПОДДОН ДУШЕВОЙ — сан.- технич. прибор, устанавливаемый в сан. бытовых помещениях и предназнач. для приема и отвода сточных вод при пользо-
а ,2 1
Поддон
вании душем. П.д. изготовляют мелкие (с глубиной чаши 65—160 мм — схема б) и глубокие (210—365 мм — схема а). П.д. состоит из чаши различной формы (квадратной,, прямоугольной, угловой) на ножках, подставках или заделываемой в пол, выпуска и сифона. Над П.д. устанавливают водоразборный смеситель с душевой стационарной трубкой и сеткой или душевой сеткой на гибком шланге,закрепляемой на кронштейне или штанге с возможностью перемещения на ней по высоте. Смеситель для глубоких П.д. имеет излив и переключатель потока с излива на душ и обратно. Сифон подсоединяют к канализационной сети. Выпуск глубоких П.д. снабжен пробкой, что позволяет пользоваться ими с заполненными водой емкостями. Чаши П.д. изготовляют чугунные, стальные эмалированные, керамические, полимербетонные или пластмассовые размерами, мм: ширина 700—900, длина 700—1100 и глубина 65—365.
ПОДДУВАЛО ПЕЧИ — камера под топливником печи, предназнач. для подачи воздуха из помещения к горящему топливу. При твердом топливе служит также зольником печи. Кол-во поступающего воздуха регулируется поддувальной дверцей.
ПОДЗЕМНЫЙ РЕЗЕРВУАР — емкость для хранения и снабжения сжиж. газом многоэтажных домов или групп зданий. Обычно применяют групповые установки, состоящие из двух и более емко-
Подзонный резервуар
1 и 2 — трубы для объединения жидких и паровых фаз резервуаров; 3 — защитный кожух; 4 — головка подземного резервуара для работы без испарителя; 5 — подземный резервуар рабочим объемом 2,1 mj; 6—трубка для опорожнения резервуара; 7— у ровне- мерные трубки; 8 — днище-карман; 9 — фундамент
стей. Макс, кол-во сжиж. газа в одной групповой установке не должно превышать при подземном хранении 300, при надземном — 5 м3. Расстояние от П.р. до жилых, обществ, и коммунально-бытовых
зданий устанавливают в 8—25 м в зависимости от геометрии, объема П.р. и степени огнестойкости зданий. Расстояние от П.р. до подземных сооружений составляет 2—5 м. П.р. устанавливают под землей на фундаментах и покрывают усил. или весьма усил. противокорроз. изоляцией. П.р. газобалл. установки вместимостью 2,1 м3 на рабочее давление 1 МПа оборудован головкой для работы без испарителя сжиженного газа. Пары выходят из П.р., проходят через регулятор давления газа и по подземным газопроводам поступают во внутренние газопроводы. Теплоту, необходимую для испарения жидкости, дает грунт через стенки резервуара. П.р. заполняют сжиж. газом из автоцистерны через наполнит, шланг. Паровые фазы при наполнении соединяются между собой. Кол-во жидкости в П.р. контролируют уровнемерными трубками, к- рые измеряют степень заполнения его на 10, 40 и 85%. Для опорожнения П.р. предусмотрена спец.труба.
После заполнения подземной цистерны сжиж. газ из резинотканевого шланга сбрасывается в расходный газопровод. Давление газа в П.р. контролируют манометром. Для предотвращения повышения давления выше допустимого на головке устанавливают пружинный предохранит, клапан. Пары сжиж. газа выходят из П.р., проходят через предохранит.-запорный клапан, к-рый отключает подачу газа в сеть при недопустимом увеличении давления после ре1улятора, и через регулятор давления поступают в расходный газопровод. Давление в газовой сети коит-
-777-777777:-777-777777:
-777-777777:
-777-777777:
ролируют манометром. Головка П.р. с арматурой защищена кожухом.
Групповые установки состоят из 2 или неск. П.р. При 2 П.р. каждый из них оборудуют головкой с арматурным узлом.
Подовая горелка щелевая однотрубная дутье-Подовая горелка щелевая однотрубная дутье-
Подовая горелка щелевая однотрубная дутье-
Подовая горелка щелевая однотрубная дутье-
Соединяют П.р. только по паровой фазе, и они могут подавать газ в сеть как совместно, так нераздельно. При 3 П.р. 2 из них объединяют в 1 блок. П.р. в блоке соединены трубопроводами паровой и жидкостной фаз и оборудованы одной головкой с арматурой. 3-й резервуар объединен с блоком только по паровой фазе, поэтому может работать как совместно с блоком, так и раздельно. Такой принцип объединения П.р. позволяет производить их профилактич. ремонт без прекращения подачи газа потребителям. -
ПОДОВАЯ ГОРЕЛКА — устройство, состоящее из перфориров. газового коллектора, изготовл. из стальной трубы и размещ. по оси прямоугольного канала, выполи. из огнеупорных материалов. П.г. работает по диффуз. принципу (см. Горелки газовые). Газ без предварит, смешения истекает из двух рядов отверстий,
— газовый коллектор; 2 — колосниковая решетка; 3 — глазок для зажигания газа и наблюдения за горением; 4 — туннель; 5 — опорные кирпичи
расположенных в шахматном порядке (расстояние между центрами отверстий в ряду — 15—26 мм) и образующих между собой угол 90°. Воздух подается через колосниковую решетку из поддувального пространства под газовый коллектор вентилятором или поступает туда за счет разрежения в топке, проходит в канале, с двух сторон омывая газовый коллектор, к- рый устанавливается, строго по оси туннеля. Газовые струйки в результате турбулентной диффузии, интенсивно перемешиваются с воздухом, и на расстоянии 20—40 мм от отверстий коллектора начинается процесс горения. Длина факела П.г. (0,5—1 м) требует соответствующей высоты топки. Полнота сгорания газа в горелках этого типа зависит от соотношения скоростей газа и воздуха, диаметра
и расположения газовых отверстий, расстояния между ними, размеров, формы и качества кладки канала, разрежения в топке. Оптим. скорость выхода струй газа из отверстий коллектора — 25—80 м/с, скорость воздуха в канале в плоскости коллектора — 2,5—8 м/с. П.г. обеспечивают полное сжигание природного газа при коэфф. избытка воздуха а - 1,1...1,3. Концентрация оксидов азота в продуктах горения составляет ~ 120 мг/м3.
Горелки ПГОД предназначены для сжигания природного газа с а - 1,5... 1,2 в топках котлов ДКВР. Горелки щелевые однотрубные с принудит, подачей воздуха работают на газе низкого (1,3; 2 кПа) — ПГОД-Н и среднего (30 кПа) давлений — ПГОД-С. Номин. тепловая мощность для горелок типа Н — 150—1000 кВт, типа С— 500—3600 кВт; давление воздуха — соответственно — 200—300; 200—300 и 500—600 Па. Щелевые двухтрубные го-
релки типа ПГД-Н тепловой мощностью 150—3500 и ПГД-С тепловой мощностью 500—2160 кВт применяют на котлах ТВГ (КВГ). ■
Достоинством П.г. являются простота изготовления, высокая устойчивость пламени, широкий диапазон регулирования тепловых потоков в топках с высотой, большей высоты факела. П.г. применяют в небольших печах и сушилках, а также при переводе на газовое топливо котлов, имеющих слоевые топки паропроиз-стью до 20 т/ч.
ПОДПИТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — устройство, обеспечивающее пополнение системы теплоснабжения водой и поддерживающее полный статич. напор тепловой сети постоянным. В системе теплоснабжения из-за неполной герметичности возникают утечки, составляющие 2—3% расчетного расхода сетевой воды. П.у.т.с. восполняет их. Положение пьезометрич. графика по
высоте определяют высота и место расположения нейтр. точки, в к-рой давление сохраняется неизменным в динамич. и статич. режимах. Оно поддерживается пост, подпиточным насосом. При остановке циркуляционных насосов всё пьезометры сольются в одну горизонт, линию, проходящую через нейтр. точку, в к-рой сохранится полный статич. напор тепловой сети. Если подпиточный насос включить непосредственно перед цирку- ляц. насосом, то нейтр. точка совпадает с точкой присоединения насоса и в ней будет постоянно поддерживаться статич. напор — как при работе циркуляр, насосов, так и при их остановке. Часто нейтр. точку необходимо поднять на большую высоту, а напор в нач. точкеобратной линии Hoi сохранить на более низком уровне и поддерживать пост, только при гидро- динамич. режиме. Но при остановке циркуляр, насосов напор в точке 0J должен стать равным статич. напору в нейтр. точке. Для этого вокруг риркуляр. насоса делается перемычка, к-рая моделирует гидравлич. режим тепловой сети. На перемычке устанавливают две задвижки, с помощью к-рых имитируют нейтр. точку. Вода по перемычке движется в направлении, противоположном движению ее через циркуляр, насос, и возвращается в его всасывающий патрубок. На задвижках срабатывается весь напор, развиваемый насосом. Степень закрытия задвижек регулируют так, чтобы напор между ними был равен статическому.
При гидродинамич. режиме напор подпиточного насоса дросселируется клапаном регулятора т.о., чтобы в точке отбора импульса из перемычки сетевого насоса уровень статич. напора тепловых сетей поддерживался постоянным. Пространств. форма пьезометрич. графика сохраняется неизменной в результате работы циркуляр, насоса, поэтому в обратной линии перед подпиточным насосом будет поддерживаться напор Hoi. На клапане регулятора давления срабатывается напор А Ярд.
При увеличении утечки теплоносителя давление в точке отбора импульса из перемычки снизится и клапан регулятора давления увеличит подпитку сети, при увеличении давления подпитка сократится. При росте давления и закрытом клапане регулятора давления, напр. в результате прироста объема воды при повышении ее темп-ры, избыток воды сбросит дренажный клапан. При остановке сетевых насосов циркуляция теплоносителя в сети прекращается, напор во всей системе падает до Нст. Регулятор давления открывается, а подпиточный насос поддерживает во всей системе пост, напор Нет- Подпиточный насос подбирают на расход утечек воды и напор статич. уровня по пьезометрич. графику. .
Подпиточное устройство тепловых сетей а — график напоров; 6 — схема подпиточного устройства; S — S — уровень полного статич. напора тепловых сетей; ПН — подпиточный насос; РД — регулятор давления; ДК — дроссельный клапан; ЦН — циркуляционный насос; ТП — теплофикационные подогреватели; Z71 и С1 — начальные точки на источнике теплоты
ПОДПИТОЧНЫЙ НАСОС — насос, применяемый в системе водяного отопления, присоединяемой по независимой схеме, к тепловой сети централизованной системы теплоснабжения. Устанавливается в тепловом пункте, если гидростатич. давление в системе отопления превышает давление в наружных теплопроводах и предназначается для заполнения системы и ее подпитки —• возмещение потери (утечки) воды в процессе эксплуатации. В отличие от циркуляционного насоса П.н. должен перемещать незначит. кол-во воды и развивать сравнительно большое давление, превышающее гидростатическое в системе отопления. Используются спец, моноблочные насосы, а также вихревые лопастные насосы, создающие большое давление при малой подаче. Недостаток вихревых насосов — низкий кпд в данных условиях не имеет существ, значения в связи с кратковременным их использованием. .
ПОДПОРНАЯ ШАЙБА — шайба с калибров, отверстием, устанавливаемая на конденсатопроводе системы парового отопления после тепло использующего аппарата вместо конденсатоотводчика. П.ш, применяется для отвода определ. кол-ва конденсата при неизменном давлении пара в теплоиспользующем аппарате. В этих условиях П.ш. вызывает незначит. подтопление конденсатом теплоиспользующего аппарата, препятствуя выходу пара в конденсатопровод, т.е. выполняет функцию конденсатоот
водчика. Диаметр отверстия П.ш. зависит от расхода конденсата и разности давления до и после нее. Для установки П.ш. используется, как правило, корпус муфтового вентиля (см. Арматура на трубопроводах). Схема установки П.ш. на конденсатопроводе аналогична схеме установки конденсатоотводчика.
Подпорная шайба в корпусе муфтового вентиля для систем парового отопления
1 — корпус; 2 — крышка; 3 — распорная втулка; 4— подпорная шайба.
ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ —■ машины, предназнач. для перемещения грузов и людей на относительно небольшие расстояния и используемые для механизации работ во всех отраслях нар. х-ва. Серийно выпускаемые пром-стью П.-т.м. общего назначения широко применяют на водопроводных и канализац. сооружениях, т.к. они позволяют значительно сократить и облегчить труд при стр-ве, монтаже, демонтаже и эксплуатации, при ремонте насосов, электродвигателей, задвижек, трубопроводов, технология, аппаратов и устройств, а также при осуществлении технология. операций на водозаборных сооружениях и сооружениях для очистки
сточных вод (подъем и опускание затворов, решеток и сеток). С помощью П.-т.м. производят выгрузку, складирование и перемещение в пределах сооружений реагентов, транспортирование осадка от обезвоживающего оборудования, уборку подсушенного осадка с иловых площадок и т.п. В зависимости от выполняемых функций П.-т.м. разделяют на три основные группы: грузоподъемные, транспортирующие и погрузочно-разгрузочные. Грузоподъемные м а шин ы — машины циклического действия, предназнач. для подъема и перемещения отд. грузов большой массы по произвольной пространств, трассе на небольшие расстояния. Они могут выполнять монтажные операции, связанные с подъемом и установкой оборудования. К грузоподъемным машинам относятся домкраты, лебедки, тали и краны. Транспортирующие м а ш и н ы предназначены для перемещения сыпучих или мелких штучных материалов по линейной трассе, к-рая может иметь горизонт, и наклонные участки. На водопроводных и канализац. сооружениях из транспортирующих машин используют конвейеры и питатели. Погрузочно-разгрузочные маш ин ы служат для механизации погрузочно-разгрузочных работ. Для этих целей применяют грейферы, погрузчики и разгрузочную машину МВС-4М. Зачастую П.-т.м. одной группы используют для работ, производимых другой группой, напр., тали и краны — для погрузки и разгрузки, лебедки — для горизонт, перемещения предметов и т.п. Тип П.-т.м., их грузоподъемность и привод должны выбираться с учетом макс, массы перемещаемого груза и его габаритов, компоновки технологии. оборудования и размеров сооружения. Необходимо также учитывать степень и периодичность использования П.-т.м., безопасность выполнения работ. Перегрузка машин сверх номин. фузоподъемности не допускается.
ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕПЛОПОГЛО- ЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ — хар-ка теплоустойчивости помещения по отношению к тепловой (температурной) волне, воздействующей изнутри помещения; векторная величина, равная отношению радиуса-вектора теплового потока к радиусу-вектору темп-ры воздуха помещения. П.т.п. Рп равен векторной сумме хар-к поглощат. способности ограждений Рогр, мебели или оборудования Роб, внутр, воздуха Рв.з и веитиляц. воздухообмена
■ Показатель тешюпоглощения определяется коэффициентом теплопогло- щения ограждения их внутр, поверхности
I
В: Рогр * 2 BiAi, где А; — площадь ' / = 1
поверхности ограждения; / — текущий номер ограждения; I — общее число ограждений в помещении.
Показатель теплопоглощения мебели и оборудования учитывает увеличение площади поверхности, омываемой воздухом, и, следовательно, поглощат. способность помещения по отношению к теплоте, передаваемой воздуху. Модуль Роб определяют по ф-ле Роб ~ (4,4/7) ОобСоб, где Т — период тепловой волны; Соб —уд. теплоемкость материала оборудования; Соб — вес оборудования.
Способность воздуха в объеме помещения к теплопоглощению невелика, однако ее нужно учитывать. Модуль показателя теплопоглощения воздуха Рвз равен отношению амплитуды кол-ва теплоты, поглощаемой воздухом, к амплитуде его темп-ры и рассчитывается по выражению Рвз=(2л/г)срвзК где V — объем помещения; фвз — объемная теплоемкость воздуха.
Показатель теплопоглощения вентиля ц. воздухообмена учитывает поглощат. способность вентиляц. воздуха и равен Рвент^с рвз, гдеА — воздухообмен.
Для векторного сложения отд. составляющих показателя теплопоглощения Рп за ноль отсчета принимают положение показателя Рвент, у к-рого аргумент е рвент= О» т-к* он совпадает по времени с колебаниями темп-ры воздуха. Аргументы Роб и Рвз равны е Роб= е Рвз= я/2. Аргумент Рогр показывает отставание колебаний темп-ры воздуха от теплового, потока, проходящего через внутр, поверхности ограждений. Ориентировочное Рогр лежит в интервале 0<е Рогр*'^^'
ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕПЛОУСВОЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ — хар-ка теплоустойчивости помещения по отношению к тепловой (температурной) волне, воздействующей изнутри помещения; векторная величина, равная отношению радиуса-вектора теплового потока радиусу-вектору радиационной темпера- ■ туры помещения. Обычно считают, что П.т.п. зависит только от теплоустойчивости ограждения по отношению к внутр, тепловым воздействиям, полагая, что только их темп-рой определяется радиан,. темп-pa поме-
I
щения: Уп= 2 YiAi, где У; — ко- I = 1
эффициент теплоусвоения поверхности ограждения; Ai — площадь поверхности ограждения; I — текущий номер ограждения; / — общее число ограждений в помещении. -
Мебель и оборудование, имея развитую поверхность и частично экранируя ограждения, могут изменять
радиац. темп-ру помещения. В нек-рых случаях массивные предметы (колонны, массивное оборудование и т.п.) также следует учитывать при определении П.т.п.:
I .
уп= 2 у. А, + Уоб, где Уоб — показа- i = 1
тель теплоусвоения оборудования или мебели, модуль к-рых определяют по ф-ле Уоб= (л/Т)собОаб, здесь 7 — период тепловой волны; соб — уд. теплоемкость материала оборудования; Соб — вес оборудования.
П.т.п. является вектором, поэтому для его задания кроме модуля необходимо знать аргумент, т.е. хар-ку положения во времени. В инженерных расчетах обычно принимают аргумент П.т.п. (отставание колебаний радиац. темп-ры помещения от вызывающих их колебаний теплового потока), равныйе jn=T/8.
ПОЛИВАЛЕНТНЫЕ И ГИБРИДНЫЕ СИСТЕМЫ — комбинированные системы кондиционирования микроклимата здания, к-рые в зависимости от способа нагревания теплоносителя подразделяют на моновалентные, имеющие однотипные теплоприготовит. установки (напр., только отопит, котлы или только солнечные теплоприго- товит. установки); бивалентные или поливалентные, характеризующиеся наличием двух или более теплоприготовит. установок, работающих разновременно, т.е. при работе одной из них др. (или другие) отключается (напр., солнечная теплоприготовит. установка, отключаемая при экстремально низкой темп-ре, и пиковые отопит, котлы, включаемые вместо нее в этот период); гибридные, имеющие также две или более разнотипных установок (как и поливалентные), но работающие паралл. (напр., солнечная теплоприготовит. установка, работающая круглогодично, и пиковый электрич. бойлер, подключаемый к ней при недостаточной интенсивности солнечной радиации.
ПОЛИТРОПНЫЙ ПРОЦЕСС —изменения состояния влажного воздуха — общее наименование группы простейших процессов, общей чертой к-рых является изменение каждого из трех основных параметров воздуха — темп-ры, уд. энтальпии и уд. вла- госодержания воздуха. П.п. происходит во всех вентилируемых и кондиционируемых помещениях, в большинстве аппаратов для обработки воздуха. Каждый из осн. параметров воздуха может или увеличиваться, или уменьшаться в процессе изменения состояния воздуха. С учетом специфики диаграммы I—d влажного воздуха существует 6 вариантов, ха-
Примеры политропных процессов
точкиП, В, У — начало и конец вентиляц. процесса в помещении; точки Н, К — начало и конец процесса охлаждения с осушкой воздуха в воздухоохладителе; At — перепад температуры; АД — перепад уд. энтальпии; Ad — перепад уд. влагосодержания; Еп и Ео — угловые коэфф, лучей процессов в помещении и в воздухоохладителе
рактерных для этого процесса. Варианты отличаются направлением луча процесса, т.е. значением углового коэфф, луча процесса.
Частные случаи П.п.: нагрев воздуха, увлажнение воздуха паром, увлажнение воздуха адиабатное, осушка воздуха и осушка воздуха сорбционная при t" const.
ПОЛОТЕНЦЕСУШИТЕЛЬ — сан- технич. прибор, устанавливаемый в ванных или душевых комнатах и предназнач. для их обогрева и сушки полотенец. П. изготовляют из стальных оцинкованных или латунных труб с лакокрасочным,
Полотенцесушитель латунный с гальванопокрытием'
полимерным или гальваническим покрытием. Его прикрепляют на стене и подсоединяют к системе горячего водоснабжения здания. П. изготовляют с диаметрами труб 25—32 мм, длиной 500—600 и высотой 330—600 мм, площадью поверхности нагрева 0,25—0,3 м“ и средней теплоотдачей 100 Вт. Применяют также трубчатые электрич. настенные П. с вмонтированными в сухие трубы электронагревателями, подсоединяемыми к электросети и включаемыми периодически вручную на разд, мощность с помощью спец, переключателей.
ПОЛУОГРАНИЧЕННАЯ ПРИ
Полуограниченная приточная струяПолуограниченная приточная струяа — компактная или плоская с пограничным слоем; б — настилание струи на поверхность при расположении приточного отверстия на некотором расстоянии от поверхности; в — огибание струей контура вентилируемого помещения; г — расчетная схема для определения скорости воздуха в полуогранич. приточной струе; vx — скорость воздуха на границе пристенного пограничного слоя и струйного потокаа — компактная или плоская с пограничным слоем; б — настилание струи на поверхность при расположении приточного отверстия на некотором расстоянии от поверхности; в — огибание струей контура вентилируемого помещения; г — расчетная схема для определения скорости воздуха в полуогранич. приточной струе; vx — скорость воздуха на границе пристенного пограничного слоя и струйного потокаТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя, настилающаяся на поверхность одного из ограждений вентилируемого помещения. В пристеночном слое струи образуется пограничный слой затормож. воздуха, к-рым в йнж. расчетах обычно пренебрегают. Присоединение масс окружающего воздуха к П.п.с. происходит лишь с одной свободной стороны потока, поэтому настилание увеличивает дальнобойность
Полуограниченная приточная струя
Полуограниченная приточная струя
а — компактная или плоская с пограничным слоем; б — настилание струи на поверхность при расположении приточного отверстия на некотором расстоянии от поверхности; в — огибание струей контура вентилируемого помещения; г — расчетная схема для определения скорости воздуха в полуогранич. приточной струе; vx — скорость воздуха на границе пристенного пограничного слоя и струйного потока
а — компактная или плоская с пограничным слоем; б — настилание струи на поверхность при расположении приточного отверстия на некотором расстоянии от поверхности; в — огибание струей контура вентилируемого помещения; г — расчетная схема для определения скорости воздуха в полуогранич. приточной струе; vx — скорость воздуха на границе пристенного пограничного слоя и струйного потока
струи. Если приточную струю выпустить вблизи поверхности ограждения, то потолок отклоняется от первонач. направления и настилается на поверхность. При этом из-за одностороннего подсоса воздуха настилание очень устойчиво. Обычно П.п.с. огибает контур помещения. Отрыв П.п.с. от поверхности происходит при значит, неизотермичности струи (напр., холодная струя отрывается от потолка) и при П.п.с., дующей в тупик (см. Стесненная струя). Расчет скоростного поля П.п.с. проводят, заменяя воздействие подстилающей поверхности действием фиктивной струи.
ПОТЕНЦИАЛ ВЛАЖНОСТИ — хар-ка состояния влаги в материале, определяющая влагоперенос. Наличие градиента П.в. является единственной причиной влагопереноса. Ур-ние для плотности потока влаги в материале имеет вид:
q = - at grad У , (1) где 6 — П.в., °В; X — коэфф, влагопроводности (отнесенный к П.в.), кг/(м‘°В).
Для практич. использования П.в. необходимо иметь его шкалу и зависимость потенциала от влажности и темп-ры материала. При построении шкалы П.в. используют постулат, сформулир. В.Н. Богословским: "Два влажных тела, находящиеся во влажностном равновесии с третьим, находятся во влажностном равновесии и друг с другом". За 1 град. П.в.
Зависимость влажности фильтровальной бумаги от потенциала влажности и температурыЗависимость влажности фильтровальной бумаги от потенциала влажности и температурыпринимают 1/100 макс, сорбц. влажности фильтров, бумаги при 20°С. Если взять влагоизолиров. со всех сторон колонку, состоящую из предварительно увлажн. листов такой бумаги, создать по ее длине пост, темп-рный перепад, то после установления стационарного влажностного режима в колонке по ее длине будет одно и
Зависимость влажности фильтровальной бумаги от потенциала влажности и температуры
Зависимость влажности фильтровальной бумаги от потенциала влажности и температуры
то же значение П.в., что следует из ур-ния (1). Его можно определить по сечению колонки, в к-ром темп-pa составляет 20°С, и это же значение П.в. соответствует влаж- ностям и темп-рам в др. сечениях колонки. Серия таких опытов с разл. темп-рными перепадами позволила построить зависимость П.в. от влажности и темп-ры фильтров, бумаги. Аналогичную зависимость можно построить для любого строит, материала. Для этого используется такая же колонка, в к-рой слои исследуемого материала перемежаются листками фильтров, бумаги. На основании постулата Богословского, П.в. исследуемого образца равен П.в. соприкасающегося с ним листка бумаги, к-рый в свою очередь может быть однозначно определен по его темп-ре и влажности. Поэтому, если увлажнить образцы материала в колонке и создать темп-рный перепад по ее длине, после чего периодически измерять распределение темп-ры по ее длине и влажность листков фильтров, бумага и контактирующих сними образцов материала, то можно получить зависимость потенциала от влажности и темп-ры исследуемого материала. Имея эту зависимость, можно рассчитать уд. влаго- емкость материала, отнесенную к П.в., 11 (6 , t) - (д и>/д 0) | t = const.(2)
Пепосредств. эксперимент, определение коэфф, влагопроводности st —- более сложная задача. Значения коэфф, влагопереноса, отнесенные к частным П.в., определяют по довольно простым и отра- бот. методикам. Т.к. поток влаги в материале должен быть одним и тем же независимо от того, рассматриваются частные или общий П.в., то из равенства правых частей ур-ний (I) и (2), записанных для одномерного случая, имеем
(3)(3)Это выражение позволяет рассчитать коэфф, влагопроводности ас . Однако оно показывает, что этот коэфф, зависит не только от часп 1ых потенциалов влагопереноса, но и от их градиентов. Следовательно, может быть такое сочетание значений частных потенциалов влагопереноса, что значение ?£ будет отрицат., что на первый взгляд противоречит самому понятию П.в. Одйако это противоречие устраняется, если рассмотреть вопрос о физ. смысле коэфф, влагопереноса. Если в одномерном случае векторное поле потока влаги в образце материала задается ур-нием (2), то существует такой потенциал этого поля 6, что это поле^определяется ур-нием:
(3)
(3)
q - -grad 6 . (4)
Если теперь рассмотреть два соприкасающихся (с идеальным контактом) материала, в одном из к-рых сущест^ вует потенциал 6 , а в другом потенциал 9 , при этом потоки влаги в этих материалах
выражаются ур-нием типа (4), то на стыке этих материалов потенциал одного является функцией потенциала второго, т.е: У - -те.
С учетом непрерывности потока влаги, на стыке материалов имеем grad - - F' grad 0. Здесь F' выражается через коэфф. влагопереноса ki и градиенты частных потенциалов влагопереноса 6 : точно так же, как и коэфф. ^ в ф-ле (3). Следовательно, 3^™ F' и является по своему физ. смыслу коэфф, перехода от градиента потенциала в одном материале к градиенту потенциала в др. (эталонном).
Использование П.в. позволяет существенно упростить методы расчета влагопереноса в материалах и конструкциях. Так, ур-ние нестационарного влагопереноса в одномерном случае принимает вид а 8 а , . эе х
’'Го7Г=»7 глс
ность материала, кг/м3. Это ур-ние решается значительно более простыми способами, чем при использовании частных потенциалов влагопереноса.
ПОТОК ПОЛНОЙ ТЕПЛОТЫ — поток теплоты, поступающий в помещение в результате лучисто-конвективного теплообмена и тепломассообмена. П.п.т. равен сумме потока явной теплоты и потока скрытой теплоты водяного пара, поступившего в воздух помещения. Единица измерения П.п.т. — Вт, или кДж/ч.
ПОТОК ЯВНОЙ ТЕПЛОТЫ — поток теплоты, поступающий в помещение путем лучистого и конвективного теплообмена. Единица измерения П.я.т. — Вт, или кДж/ч.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ (ПДК) вредных веществ в воздухе — см. Вредные выделения.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРВИЧНЫЙ, датч и к — устройство для преобразования текущего значения технология. параметра (темп-ры, давления, расхода и т.д.) в электрич. или пневматич. сигнал. В состав П.п. входят чувствит. элемент, к-рый непосредственно воспринимает состояние параметра, и преобразователь сигнала с чувствит. элемента в электрич. или пневматический. В простейшем случае чувствит. элемент является одновременно и датчиком. В системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха осн. параметром служит темп-pa. Для измерения темп-ры широко применяют преобразователи тер- моэлектрич. или термопары, принцип действия к-рых основан на зависимости термоэдс в цепи, состава, из разнородных
проводников, от темп-ры в месте их соединения.
ПРЕРЫВИСТАЯ ТЕПЛОПОДА- ЧА — периодич. (с периодом Т) подача теплоты, к-рая на период продолжительностью т, ч, поддерживается на пост, уровне Qn и на остальную часть периода продолжительностью (7 - т), ч, полностью прерывается. Задача о теплоустойчивости ограждения и теплоустойчивости помещения в режиме П.т. была решена А.М. Шкловером. Кривая П.т. в зависимости от времени Z может быть представлена в форме ряда Фурье:
.ОО .
Qz=<2n.o+(2<2n т/л) 2 Q/k)x k = 1
х sin(brm/T)cos (2k л z),(1)
где Qn.o — среднее за период тепловыделение, равное Qn.o “ Qnm/T; k — номер гармоники в ряду Фурье.
Для ограждения, имеющего поверхностный слой больше слоя резких колебаний, коэффициент теплоусвоения поверхности ограждения для первой осн. гармоники с периодом Т равен 8 VI (8 — коэффициент теплоусвоения материала') , а для периодов прочих гармоник с номерами к коэфф, теплоусвоения поверхности равен Sk V7 у%. Аргументы, определяющие опережение фазы тепловых потоков по отношению к фазе, темп-р, одинаковы и равны л /4. Исходя из физ. смысла коэфф, теплоусвоения поверхности, для получения гармонич. ряда колебаний темп-ры на поверхности т в, z ограждения, надо у каждой гармоники ряда (1) амплитуду колебаний разделить на 8 ЛИ, а нач. фазу уменьшить на л /4:
тВ2=тв.о+(2!2пО1/л8) 2 (1/кЛИ")4- к= 1
+ sm(htm/T) cos (2Ъг2/7-л/4).
где т в.о — средняя за период темп-ра поверхности, к-рая определяется законами стационарного режима с учетом темп-ры за стенкой, считающаяся в данной задаче постоянной. Выполнив некоторые преобразования и введя обозначение■
Qz-U/л) 2 (1/кЛс ){sin[n k(2z+m)/ к = 1
Т —л/4] —sin [л k(2z —тУ/Т—л /4]} , А.М. Шкловер получил выражение:
т b,z - г в.о + Qum/S Q z. (2)
Величина Я z зависит только от относит, продолжительности теплоподачи т/Т и относит, момента времени z/7, поэтому для разных значений т/Т и z/T они рассчитаны и приведены в виде таблиц или графиков. Макс, темп-ра т в соответствует окончанию подачи теплоты, а миним. — началу теплоподачи. Полный размах темп-ры поверхности в течение
периода равен:
Тв™ - Твтт -!2п№тах _ Q иип^^ где Я тах и Я тт — макс, и миним. коэфф. прерывистости.
Ф-ла (2) удобна для расчета усредн. темп-ры внутр, поверхностей ограждений т ос,п при П.т. в помещение. При этом допускается нек-рая погрешность принятым допущением о достаточно толстых поверхностных слоях на внутр, стороне всех стенок с одинаковым коэфф, теплоусвоения 8. Вместо 8 в ф-лу (2) вводят показатель теплоусвоения помещения Уп
Toc.nz” Тос.п.о+0 пМЯг/Уп, где Уп — МОДУЛЬ показателя теплоусвоения помещения.
При расчете нестационарного теплового режима помещения П.т. считают тепловыделения от разл. источников: технология. оборудования, людей, освещения и т.п. Для получения темп-рного режима помещения при совместном действии неск. прерывистых источников для каждой составляющей отдельно рассчитывают соответствующие темп-рные изменения с последующим их сложением в отдельные моменты.
ПРИБОРНЫЙ УЗЕЛ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — совокупность конструктивных элементов для подведения теплоносителя в системе отопления, передачи определенного кол-ва теплоты в обогреваемое помещение и отведения отдавшего теплоту теплоносителя. П.у.с.о. состоит из теплопроводов — подводок к отопительным приборам или агрегатам.
Приборный узел системы отопления регулируемой вертикальной однотрубной системы водяного отопления
о— с проходным регулирующим краном; 6 —. регулирующим краном; 1 — подающая подводка; 2 — проходной регулирующий кран; 3 — отопительный прибор; 4 — замыкающий участок; 5 — обратная подводка; 6—трехходовой регулирующий кран: 7 — обходной участок
Приборный узел системы отопления
а— регулируемой двухтрубной системы водяного отопления; б — проточной вертикальной однотрубной системы водяного отопления; 1 — подающая подводка; 2 — кран двойного регулирования; 3 — отопительный прибор; 4 — обратная подводка
Приборный узел системы отопления регулируемой двухтрубной системы парового
отопления
й —- низкого давления; б — высокого давления; 1 —■ паровая подводка; 2 — паровой вентиль; 3 — отопительный прибор; 4 — конденсатная подводка; 5 — термостатический конденсатоотводчик
Различают нерегулируемый и регулируемый П.у.с.о. В первом теплопередача отопительного прибора или агрегата в помещение индивидуально количественно не регулируется. В регулируемый П.у.с.о: дополнительно включается либо регулирующая арматура на подводках, либо регулирующий воздушный клапан, входящий в конструкцию отопит, прибора (конвектора). Применяется след, регулирующая арматура: в однотрубной системе водяного отопления — проходной
регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают постоянно действующий замыкающий участок); трехходовой регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают обходной участок, используемый по мере отключения краном отопит, прибору) ; в двухтрубной системе водяного отопления — кран двойного регулирования, имеющий повышенное гидравлич. сопротивление; в двухтрубной системе парового отопления низкого давления — паровой вентиль на паровой подводке; в двухтрубной системе парового отопления высокого давления помимо парового вентиля на паровой подводке — термо- статич. конденсатоотводчик и вентиль на конденсатной подводке к прибору.
П.у.с.о. с конвектором, имеющим воздушный клапан в кожухе, — постоянно проточный "по теплоносителю", а теплоотдача прибора регулируется "по воздуху", т.е. путем изменения кол-ва протекающего и нагревающегося внутри конвектора воздуха. П.у.с.о. для применения в системах отопления зданий массового стр-ва унифицируются по диаметру (напр., Dy ~ 20) и длине подводок (напр., 370 мм). Унифициров. П.у.с.о. с короткими подводками (длиной до 500 мм каждая) устанавливается без уклона труб.
ПРИБОРЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ОТОПЛЕНИЯ — децетрализов. нагреватели (доводчики) и вентиляторное конвекторы, обеспечивающие наряду с отоплением вентиляцию помещений, а также возможность регулирования теплоотдачи отопительного прибора в широких пределах в зависимости от резко меняющихся метеорология. условий.
Децентрализов. нагреватели устанавливают в системах воздушного отопления с центральной приточной камерой, обеспечивающей подачу чистого увлажн. воздуха темп-рой 8—10°С. Необходимую темп-ру воздуха, подаваемого П.д.о. для отопления помещения, можно обеспечить, пропуская ту или иную его часть через теплообменный аппарат или обводной канал прибора. Вентиляторный конвектор оборудован вентиляторным агрегатом, теплообменником, фильтром, воздухозаборным устройством и в нек-рых случаях увлажнителем. Вентиляторный конвектор с диаметральным вентилятором предназначен для работы в осн. в режиме вынужденной конвекции в системах отопления —- вентиляции малоэтажных зданий. В нем отсутствует увлажнитель и теплообменник первого подогрева. Для работы в более жестких условиях эксплуатации (напр., в сев. р-нах) используют вентиляторный конвектор. Он дополнен утепл. клапаном в воздухозаборном канале, теплообменником первого подогрева и увлажнителем испарит, типа. Осн. тепло
обменник рассчитан на- работу в режиме конвекции как вынужденной, так и свободной в системах отопления малоэтажных и многоэтажных зданий. Изготовляют также вентиляторные конвекторы для? работы только в рециркуляц. режиме. Меняя частоту вращения ротора встроенного вентилятора или отключая его и переходя на работу в режиме свободной конвекции, можно широко изменять условия отопления и вентиляции, обеспечивая тем самым наиболее благоприятный микроклимат помещения. Децентрализ. нагреватели и вентиляторные конвекторы предусмотрены как для встраивания в строит, конструкции, так и для установки в отапливаемом помещении (обычно шкафного типа) под подоконником, на стене или под потолком.
Теплоноситель темп-рой до 150°С и избыточным давлением до 1 МПа подводится к П.д.о. обычно по бифйлярной (двухпоточной) системе отопления. П.д.о. изготовляют полной строит, готовности. Часто вентиляторные конвекторы комплектуют тепловым насосом, устанавливаемым снаружи помещения. В этом случае в качестве теплоносителя используют антифриз, растворы солей, гликоли.
ПРИБОРЫ САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ — приборы, устанавливаемые в сан.-бытовых помещениях для осуществления гигиенич. и хоз.-бытовых процедур. К ним относятся: мойки кухонные, ванны купальные, поддоны душевые, умывальники, унитазы, чаши туалетные, писсуары, бачки и краны смывные. П.с.-т. изготовляют из коррозионностойких, долговечных материалов: эмалиров. чугуна и стали, нержавеющей стали, керамики, пластмассы, полимербетона, латуни с гальванич. защитно-декоративным покрытием и др. В общем случае приборы состоят из водоразборной арматуры, присоединяемой к системе холодного и горячего водопровода, чаши, водосливной арматуры (выпуск с сифоном и переливом), присоединяемой к канализационной сети, и элементов крепления. В водосливной арматуре обязательно предусматривают гидравлич. затвор (водяная пробка) высотой 55—60 мм, предотвращающей проникновение ка- нализац. газов в помещение, где установлены П.с.-т.
ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ в теплофизике — принцип наложения темп-рных волей, возбуждаемых в теле тепловыми возмущениями на, его границах и (или) внутр, источниками. Результирующее темп-рное поле получают суммированием полей, создаваемых отд. воздействиями.
П.с. позволяет получать решения сложных задач теплопередачи
336 Присоединение газопроводов к действующим сетам
стационарной и нестационарной путем их разложения на более простые с последующим сложением частных результатов. При этом необходимо, чтобы условия однозначности простых задач (начальное и граничное условия, интенсивность внутр, источников) в сумме соответствовали условиям исходной задачи. Обязательное условие применимости П.с. — линейность уравнения теплопроводности и условий однозначности. Линейность нарушается, если к.-л. параметры процесса существенно зависят от темп-ры. В частности, П.с. не применим, если функцией темп-ры являются теплофизические характеристики материалов, интенсивность внутр. и поверхностных источников, коэфф, теплообмена на границах. Его также нельзя применять, когда действующие факторы взаимосвязаны или результат действия каждого из них, взятого в отдельности, не является линейным. Для большинства теплофизических задач эти ограничения не имеют значения или сказываются несущественно, что способствует широкому использованию П.с. в инж. практике.
ПРИСОЕДИНЕНИЕ ГАЗОПРОВОДОВ К ДЕЙСТВУЮЩИМ СЕТЯМ — совокупность газоопасных работ и организац.-технич. мероприятий. Для П.г.д.с. в каждом конкретном случае разрабатывают план организации и произ-ва работ, к-рый включает: изучение исполнит.-технич. документации, пред- ставл. строит, организацией; обоснование способа присоединения и последовательность проведения работ; порядок отключения р-на от подачи газа или снижения давления газа в сети; последовательность проведения врезки газопровода; порядок продувки газопровода и ввода в эксплуатацию вновь присоединенного газопровода; потребность в механизмах, приспособлениях, материалах, инструментах, средствах индивид, защиты и пожаротушения; технику безопасности при выполнении работ; подбор и инструкцию бригады; систему оповещения населения и потребителей о времени проведения работ и прекращении подачи газа или снижения давления газа в сети.
. Применяют след, способы П.г.д.с.: низкого давления — без снижения давления газа; низкого, среднего или высокого давлений — со снижением давления газа до 400.— 1000 Па; среднего и высокого давлений — с помощью спец, устройств, не требующих снижения давления газа. Врезка в действующие газопроводы без снижения давления в них допускается только при условии применения спец, приспособления, исключающего выход газа наружу. Врезка может быть выполнена разными способами. Торцевое приспособление (с помощью надвижной муфты)
применяют при снижении давления газа до 400 Па, когда новый газопровод является продолжением действующего или когда необходимо соединить два участка действующих газопроводов. Надвижную муфту изготовляют разъемной из двух частей диаметром на 15 — 20 мм больше наружного диаметра соединяемых труб. На присоединяемом газопроводе сваривают надвижную муфту, затем сначала на присоединяемом, а потом на действующем газопроводах обрезают торцы труб вместе с заглушками и немедленно надвигают муфту на действующий газопровод на длину не менее 70 мм. Зазоры между трубой и муфтой уплотняют, концы муфты подвальцовывают и приваривают к трубе внахлест. Тавровое присоединение (с помощью козырька) используют для отвода газопровода диаметром 50 — 800 мм под прямым углом в одной плоскости сдей- ствующим газопроводом. Телескопии, способ П.г.д.с. применяют для отвода газопровода диаметром 50 — 200 мм под углом 90° в одной плоскости с действующим. Предварительно изготовляют два соединит. патрубка: первый диаметром на 15 — 20 мм больше наружного диаметра присоединяемого газопровода и длиной 800 мм, второй — диаметром на 15 — 20 мм больше наружного диаметра первого патрубка и длиной 100 — 150 мм. Первый патрубок надвигают на присоединяемый газопровод, второй приваривают к действующему газопроводу так, чтобы их оси совпали. Внутри патрубка в стенке действующего газопровода вырезают окно, размер к-рого соответствует диаметру присоединяемого газопровода. Вырезанное окно извлекают и вдвигают первый патрубок во второй, а зазоры между трубами заделывают асбестом. После удаления воздуха из узла присоединения концы первого патрубка подвальцовывают и приваривают. Работы по П.г.д.с. без перерыва подачи газа выполняют в противогазах. Газопроводы среднего и высокого давления к действующим сетям присоединяют, снижая или не снижая давление в них. После снижения давления газа присоединение осуществляется названными способами. Недостаток их — перерыв в подаче газа потребителям, получающим его от участка, на к-ром было произведено снижение давления.
Новый газопровод к действующему можно присоединить без снижения давления газа — через задвижку или с использованием приспособления ПВГМ. В случае П.г.д.с. через задвижку к действующему газопроводу приваривают муфту и патрубок с фланцем, к к-рому крепится задвижка со спец, камерой. К муфте присоединяют штангу с чашечной фрезой и с ее помощью высверливают отверстие в трубе. Вырезанную стенку трубы и фрезу с помощью штанги поднимают в камеру, а
задвижку закрывают, после чего снимают приспособление и к фланцу задвижки присоединяют газопровод. Недостатки этого способа — необходимость установки задвижки на очень близком расстоянии от осн. газопровода, что усложняет эксплуатацию. Эти недостатки отсутствуют при П.г.д.с. с использованием приспособления ПВГМ, предназнач. для врезки в газопроводы низкого, среднего и высокого давлений наружным диаметром 168 — 529 мм с устройством отверстий в стенке действующего газопровода диаметрами 80 и 140 мм. Этот способ заключается в том, что к действующему газопроводу приваривают соединит. патрубок, диаметр к-рого равен диаметру присоединяемого газопровода. Внутри соединит. патрубка к стенке трубы приваривают втулку. В нее вворачивают шпильку, навинчивают шток с закрепл. фрезой, заливают машинное масло в патрубок до уровня, превышающего верх трубы действующего газопровода на 2 — 3 мм и на фланец соединит, патрубка устанавливают корпус приспособлением ПВГМ с приводом фрезы. С ее помощью вырезают отверстие в трубе, поднимают фрезу с вырез, частью газопровода. С приспособления снимают привод и шток с фрезой, к-рые заменяют резьбовой пробкой со штоком, и всю систему устанавливают на прежнее место. Затем открывают газ и заворачивают резьбовую пробку в соединит, патрубок, снимают устройство и по всему периметру обваривают пробку. В заключение проверяют качество сварных соединений и плотность мыльной эмульсией, наносят весьма усил. изоляцию на газопровод и узел врезки, оформляют исполнит, документацию и засыпают котлован.
ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА — комплекс оборудования для обработки и нагнетания в помещение наружного вентиляц. воздуха. П.в.у. выполняют по разл. технологии, и конструктивным. схемам, обеспечивающим требуемые параметры воздуха. В состав П.в.у. кроме вентилятора, может входить оборудование для очистки, подогрева и увлажнения воздуха, а также система шумоглушения. Обычно П.в.у. разме-
Приточная установка
I— утепленный клапан; 2 — фильтр; 3, 5 — калориферы первого и второго подогрева; 4 — оросит, камера; 6 — вентиляц. установка
щают в отд. камере. Для уменьшения шума и вибрации от работающего оборудо - вания предусматривают спец, мероприятия: вентилятор с помощью гибких вставок соединяют с воздуховодами и устанавливают на виброосновании; осуществляют звукоизоляцию ограждений приточной камеры, к-рая располагается, как правило, в подвальной части здания, и т.д. П.в.у. вместе с сетью подсоедин. к ней воздуховодов составляет приточную вентиляционную систему
ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — поток воздуха, образов, принудит, истечением его из отверстия. Назначение П.с. — распределение приточного воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения.
Активное изучение струйных потоков началось с первого десятилетия нашего века. Известны работы Л. Прандтля, В. Толмина, Г. Рейхарта, Г. Гертлера, Т. Шлихтинга, В.В. Батурина, Г,Н. Абрамовича, И.А. Шепелева, В.А. Бахарева, В.Н. Талиева, М.И. Гримитлина, В.Н. Посохина, А.Т. Сычева и ми. др.
В П.с. часть кинетич. энергии воздуха переходит в энергию турбулентного движения, поэтому кинетич. энергия по длине струи быстро уменьшается, а степень турбулентности растет. Параллельно развивается процесс диссипации турбулентной энергии и переход ее в тепловую, что связано с формированием мелкомасштабных турбулентных вихрей, в к-рых и происходит диссипация. Это приводит к вырождению турбулентности П.с. по ходу движения. Следствие турбулентного характера движения воздуха в П.с. — четко проявляющаяся перемежаемость (результат ■ прохода отд. крупномасштабных вихрей), а также пост, изменение по времени скорости и направления движения воздуха в любой точке П.с. Закономерности, применяемые для расчета П.с., описывают осредн. (по времени) движение.
В П.с. скорость постулат, движения
Схема струи и изменение некоторых ее характеристик по длинеСхема струи и изменение некоторых ее характеристик по длинеа — кинетич. энергия потока перемещающегося воздуха; б — энергия турбулентных пульсаций; в — осевая скорость струиа — кинетич. энергия потока перемещающегося воздуха; б — энергия турбулентных пульсаций; в — осевая скорость струи
Схема струи и изменение некоторых ее характеристик по длине
Схема струи и изменение некоторых ее характеристик по длине
а — кинетич. энергия потока перемещающегося воздуха; б — энергия турбулентных пульсаций; в — осевая скорость струи
а — кинетич. энергия потока перемещающегося воздуха; б — энергия турбулентных пульсаций; в — осевая скорость струи
Схема потоков, подтекающих к развивающейся
аиб—комнатная и плоская из патрубков, располож. в свободном пространстве; в и г — то же, из патрубков, выходное сечение — совпадает с ограничивающей пространство плоскостью; го — нач. скорость,/о и io — соответственно площадь сечения й ширина щели '
(осредн. скорость) значительно превышает поперечную скорость движения. Особенность П.с. в том, что в месте входа ее в обслуживаемую или рабочую зону помещения скорость постулат, .движения ограничивается допустимым уровнем (очень малое значение). Поэтому на участке П.с. в пределах этой зоны значения постулат, скордсти сопоставимы с пуль- сац. скоростями (v = и1=* v 1 « щ1 ). В пределах П.с. избыточное статич. давление равно нулю. Исключение представляют П.с., развивающиеся в стесненных условиях. Затухание скорости по длине П.с. зависит от условий истечения из приточного отверстия или насадка. На схеме показано изменение осевой скорости по длине П.с. Движение воздуха вне П.с. близко к потенциальному.
П.с. классифицируют по следующим признакам: по направлению движения окружающего воздуха: в спутном потоке — при совпадении направления движения воздуха; во встречном потоке — при встречном направлении движения воздуха; затопленная — при неподвижном окружающем воздухе; п о взаимодействию с ограждениями помещения: свободная — если ограждения не влияют на развитие струйного течения; полуограниченная — если струя настилается на плоскость ограж
дения; стесненная — если ограждения тормозят развитие струи, деформируют поля скоростей; по н а п р а в л е н и ю вектора скорости воздуха из отверстия (насадка, плафона): сосредоточенная — векторы скорости воздуха во всех точках нач. сечения параллельны; веерная или коническая — векторы скорости воздуха в нач. сечении направлены под углом один к др. и расходятся; закрученная — векторы скорости воздуха в нач. сечении имеют тангенц. составляющую нормаль к радиусу поперечного сечения; по форме сечения выпускного отверстия: компактная — выходящая из отверстий, сечение к-рых имеет форму круга, квадрата или близкого к квадрату прямоугольника; прямоугольная — выходящая из отверстия прямоугольной формы с соотношением сторондо 1:30; плоская — выходящая из щели или из отверстия прямоугольной формы с соотношением сторон 1:30 и более; по с о о т и ошению п л от н о с т и воздуха в помещении и подаваемого из отверстия (насадка, плафона): изотермическая — при равной плотности (темп-ре) подаваемого и окружающего воздуха; слабонеизотермическая — при близкой, но не равной плотности (темп-ре) подаваемого и окружающего воздуха; неизотермическая — при большой разнице плотности (темп- ры) подаваемого и окружающего воздуха. См. также: Веерная приточная струя, Закрученная приточная струя, Изотермическая приточная струя, Компактная приточная струя, Неизотермическая приточная струя, Плоская приточная струя, Полуограниченная приточная струя, Свободная приточная струя, Слабонеизотермическая приточная струя, Сосредоточенная приточная струя, Стесненная притопни струя.
ПРОВОДИМОСТЬ ЭЛЕМЕНТА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — расход теплоносителя в элементе системы водяного отопления при потере давления в нем 1. Па. Измеряется в кг/(с*Па0,5), или кг/ (ч-Па0,5). Используется в одном из способов гидравлического расчета систем отопления однотрубных и бифилярных для определения действит. расходов теплоносителя в параллельносоедин.элементах —- участках, стояках, ветвях, частях системы. П.э.с.о. (о ) связана с характеристикой гидравлического сопротивления (S) зависимостью о ” S"0,5. Распределение общего потока теплоносителя по элементам, составляющим узел системы отопления, находится исходя из условия, что общая П.э.с.о. узла параллельно соедин. элементов равняется сумме проводимостей элементов, составляющих узел: <7 у3 - 2 <;;. На этом основании устанавливается затекание воды в
338 Продольный профиль тепловой сети
испарение, обычно ути.испарение, обычно ути.разработка, ог мощность сист лоносителя, i отопления, et диаметры те отопительных оборудования,с данные для П.с назначение, пла рукции здания режим эксплуа положение зда: климатология mi из расчета теплразработка, ог мощность сист лоносителя, i отопления, et диаметры те отопительных оборудования,с данные для П.с назначение, пла рукции здания режим эксплуа положение зда: климатология mi из расчета теплотопления. В п но-пояснит. зап материалов и об Расчет теш с выбора расчет ры и влажност! Затем определи! редачи и i проницания с теплопотери п ющие конструк вание инфильт{ духа и поступав ных материале! изделий, одеж, теплоты в поме1 ступлений в ни оборудования,э щения, нагреть теплоты прииим ку (мощность) чение расчетног чего периодов cjСистему от ветствии с исто видом и пара видом и типом 1 Устанавливают принципы ynpaiотопления. В п но-пояснит. зап материалов и об Расчет теш с выбора расчет ры и влажност! Затем определи! редачи и i проницания с теплопотери п ющие конструк вание инфильт{ духа и поступав ных материале! изделий, одеж, теплоты в поме1 ступлений в ни оборудования,э щения, нагреть теплоты прииим ку (мощность) чение расчетног чего периодов cjСистему от ветствии с исто видом и пара видом и типом 1 Устанавливают принципы ynpaiначинаютсразм теплопроводов, Система раздел: части пост, и пе[ отд. отключения ляют схемы труб пункта и систе: метрич. проекщ нагрузок, номе системы * отоначинаютсразм теплопроводов, Система раздел: части пост, и пе[ отд. отключения ляют схемы труб пункта и систе: метрич. проекщ нагрузок, номе системы * оторовода.ровода.мы отопления темп-ры, давмы отопления темп-ры, дав
испарение, обычно ути.
испарение, обычно ути.
разработка, ог мощность сист лоносителя, i отопления, et диаметры те отопительных оборудования,с данные для П.с назначение, пла рукции здания режим эксплуа положение зда: климатология mi из расчета тепл
разработка, ог мощность сист лоносителя, i отопления, et диаметры те отопительных оборудования,с данные для П.с назначение, пла рукции здания режим эксплуа положение зда: климатология mi из расчета тепл
отопления. В п но-пояснит. зап материалов и об Расчет теш с выбора расчет ры и влажност! Затем определи! редачи и i проницания с теплопотери п ющие конструк вание инфильт{ духа и поступав ных материале! изделий, одеж, теплоты в поме1 ступлений в ни оборудования,э щения, нагреть теплоты прииим ку (мощность) чение расчетног чего периодов cj
Систему от ветствии с исто видом и пара видом и типом 1 Устанавливают принципы ynpai
отопления. В п но-пояснит. зап материалов и об Расчет теш с выбора расчет ры и влажност! Затем определи! редачи и i проницания с теплопотери п ющие конструк вание инфильт{ духа и поступав ных материале! изделий, одеж, теплоты в поме1 ступлений в ни оборудования,э щения, нагреть теплоты прииим ку (мощность) чение расчетног чего периодов cj
Систему от ветствии с исто видом и пара видом и типом 1 Устанавливают принципы ynpai
начинаютсразм теплопроводов, Система раздел: части пост, и пе[ отд. отключения ляют схемы труб пункта и систе: метрич. проекщ нагрузок, номе системы * ото
начинаютсразм теплопроводов, Система раздел: части пост, и пе[ отд. отключения ляют схемы труб пункта и систе: метрич. проекщ нагрузок, номе системы * ото
ровода.
ровода.
мы отопления темп-ры, дав
мы отопления темп-ры, дав
один из элементов узла как отношение проводимости этого элемента (щ ) к общей проводимости узла: щ/оуз, что равносильно (без учета различия в естеств. циркуляр. давлениях) отношению Gi/Ообщ, из к-рого определяются расходы воды сначала в первом (Gi), а затем в остальных элементах узла.
ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ — вертик. разрез по оси подземной трассы тепловой сети. Строится на основе натурной съемки и проекта вертик. планировки (организации рельефа) местности. Исходя из ее условий и допустимых норм заглубления теплопроводов от поверхности земли для проектируемой трассы прорабатывают неск. вариантов профиля прокладки. К исполнению принимают вариант с макс, приближением продольного профиля к прямой линии с уклоном ее к горизонту. При построении П.п.т.с. на горизонт, ось наносят развернутый (линейный) план трассы с ответвлениями, углами поворота, неподвижными опорами теплопровода, компенсаторами и камерами обслуживания. На П.п.т.с. наносят планировочные и черные отметки земли, уровень стояния грунтовых вод, существующие и проектируемые коммуникации и сооружения с указанием их отметок, уклоны участков тепловых сетей. Уклоны принимают не менее 0,002 независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки, за исключением отд. участков: при пересечениях коммуникаций, прокладке по мостам и т.п., где допускается прокладка без уклона. Если теплопроводы проектируют с дренажами, их также отражают на П.п.т.с.
ПРОДУВКА КОТЛА — удаление загрязняющих примесей из пароводяного тракта котлоагрегата. Различают непрерывную П.к. — пост, вывод растворимых примесей из мест с наиболее высоким со- лесодержанием котловой воды (до смешения ее с подпиточной) из верхнего барабана (солевых отсеков — в схемах со ступенчатым испарением), и периодическую (шламовую) П.к. — удаление не чаще 1 раза в смену нерастворимых примесей с частью котловой воды из нижних коллекторов (или нижних барабанов) циркуляр. контура котла. Величина П.к. должна быть такой, чтобы кол-во солей, вносимых (с подпиточной водой) и выносимых из котла (насыщенным паром и продувочной водой), было равно. Для уменьшения П.к. необходимо снизить содержание солей и кремния в подпиточной воде, увеличив солесодер- жание котловой воды. Важнейшей мерой, позволяющей повысить солесодержание котловой воды, является ступенчатое
испарение. Теплоту продувочной воды обычно утилизируют.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ — разработка, определяющая тепловую мощность системы отопления, вид теплоносителя, конструкцию системы отопления, ее теплового пункта, диаметры теплопроводов, размеры отопительных приборов,' параметры оборудования, стоимость и др. Исходные данные для П.с.ц.о.: источник теплоты; назначение, планировка и строит, конструкции здания; технология, проект и режим эксплуатации осн. помещений; положение здания на участке стр-ва; климатология местности. П.с.ц.о. состоит из расчета тепловой мощности, выбора, конструирования, теплового и гидравлического расчетов системы отопления. В проект включается расчет- но-пояснит. записка со спецификациями материалов и оборудования.
Расчет тепловой мощности начинают с выбора расчетных значений температуры и влажности воздуха в помещениях. Затем определяют коэффициент теплопередачи и коэффициент воздухо- проницания ограждений, вычисляют теплопотери помещений через отражающие конструкции, а также на нагревание инфильтрующегося холодной) воздуха и поступающих снаружи охлажден- ■ ных материалов, транспортных средств, изделий, одежды. Выявляют дефицит теплоты в помещениях с учетом теплопо- ступлений в них от людей, технология, оборудования, электрич. приборов и освещения, нагретых материалов. Дефицит теплоты принимаете^ за тепловую нагрузку (мощность) отопит, установки в течение расчетного часа рабочего и нерабочего периодов суток.
Систему отопления выбирают в соответствии с источником теплоснабжения, видом и параметрами -теплоносителя, видом и типом приборов и оборудования. Устанавливают режим действия и принципы управления работой системы.
Конструирование системы отопления начинают с размещения теплового пункта, теплопроводов, отопит, оборудования. Система разделяется на обособл. зоны и части пост, и периодич. действия с учетом отд. отключения и регулирования. Составляют схемы труб и оборудования теплового пункта и системы отопления в аксонометрия. проекции с-указанием тепловых нагрузок, номеров стояков {ветвей) системы * отопления, ее запорно- регулирующей арматуры, уклона теплопровода
Теплогидравлический расчет системы отопления заключается в определении темп-ры, давления и расхода теплоносителя, диаметра теплопроводов,
типоразмера оборудования. Тепловой и гидравлич. (или аэродинамич.) расчеты взаимно связаны, и для выявления необходимых параметров теплоносителя, размеров теплопроводов и оборудования они повторяются многократно с применением ЭВМ.
Расчетно-пояснит. записка составляется из общей части и расчетных материалов, относящихся к тепловому пункту и системе отопления, включая спецификации и смету расходов на сооружение системы. П.с.ц.о. завершается разработкой заглавного листа, на к-рый выносят основные показатели проекта.
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПОМЕЩЕНИЕ — замкнутое пространство в спец, предназнач. зданиях и сооружениях, в к-рых постоянно или периодически осуществляется трудовая деятельность людей, связанная с участием в разл. видах произ-ва, в организации контроля и управления произ-вом.
ПРОЛЕТНЫЙ ПАР — пар водяной, несконденсировавшийся в теплоиспользующем аппарате и частично прорвавшийся в- конденсатопровод. Неполная конденсация пара обычно происходит в отопительных приборах систем парового отопления высокого давления. Поэтому на конденсатных подводках отопительным приборам устанавливаются термо- статич. конденсатоотводчики.
ПРОМЫШЛЕННАЯ СИСТЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ — технический комплекс, состоящий из газовых сетей, газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), газопроводов и агрегатов, включая контрольно-измерительные приборы и трубопроводы безопасности. Комплекс обеспечивает транспортирование газа по пром, предприятию и распределение его по газовым горелкам агрегатов. По трубопроводам газ поступает на территорию предприятия через ввод, на к-ром вне предприятия устанавливают главное отключающее устройство. Газ от ввода к цехам транспортируют по межцеховым газопроводам, к-рые прокладывают надземным (по стенам и покрытиям зданий цехов, по колоннам и эстакадам) и подземным (по проездам пром, площадки) способами. Надземная прокладка имеет преимущества: исключается почвенная коррозия газопроводов; менее опасна утечка, т.к. вытекающий из трубопровода газ рассеивается в окружающей атмосфере; утечки легче обнаружить и устранить; облегчается эксплуатация. Кроме того, надземная прокладка более экономична. В конечных точках межцеховых газопроводов устанавливают продувочные трубопроводы, используемые при ремонтах и
пусках газопроводов. Межцеховые газопроводы выполняют тупиковыми разветвленными. На нач. участке межцехового газопровода устанавливают центральный ГРП, на к-ром снижается и поддерживается требуемое цехам предприятия пост, давление газа. В межцеховых газопроводах поддерживают среднее давление, в газопроводах мелких предприятий — низкое. Высокое давление обусловливается технологией пр-ва. В ГРП предусматривают пункт измерения расхода газа, с помощью к-рого контролируют потребление газа предприятием. Межцеховые газопроводы при технико-экономич. обосновании можно присоединять непосредственно (без ГРП) х гор. газопроводам среднего или высокого давления. В таком случае в каждом цехе устанавливают ГРУ, к-рая поддерживает необходимое давление перед газовыми горелками пром, агрегатов. Из межцеховых газопроводов по вводам газ поступает во внутрицеховые газопроводы, к-рые прокладывают по стенкам и колоннам в виде тупиковых линий. На их вводах устанавливают отключающие задвижки и манометр, а на ответвлениях к газовым горелкам агрегатов — гл. отключающие устройства. Перед горелками каждого агрегата последовательно устанавливают не
менее двух задвижек. Трубопровод между ними соединяют отводом с продувочной линией, к-рая выполняет роль линии безопасности. Если агрегат не работает, задвижки закрывают, а кран на продувочной линии открывают для сброса возможных протечек газа через арматуру в атмосферу. Давление во внутрицеховых газопроводах определяется давлением, необходимым для газовых горелок.
В зависимости от конкретных условий применяют след, схемы П.с.г: одноступенчатые, у к-рых вмеж- и внутрицеховых газопроводах поддерживается одинаковое давление — низкое или среднее. При низком давлении П.с.г. присоединяют к гор. сети непосредственно или через центр. ГРП, при среднем — через ГРП, т.к. среднее давление в пром, газопроводах определяется типом
применяемых горелок и не связано с давлением в гор. сетях. Такие схемы характерны для небольших предприятий; д в у х с т у и е н ч а т ы е схем ы, у к-рых в межцеховых и внутрицеховых газопроводах поддерживаются разл. давления, для чего в каждом цехе устанавливают ГРУ. В межцеховых газопроводах может поддерживаться гор. давление при непос- редств. присоединении или иное давление при присоединении через цент. ГРП. Такие схемы используют на предприятиях, к-рые оборудованы однотипными газогорелочными устройствами, но имеют протяж. межцеховые газопроводы; многоступенчатые схемы, у к-рых имеется неск. градаций давлений: одно- в межцеховых газопроводах и др. — во внутрицеховых. Такие схемы применяются на крупных пром, предприятиях. Например, при двухступенчатой схеме П.с.г. предприятие присоединено к гор. газопроводам высокого давления через заводской ГРП. На ответвлении от гор. газопровода к предприятию в колодце установлена отключающая задвижка с компенсатором. В ГРП давление газа снижается до среднего, необходимого для цехов № 2 и 4, к-рые присоединяются к межцеховому газопроводу
Схема газоснабжения предприятия с ГРП на вводе 1 — отключающее устройство на ответвлении к предприятию; 2 — ГРП предприятия; 3 — межцеховой газопровод; 4 — пункт измерения расхода газа (П ИРГ); 5 — отключающее устройство на вводе в цех; 6 — внутрицеховой газопровод; 7 — главные отключающие . устройства перед агрегатами; 8 — продувочный газопровод; 9 — штуцер с краном и пробкой для взятия пробы; 10 — кран на продувочном газопроводе; 11 — цеховая ГРУ
непосредственно без ГРУ . Газогорелочные устройства цехов № 1 и 3 работают на газе низкого давления, поэтому на вводах в эти цеха установлена ГРУ. Внутрицеховые газопроводы имеют продувочные линии. Потребление газа заводом измеряют расходомером, располож. в ГРП. При расчете диаметров газопроводов исходят из гидравлич. устойчивости сети, к-рая определяет диапазон колебания давления перед горелками агрегата, связ. с изменением расходов газа в сетях из-за перем, нагрузки агрегатор, присоедин. к газопроводам. Так, давление газа после ГРП — Рпл определяется допустимым диапазоном колебания его давления перед горелками цехов № 2 и 4, т.к. эти цеха не имеют дополнит. регулирующих устройств между горелками и ГРП. Диапазон колебаний давления составляет допустимый перепад
давлений, на к-рый рассчитаны межцехо- ui.se и внутрицеховые газопроводы цеха № 2 или 4. Давление газа после ГРУ для цехов № 1 и 3 определяется из допустимого колебания давления газа перед горелками этих цехов. Оставшаяся разность давлений гасится на клапанах регуляторов ГРУ. Расчетный перепад давлений в межцеховых газопроводах этой схемы оказывается небольшим, что приводит к увеличению диаметров труб. Но нек-рые цехи не имеют ГРУ, что снижает стоимость системы. Двухступенчатая схема экономически выгодна для предприятий с компактным расположением цехов и стабильным режимом работы газоиспользующих агрегатов. Учет потребления газа в цехе осуществляют с помощью расходомера.
ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ СИСТЕМАМ — ряд специфич. правил и 'мероприятий, к-рые должны выполняться при проектировании и эксплуатации вентиляционных систем с целью пожарной профилактики и уменьшения опасности взрыва и пожаров в помещениях. По взрывопожарной и пожарной опасности технологии, процессов помещения, в к- рых они осуществляются, несоответствии с нормами технологии, проектирования делят на 5 категорий: А и Б — взрывопожароопасные произ-ва и помещения; В —' пожароопасные; Г и Д — помещения, в к- рых находятся негорючие в-ва в горячем и холодном состояниях. Строит, материалы и конструкции, в т.ч. и воздуховоды, по степени возгорания разделяют на 3 группы: несгораемые, трудпосгораемые и сгораемые. Стальные, асбестоцементные, шлакобетонные, кирпичные и т.п. воздуховоды и ограждения вентиляц. камер1 относятся к группе несгораемых. В помещениях категорий А, Б и В всегда предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. При отсутствии естеств. вытяжки объем приточного воздуха принимают на 5—10% меньше объема мс- ханич. вытяжки. Независимо от принятой вентиляц. системы в этих помещениях устраивают вытяжку из верхней зоны в объеме не менее однократного воздухообмена. Вредные пожаро- и взрывоопасные пары и газы плотностью 0,8 и менее по отношению к плотности воздуха удаляются из верхней зоны одноэтажных помещений и верхних этажей многоэтажных зданий, как правило, за счет естеств. вытяжки. Ме- ханич. вытяжка (с вентиляторами) не допускается. Вытяжку от оборудования и аппаратов при выделении в них взрывоопасных паров и газов (напр., ацетилена, эфира и т.п.) осуществляют с эжекторным побуждением, как в случае выделения пожаро- и взрывоопасной пыли- В помещениях с выделением горючей или взры-
340 Прямоточная система кондиционирования воздуха
воопасной пыли, где это допустимо по условиям технология, процесса, наряду с аспирац. установками предусматривают гидрообеспыливание оборудования и увлажнение воздуха паром, а также стационарные или передвижные системы вакуумной пьугеуборки.
Не допускается объединение установок вентиляции и кондиционирования воздуха, обслуживающих помещения категорий А и В, между собой и тем более с установками,- обслуживающими помещения др. категорий. В многоэтажных производств, зданиях вытяжные установки в помещениях категорий А, Б и В устраивают самостоятельными для отд. помещений. Воздуховоды приточных установок в этом случае выполняют для каждого этажа. Допускается объединение приточных воздуховодов отд. ■ этажей в одну магистраль перед вентилятором при наличии в ответвлениях к каждому этажу автоматич, обратных клапанов и размещении вентиляторов в вентиляц. камерах. Запрещается объединять местные отсосы от технология, оборудования в одну вытяжную установку, если в отсасываемом воздухе содержатся газы, пары, и пыль, хим. соединения или механич. смеси к-рых имеют повышенную темп-ру и могут вызвать вспышку, возгорание или взрыв (напр., смесь пыли карбида кальция с водяными парами), а также в-ва, к-рые могут вступать во взаимодействие и образовывать взрывоопасную смесь (напр., хлор и аммиак).
В тамбуры-шлюзы помещений категории А, Б и В предусматривают подачу наружного воздуха, как правило, отд. системами с резервными вентиляторами. Допускается использование для этих целей приточных систем, обслуживающих защищаемые данным тамбуром-шлюзом помещения категории А, Б или Д, если предусмотрен резервный вентилятор, обеспечивающий необходимый для тамбура-шлюза воздухообмен, и автоматич, отключение притока в помещения категории Аи Б при возникновении аварийной ситуации. Для приямков глубиной более 0,5 м и смотровых канав, требующих ежедневного обслуживания, располож. в помещениях категорий А и Б или в помещениях, в к-рых выделяются вредные газы, пары или аэрозоли с плотностью, большей плотности воздуха, предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию или только вытяжную вентиляционную установку с искусств, побуждением движения воздуха. Вытяжные установки, обслуживающие местные отсосы в помещениях категорий А и Б, должны быть по возможности сблокированы с технологии, оборудованием, чтобы исключить его работу при выключ. вентиляторе. Если при остановке вентилятора технологии, оборудование остановить нельзя, а выде
ление вредных или горючих газов, паров и аэрозолей не прекращается, то предусматривают резервный вентилятор. В производств, помещениях категорий А и Б, в к-рых возможно внезапное выделение большого кол-ва взрывоопасных и ядовитых паров и газов, устраивают аварийную вытяжную вентиляцию. Расход воздуха для нее принимают по требованиям технологии, части проекта, но не менее 8-кратного обмена. Аварийную вентиляцию в помещениях категорий А и Б осуществляют с искусств, побуждением, а в помещениях категорий В, Г и Д — с естеств. при условии обеспечения требуемого расхода воздуха. Для аварийной вытяжной вентиляции могут использоваться: осн. систем^ вытяжной общеобменной вентиляции с резервными вентиляторами на аварийный расход воздуха; системы аварийной вытяжной вентиляции в дополнение к осн., если расход воздуха последних с резервными вентиляторами недостаточен; только системы аварийной вентиляции. Для возмещения расхода воздуха, удаляемого аварийной вентиляцией, спец, приточных систем не требуется. Для эвакуации людей из помещений в нач. стадии возникшего пожара предусматривают противодымную аварийную вентиляцию, удаляющую дым при пожаре. Противодымная вытяжная вентиляция осуществляется: из коридоров и холлов всех этажей жилых, обществ., административно-бытовых и производств, зданий высотой более 30 м от средней планировочной отметки земли до чистого пола верхнего этажа; из каждого производств, и складского помещения относящегося к категориям А, Б, и В, с пост, рабочими местами без естеств. освещения; в одноэтажных зданиях с помещениями категорий Г и Д IVa степени огнестойкости. Расчетный расход дыма в зависимости от конструкции дверей эва- куац. выходов из помещений принимают таким, чтобы в дверных проемах скорость поступающего в горящее помещение воздуха составляла 4—5 м/с. В помещениях, площадь к-рых более 600 м2, весь расчетный объем дыма должен быть удален из части помещения, назв. дымовой зоной. В каждой дымовой зоне размещают дымовые клапаны на расстоянии один от др. не более 30 м. Противодымная вентиляция может быть с искусств, и естеств. побуждением движения отсасываемого дыма. При искусств, побуждении скорость дыма в дымовых клапанах и шахтах принимают не менее 20 м/с: при естеств. — по расчету. Для удаления дыма и газов допускается использование системы аварийной и осн. вентиляции. Приточную противодымную вентиляцию предусматривают для подачи наружного воздуха при пожаре в лифтовые шахты, незадымляемые лестничные клетки, тамбуры-шлюзы перед лест
ничными клетками и лифтовые шахты обществ, и производств, зданий. Расход наружного воздуха для противодымной и приточной вентиляции определяют расчетом по условию, чтобы давление в защищаемых помещениях было не менее 20 Па.
ПРЯМОТОЧНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — система, работающая только на наружном воздухе. Кол-во его можно определить исходя из сан. нормы или условия ассимиляции тепловлагоизбытков. В последнем случае в определ. периоды года кол-во воздуха оказывается избыточным и его уменьшение до требуемого по сан. норме обеспечивается за счет количеств, регулирования. Снижение расхода воздуха, возможное, как правило, в холодное время года, позволяет экономить тепловую и электрич. энергию. Др. способ снижения энергопотребления прямоточной системой состоит в периодич. ее работе (с перерывами на определ. время).
ПУЛЬПОНАСОС — насосный агрегат для перемещения под напором пульпы по трубопроводу. В зависимости от перемещаемого материала П. наз. также углесосом, шламовым насосом, рудососом, землесосом и т.д.
ПУЛЬПОПРОВОД — трубопровод для перемещения (под давлением) пульпы (в частности, смеси золы, шлака топливного с водой). В зависимости от перемещаемого материала П. наз. также углепроводом (смесь угля с водой), золоп- роводом и т.д. Диаметр пром. П. — 200— 800 мм, протяженность — до десятков км.
ПУНКТ СБРОСА ОТРАБОТАВШЕЙ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ВОДЫ — место подготовки использ. -геотермальной воды перед ее сбросом в водоем с целью предотвращения ущерба окружающей среде. На П.с.о.г.в. устанавливают оборудование для прсдсбросной водоподготовки и контрольно-измерит. аппаратуру.
ПЫЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ — процесс образования и распространения пыли в помещении. Образовавшаяся и поступившая в помещение пыль частично витает, значит, ее часть, диффундируя и коагулируя, оседает на поверхности, незначит. — удаляется с вентиляц. воздухом. Процессу оседания может мешать или, напротив, способствовать схема распределения вентиляц. воздуха. В ряде помещений распространение пыли в значит, мере обусловливается конвективными потоками. Пыль, осевшая на поверхностях, а также просыпи материалов (в пром, зданиях) в результате воздействия воздушных течений,
вибрации поверхностей, движения транспорта и людей могут вновь переходить во взвеш. состояние. Осн. причина пылеоб- разований —• неправильное распределение вентиляц. воздуха, т.е. сдувание осевшей пыли приточными струями. Пылевая обстановка в помещении определяется взвеш. и осадочной запыленностью. Одно из математич. описаний динамики пылеобмена в помещении предложено Е.А. Штокманом, др. теоретич. модели сосредоточ. и распредел. выделения пыли по объему помещения приведены в работах В.А. Минко.
Процесс распространения пыли в помещении определяется скоростью местных вихрей и крупномасштабных пульсаций, сопоставимой с осредн. скоростью осн. движения. Можно допустить, что их влияние турбулентности на процесс взвешивания и переноса частиц пыли является доминирующим. По характеру уноса под воздействием воздушных течений пром, пыли классифицируют на аэрозирующиеся и денудирующиеся. Первые из грубодисперсных, несли- пающихся, малослипающихся, твердых и гидрофобных частиц уносятся отд. частицами; вторые состоят из тонкодисперсных, слипающихся, сильно- слипающихся, пластичных и гидрофильных частиц и отрываются на границе слой — стенка агрегатами частиц, частями слоя или слоем как одно целое. Эрозия зависит от времени воздействия потока на слой пыли и возможна при большом диапазоне значений скорости потока, начиная с «эр, при к-рых уносятся только отд. частицы, и кончая скоростью иОч, обеспечивающей унос всего слоя за опре- дел. промежуток времени. Адгезионный унос (денудация) происходит в течение очень малого промежутка времени (тОч 0,5 с) при скоростях потока, начиная с т.н. скорости денудации иа, обусловливающей отрыв слоя, и выше. Зависимость величины уноса эрозирующей пыли из слоя пыли неогранич. толщины от ыСр носит экспоненц. характер. Общеобменная вентиляция не дает заметного эффекта по удалению витающей пыли из помещения. Однако, ’ как показывает анализ математич. модели пылевого состояния помещения, процесс распространения пыли в значит, мере обусловливается расходом и особенно способом распределения приточного воздуха. При миним. расходе воздуха и соответствующей организации воздухообмена наблюдаются естеств. осаждение витающих частиц и сокращение вторичных пылеобразований за счет предотвращения сдувания осевшей пыли вентиляц. струями. Т.о., вторичные пылеобразования в рабочей зоне при правильной организации воздухообмена объясняются лишь вибрациями поверхностей, движением транспорта и людей. Но
пылеосаждения наблюдаются и на поверхностях, располож. выше рабочей зоны. В этом случае нач. скорости воздуха на выходе из воздухораспределителей должны обусловливать скорости над запыл. поверхностями ниже критич. для вторичного пылеобразова ния.
Для борьбы с пылью, поступившей в помещение, целесообразно применять вакуумную пылеуборку. Могут использоваться местные и центральные пылеуборочные установки. Для предотвращения поступления пыли в производств, помещения подавляют источники пыли, а также применяют системы или установки гидро-, пено-, пара- или электрообеспыливания оборудования.
ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА — устройство, в к-ром используется
Основные конструкции пылеосадительных ка-Основные конструкции пылеосадительных ка-в — полая; б — с горизонт, полками; виг — с вертик. перегородками; 1 — корпус; 2 — бункер; 3 — устройство для удаления пыли;4— полки; 5—перегородки
Основные конструкции пылеосадительных ка-
Основные конструкции пылеосадительных ка-
эффект гравитац. осаждения частиц. Иногда для повышения эффективности улавливания гравитац. эффект совмещают с инерц. (используют резкое изменение направления и значения скорости). Камеры обычно применяют для улавливания крупных фракций пыли. Отличаются громоздкостью и низкой эффективностью улавливания.
ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЕ' ТОПЛИВА — измельчение и сушка твердого топлива для сжигания в камерных топках. Крупность частиц топлива после размола определяется ситовым анализом и колеблется от 1 до 500 мкм (более тонко размалывают» угли, бедные летучими в- вами, напр., антрацит1). При П.т. из
топлива с помощью щепоуловителя, выполи. в виде гребенки, улавливают дерев, включения, а с помощью электромагнитов, установи. в конце конвейеров, — металл, к-рый с магнитного сепаратора попадает в бункер. Очищ. от щепы и металла топливо поступает на грохот, а затем крупные фракции топлива после предварит, дробления в дробилках до кусков размером не более 15 мм окончат, измельчают в мельницах. По тракту систем П.т. для всех углей, за исключением антрацитов и полуантрацитов, расположены взрывные клапаны. Осн. элементами систем пылеприготовления кроме грохота, дробилок, мельниц и конвейеров являются сепараторы пыли, пылевые циклоны, питатели пыли для подачи угля или угольной пыли, пылепро- воды, бункеры. Размол топлива в
большинстве случаев совмещают с его подсушкой в единой сушильно-мельничной системе. Различают замкнутые и разомкнутые схемы сушки. В первых отработ. сушильный агент (воздух или дымовые газы) сбрасывают в топку, во вторых — в атмосферу. Индивид. сушильномельничные системы обеспечивают топливом отд. котлоагрегаты, получая от них сушильный агент. При центр, системе П.т. топливо для группы котлоагрегатов подготовляют на спец, пылезаводе. Наибольшее распространение получили замкнутые индивид, системы П.т. с пылевым бункером и прямым вдуванием. Сушильно-мельничные системы с пылевым бункером благодаря запасу топлива в бункере обеспечивают и подачу пыли в горелки независимо от режима работы мельниц. В системе П.т. прямым вдуванием получ. пыль направляют сразу в горелки, т.е. работа котлоагрегата жестко связана с произ-стыо сушильномельничной системы. Однако П.т. с пря-
Схемы пылсприготовЛения топлива с промежуточным бункером с замкнутой (o') и разомкнутой (б) схемами сушки
1 — бункер сырого дробленого топлива; 2 — отсекающий шибер; 3 — питатель сырого угля; 4 — клапаны-мигалки; 5 — сушильная труба; 6 — мельница; 7— сепаратор пыли; 8, 9, 10 — клапаны; 11 — мельничный вентилятор; 12 — питатель пыли; 13 — реверсивный шнек; 14— перекидной шибер; 15— циклон; 16 — бункер пыли; 17 — горелка; 18 — эжектор-смеситель; 19 — короб горячего воздуха; 20 — котел; 21 — воздухоподогреватель; 22 — дутьевой вентилятор; 23 — трубопровод влагоотсоса; 24 — взрывной клапан; 25 — циклон; 26 — дымосос; 27— пылеуловитель; 28, 29 — коробы вторичного и первичного воздуха; 30 — золоуловитель; 31 — клапан присадки атмосферного воздуха
мым вдуванием дешевле и потому получило более широкое распространение.
ПЫЛЕУГОЛЬНАЯ ТОПКА — камерная топка для сжигания твердого пылевидного топлива. Появились в 30-х гг. XX в. П.т. применяют в котлоагрегатах паропроиз-стью выше 30 т/ч. В П.т. можно использовать с высоким кпд практически все виды твердого топлива, в том числе самые малоценные. ,
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ — устройство для улавливания (отделения) пыли и др. механич. примесей из воздушных примесей из воздушных (газовых) потоков. Применяется в .системах вытяжной вентиляции, системах аспирации, пневматического транспорта и в пром, установках очистки газов. В зависимости от физ. эффекта, используемого для отделения пыли, и по конструктивному признаку различают след. осн. виды П.: гравитационные (гл. обр. пылеосадительные камеры); инерционные — сухого
(.сухие механические пылеуловители, циклоны, жалюзийные и др.) и мокрого (мокрые пылеуловители и др.) типов; П,- промыватели контактного типа (барботеры, форсуночные и др.); диффузионно- конденсац., пористые, тканевые (см. Фильтр тканевый), сетчатые, с фильтрующими слоями из сыпучих материалов (см. Фильтр с зернистой загрузкой), электрич., ультразвуковые. Выбор типа П. обусловлен степенью запыленности воздуха и требованиями к его очистке, а также физ. свойствами пыли. См. также: Пылеуловитель вихревой, Пылеуловитель инерционный, Пылеуловитель ротационный.
Пылеуловитсль вихревойПылеуловитсль вихревойа — со встречными закруч. потоками; б — с распредел, сопловым вводом вторичного потока; в — с сос- редоточ. вводом вторичного потока; 1 —бункер; 2 — профилиров. диск (отбойная шайба); 3 — труба; 4 — тангенциальное сопло; 5 — сепарационная камера;6 — ввод; 7 — сопловый ввод; 8 — завихритель первичного потока; 9—обтекатель; 10 — сосредоточ. ввод вторичного потокаа — со встречными закруч. потоками; б — с распредел, сопловым вводом вторичного потока; в — с сос- редоточ. вводом вторичного потока; 1 —бункер; 2 — профилиров. диск (отбойная шайба); 3 — труба; 4 — тангенциальное сопло; 5 — сепарационная камера;6 — ввод; 7 — сопловый ввод; 8 — завихритель первичного потока; 9—обтекатель; 10 — сосредоточ. ввод вторичного потокаПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ ВИХРЕВОЙ — устройство для улавливания пыли с организов. встречными, закруч. потоками . Газ с пылью поступает в сепарац. камеру и движется снизу вверх вдоль оси П.в. Через тангенц. сопло под давлением 0,3 МПа подают чистый газ (воздух), струя к-рого у стенки камеры образует периферийный (вторичный) закруч. поток, движущийся вниз и приводящий во вращение осевой (первичный) поток. На своем пути вторичный поток присоединя-
Пылеуловитсль вихревой
Пылеуловитсль вихревой
а — со встречными закруч. потоками; б — с распредел, сопловым вводом вторичного потока; в — с сос- редоточ. вводом вторичного потока; 1 —бункер; 2 — профилиров. диск (отбойная шайба); 3 — труба; 4 — тангенциальное сопло; 5 — сепарационная камера;
6 — ввод; 7 — сопловый ввод; 8 — завихритель первичного потока; 9—обтекатель; 10 — сосредоточ. ввод вторичного потока
а — со встречными закруч. потоками; б — с распредел, сопловым вводом вторичного потока; в — с сос- редоточ. вводом вторичного потока; 1 —бункер; 2 — профилиров. диск (отбойная шайба); 3 — труба; 4 — тангенциальное сопло; 5 — сепарационная камера;
6 — ввод; 7 — сопловый ввод; 8 — завихритель первичного потока; 9—обтекатель; 10 — сосредоточ. ввод вторичного потока
Схемы включения вихревых пылеуловителей в систему очистки
ется к первичному около профилиров. диска (отбойной шайбы), выходя из П.в. через трубу. Во вращающихся потоках улавливаемые частицы испытывают действие центробежной силы, перемещаются из первичного потока во вторичный и транспортируются последним в нижнюю часть П.в. под профилиров. диск, где оседают в бункере. Существуют две осн. конструктивные разновидности П.в. с закруч. потоками: с распредел. сопловым и сосредоточенным вводами вторичного потока. Во вторых имеются также завихритель первичного потока и обтекатель. В П.в. с распредел. сопловым вводом вторичный поток закручивается системой тангенц. сопел, устанавл. по высоте в неск. рядов с наклоном к горизонту 15—30° и размещ. по винтовым линиям. Газ в сопле распределяется из общего кожуха или воздуховодов (напр., клиновидных). Число рядов сопел, их число в ряду и размеры зависят от размеров П.в., давления вторичного потока и его доли в общем расходе газа. Сосредоточ. ввод вторичного потока в П.в. может осуществляться через кольцевой лопаточный, тангенц. или улиточный завихрители.
При включении П.в. по схеме а заныл. газ поступает в оба ввода. Аппарат может улавливать пыль, если дутьевое устройство расположено перед ним или за ним. В первом случае упрощается удаление уловленной пыли, во втором — исключается запыленность окружающего воздуха (вследствие ликвидации утечек запыл. газа из воздухопроводов и П.в. через неплотности). По энергозатратам такая схема включения наиболее выгодна, произ-сть по газу повышается на 40-65% без заметного снижения эффективности пылеулавливания. Нужное соотношение расходов газа по вводам устанавливают с помощью регулировочных заслонок. Схему б, по к-рой через ввод вторичного потока подается чистый газ, применяют в осн. при сопловой подаче вторичного потока под повыш. давлением, при разбавлении запыл. воздуха высокой темп-ры холодным внешн. воздухом, при необходимости подачи в пылеуловитель совместно с запыл. иного газа для проведения, одновременно с пылеулавливанием др. технологии. процесса. Энергозатраты на пылеулавливание по этой схеме самые высокие, т.к. объем очищаемого воздуха составляет лишь часть всего объема воздуха, продуваемого через П.в. Вторичный газ можно подавать в аппарат индивидуальным или общим дутьевым устройством. По схеме в с полной рециркуляцией во ввод вторичного потока подают очищ. газ. При этом из периферийной зоны у входа в выхлопную трубу, в к-рой сконцентрированы не . успевшие отсепарироваться частицы, отбирают часть очищ. газа. Такой прием повышает эффективность
Пылеуловитель инерционныйПылеуловитель инерционныйЗАПЫЛЕННЫЙЗАПЫЛЕННЫЙПылеуловитель инерционный жалюзийный камерный (о), жалюзийный конический (б)Пылеуловитель инерционный жалюзийный камерный (о), жалюзийный конический (б)ЗАПЫЛЕННЫЙЗАПЫЛЕННЫЙ
Пылеуловитель инерционный
Пылеуловитель инерционный
ЗАПЫЛЕННЫЙ
ЗАПЫЛЕННЫЙ
Пылеуловитель инерционный жалюзийный камерный (о), жалюзийный конический (б)
Пылеуловитель инерционный жалюзийный камерный (о), жалюзийный конический (б)
ЗАПЫЛЕННЫЙ
ЗАПЫЛЕННЫЙ
пылеулавливания. По энергозатратам эта схема аналогична предыдущей.
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ ИНЕРЦИ
ОННЫЙ — устройство, в к-ром для
а — с вертик. перегородкой; б — с центр, трубой; в — с боковым подводом газа; г — с горизонт, элемен
тами
улавливания пыли наряду с силами тяжести
используется инерц. эффект (взначит. большей мере, чем в пылеосадительных камерах) , благодаря чему частицы пыли, стремясь сохранить направление потока газов,
I — циклон; 2 — вытяжная шахта; 3 — камерный жалюзийный пылеуловитель; 4 — жалюзи пластинчатые; 5 — корпус; б — жалюзийные кольца
выпадают из него. К простейшим П.и. относятся пылевые мешки с центр, или боковым подводом газа, пылеулавливатели с отра- жат. перегородкой, встраиваемые в воздуховоды (газоходы), щалюзийные и камеры с заглубл. бункером. Скорость газов в цилиндре мешков принимают 1 м/с, во входной трубе — около 10 м/с. Высота цилиндрич. части мешков приблизит, равна их диаметру. Аэродинамич. сопротивление
мешков 150—400 Па. П.и. с перегородкой имеют высокое аэродинамич. сопротивление. Плавный переход в П.и., встраиваемых в газоходы, позволяетснизить сопротивление. Эффективность П.и. с за-
губленным бункером зависит от скорости газов, концентрации и вида пыли и составляет 47—49%. Для предотвращения вторичного уноса пыли заглубление бункера должно
Пылеуловитель ротационный
1 — электродвигатель; 2 — муфта; 3, 10 — подшипниковые опоры; 4 — рабочее колесо; 5, 7— улитки рабочего колеса и пылеуловителя; 6— направляющий аппарат; 8 — крыльчатки; 9 — патрубок возвратного воздухопровода; 11 — вал; 12 — козырек; 13—рама; 14 — патрубок отвода газопылевой смеси; 15 — шибер
быть как можно больше. Эффективность улавливания снижается за счет вторичного уноса пыли с ростом скорости газов на входе в камеру. Принцип внезапного изменения направления газового потока при столкно-
вении с решеткой, состоящей из наклонных пластин, используется в П.и. жалюзийного типа. В них около 90% газов частично очищается от пыли при прохождении через жалюзи, остальной газовый поток с уловленной из воздуха пылью очищается на след.
ступени. Скорость газов в жалюзийном пылеуловителе составляет 12—15 м/с,' сопротивление решетки — 100—500 Па. Его недостатки: износ гигастин решетки, возможность образований отложений пыли.
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ РОТАЦИОННЫЙ — устройство, в к-ром улавливание частиц пыли осуществляется за счет центробежных сил • Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягодутьевого механизма. Динамич,- пылеуловитель — дымосос-вентилятор предназначен для улавливания частиц размером 15 мкм. За счет разности давлений, создаваемых рабочим колесом, заныл. поток поступает в улитку пылеуловителя и приобретает криволинейное движение. Частицы пыли отбрасываются к периферии под действием центробежных сил и вместе с 8— 10 % газа отводятся
в циклон, соединенный с этой улиткой. Очищ. газовый поток из циклона возвращается в центр, часть улитки. Очищ. газы через направляющий аппарат поступают в дымосос, пыль через затвор выводится в систему пневмотранспорта.
ПЫЛЬ — дисперсная система с газообразной дисперс. средой и твердой дисперсной фазой, состоящей из частиц от квазимолекулярного до макроскопич, (неск. сот мкм) размеров.
РАДИАТОР (от лат. radio — испускаю лучи, излучаю) — конвективно- радиац. отопительный прибор. Изготовляется двух типов — панельный и секционный. Панельный Р. не имеет просветов по фронту. Однорядный вертик. Р. передает радиацией около 40% теплоты, в многорядных модификациях доля теплоты, передаваемой конвекцией, возрастает, особенно при оребрении внутр, и тыльных плоскостей Р. При четырехрядной по глубине оребр. модификации Р. конвективная доля составляет около 85%, т.е. многорядный панельный радиатор передает теплоту как конвектор, заметно уступая по эффективности теплопередачи однорядному. Различают панельные Р. с вертик. и горизонт, каналами. В первом случае Р. работает практически как секционный колончатый, во втором — горизонт, каналы соединены последовательно или группами со сборными вертик. каналами, обеспечивая змеевиковую форму движения теплоносителя. Обычно панельные Р. выполняют из стали, иногда из полимерных материалов. Стальные состоят из двух сваренных между собой профилиров. листов толщиной 1,2— 1,5 мм. В зависимости от требований к дизайну, необходимой теплоплотности и способа подсоединения к системе отопления панельные радиаторы изготовляют одно- или многорядными, неоребр. или оребр., с декоративными боковыми щитками и воздуховыпускной решеткой или без них, в концевом и проходном исполнениях, с торцевым или тыльным расположением присоединит, патрубков. Использование для панельного Р. тонколистовой стали, наличие горизонт, коллекторов или каналов, особенно подверж. коррозии, предопределяют более жесткие требования к подготовке теплоносителя, вРАДИАТОР (от лат. radio — испускаю лучи, излучаю) — конвективно- радиац. отопительный прибор. Изготовляется двух типов — панельный и секционный. Панельный Р. не имеет просветов по фронту. Однорядный вертик. Р. передает радиацией около 40% теплоты, в многорядных модификациях доля теплоты, передаваемой конвекцией, возрастает, особенно при оребрении внутр, и тыльных плоскостей Р. При четырехрядной по глубине оребр. модификации Р. конвективная доля составляет около 85%, т.е. многорядный панельный радиатор передает теплоту как конвектор, заметно уступая по эффективности теплопередачи однорядному. Различают панельные Р. с вертик. и горизонт, каналами. В первом случае Р. работает практически как секционный колончатый, во втором — горизонт, каналы соединены последовательно или группами со сборными вертик. каналами, обеспечивая змеевиковую форму движения теплоносителя. Обычно панельные Р. выполняют из стали, иногда из полимерных материалов. Стальные состоят из двух сваренных между собой профилиров. листов толщиной 1,2— 1,5 мм. В зависимости от требований к дизайну, необходимой теплоплотности и способа подсоединения к системе отопления панельные радиаторы изготовляют одно- или многорядными, неоребр. или оребр., с декоративными боковыми щитками и воздуховыпускной решеткой или без них, в концевом и проходном исполнениях, с торцевым или тыльным расположением присоединит, патрубков. Использование для панельного Р. тонколистовой стали, наличие горизонт, коллекторов или каналов, особенно подверж. коррозии, предопределяют более жесткие требования к подготовке теплоносителя, вЧугунный секционный радиатор в сборе с промежуточными элементамиЧугунный секционный радиатор в сборе с промежуточными элементамиа — общий вид; 6 — размеры радиатора в сборе; 1 — секция радиатора МС-140; 2 — промежуточный элемент; 3 — глухая пробка; 4 — проходная пробкаа — общий вид; 6 — размеры радиатора в сборе; 1 — секция радиатора МС-140; 2 — промежуточный элемент; 3 — глухая пробка; 4 — проходная пробкаввинчивают пробки глухие или с отверстиями диаметром 10,15 и 20 мм для присоединения Р. к теплопроводам системы отопления. Чугунные секц. Р.ввинчивают пробки глухие или с отверстиями диаметром 10,15 и 20 мм для присоединения Р. к теплопроводам системы отопления. Чугунные секц. Р.
РАДИАТОР (от лат. radio — испускаю лучи, излучаю) — конвективно- радиац. отопительный прибор. Изготовляется двух типов — панельный и секционный. Панельный Р. не имеет просветов по фронту. Однорядный вертик. Р. передает радиацией около 40% теплоты, в многорядных модификациях доля теплоты, передаваемой конвекцией, возрастает, особенно при оребрении внутр, и тыльных плоскостей Р. При четырехрядной по глубине оребр. модификации Р. конвективная доля составляет около 85%, т.е. многорядный панельный радиатор передает теплоту как конвектор, заметно уступая по эффективности теплопередачи однорядному. Различают панельные Р. с вертик. и горизонт, каналами. В первом случае Р. работает практически как секционный колончатый, во втором — горизонт, каналы соединены последовательно или группами со сборными вертик. каналами, обеспечивая змеевиковую форму движения теплоносителя. Обычно панельные Р. выполняют из стали, иногда из полимерных материалов. Стальные состоят из двух сваренных между собой профилиров. листов толщиной 1,2— 1,5 мм. В зависимости от требований к дизайну, необходимой теплоплотности и способа подсоединения к системе отопления панельные радиаторы изготовляют одно- или многорядными, неоребр. или оребр., с декоративными боковыми щитками и воздуховыпускной решеткой или без них, в концевом и проходном исполнениях, с торцевым или тыльным расположением присоединит, патрубков. Использование для панельного Р. тонколистовой стали, наличие горизонт, коллекторов или каналов, особенно подверж. коррозии, предопределяют более жесткие требования к подготовке теплоносителя, в
РАДИАТОР (от лат. radio — испускаю лучи, излучаю) — конвективно- радиац. отопительный прибор. Изготовляется двух типов — панельный и секционный. Панельный Р. не имеет просветов по фронту. Однорядный вертик. Р. передает радиацией около 40% теплоты, в многорядных модификациях доля теплоты, передаваемой конвекцией, возрастает, особенно при оребрении внутр, и тыльных плоскостей Р. При четырехрядной по глубине оребр. модификации Р. конвективная доля составляет около 85%, т.е. многорядный панельный радиатор передает теплоту как конвектор, заметно уступая по эффективности теплопередачи однорядному. Различают панельные Р. с вертик. и горизонт, каналами. В первом случае Р. работает практически как секционный колончатый, во втором — горизонт, каналы соединены последовательно или группами со сборными вертик. каналами, обеспечивая змеевиковую форму движения теплоносителя. Обычно панельные Р. выполняют из стали, иногда из полимерных материалов. Стальные состоят из двух сваренных между собой профилиров. листов толщиной 1,2— 1,5 мм. В зависимости от требований к дизайну, необходимой теплоплотности и способа подсоединения к системе отопления панельные радиаторы изготовляют одно- или многорядными, неоребр. или оребр., с декоративными боковыми щитками и воздуховыпускной решеткой или без них, в концевом и проходном исполнениях, с торцевым или тыльным расположением присоединит, патрубков. Использование для панельного Р. тонколистовой стали, наличие горизонт, коллекторов или каналов, особенно подверж. коррозии, предопределяют более жесткие требования к подготовке теплоносителя, в
Чугунный секционный радиатор в сборе с промежуточными элементами
Чугунный секционный радиатор в сборе с промежуточными элементами
а — общий вид; 6 — размеры радиатора в сборе; 1 — секция радиатора МС-140; 2 — промежуточный элемент; 3 — глухая пробка; 4 — проходная пробка
а — общий вид; 6 — размеры радиатора в сборе; 1 — секция радиатора МС-140; 2 — промежуточный элемент; 3 — глухая пробка; 4 — проходная пробка
ввинчивают пробки глухие или с отверстиями диаметром 10,15 и 20 мм для присоединения Р. к теплопроводам системы отопления. Чугунные секц. Р.
ввинчивают пробки глухие или с отверстиями диаметром 10,15 и 20 мм для присоединения Р. к теплопроводам системы отопления. Чугунные секц. Р.
РАБОЧАЯ ЗОНА — пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на к-ром находятся места пост, или врем, пребывания работающих.
РАБОЧЕЕ МЕСТО — место пост, или врем, пребывания работающих.
частности содержание кислорода не должно превышать 0,05 г/м3, а также он должен отвечать условиям эксплуатации систем отопления с такими приборами. Стальные панельные Р. рассчитаны на рабочее избыточное давление до 0,6 МПа и макс, темп-ру теплоносителя 150°С. Горизонт. Р., как панели лучистого отопления, размещаемые в пром, зданиях под потолком, представляют собой змеевики или регистры с приваренными к ним плоскими экранами (рефлекторами). С тыльной, обращенной к потолку стороны горизонт, панели имеют слой теплоизоляции. В нек-рых случаях применяют вертик. подвеску таких панелей, обычно у наружных стен. Применяют также бетонные отопительные панели толщиной около 50’ мм с заделанным в них змеевиком или регистром из стальных, стекл. или полимерных труб диаметром 10—25 мм.
Секционный Р. состоит из отд. колончатых элементов — секций с кана
лами обычно эллипсообразной или каплевидной формы. Передает от теплоносителя в помещение около 30% всего кол-ва теплоты радиацией, остальное — конвекцией. Секции Р. отливают из чугуна, алюминия или его сплавов либо изготовляют из стали, штампуя половинки секций и сваривая их между собой. Секции алюминиевых радиаторов выполняют также методом экструзии, что позволяет легко организовать производство их разной высоты. Секции соединяют на ниппелях — из ковкого чугуна или стали — с прокладками из термостойкой резины или паронита. Секции стальных Р. соединяют также на сварке. Ниппели, имеющие с одной стороны правую резьбу, с др. — левую, одновременно ввинчивают в 2 смежные секции вверху и внизу и тем самым стягивают их между собой (спец, ключом или в заводских условиях с помощью механизма). В ниппельные отверстия крайних секций вверху и внизу
Радиатор отопительный панельный стальнойа — типа РСВ с вертикальными колонками; 6 — РСГ с горизонтальными каналамиРадиатор отопительный панельный стальнойа — типа РСВ с вертикальными колонками; 6 — РСГ с горизонтальными каналамитрудоемки в изготовлении, характеризуются высокими уд. массой и стоимостью, но весьма долговечны, стальные и алюминиевые требуют четкого соблюдения условий эксплуатации (деаэрации воды, поддержания ее pH и жесткости в строго огранич. пределах, использование, как правило, закрытых баков расширительных).. Большинство отечеств. чугунных секц. Р. имеет сравнительно большой зазор между колонками смежных секций, поэтому такие отопит, приборы легко очищаются от пыли. Известны разнообразные конструкции одно-, двух- и многоколончатых секций разл. высоты, но наиболее распространены двухколончатые секции средних по высоте Р. (монтажная высота 500 мм). Наряду с секц. выпускаются блочные Р., при этом элемент радиатора, имеющий одну колонку по его фронту, наз. секцией, а элемент, имеющий неск. колонок по его фронту — блоком. Секц. и блочные Р. могут также применяться в сборе с промежуточными элементами, использование к- рых, особенно с развитой ребристой поверхностью, позволяет уменьшить уд. массу радиаторов в сборе и варьировать теплоп- лотность. Отечеств, чугунные секц. Р. применяются при избыточном давлении теплоносителя до 0,9 МПа и его темп-ре до 130°С с использованием прокладок из термостойкой резины и при парояитовых прокладках до 150°С.
Радиатор отопительный панельный стальной
а — типа РСВ с вертикальными колонками; 6 — РСГ с горизонтальными каналами
Радиатор отопительный панельный стальной
а — типа РСВ с вертикальными колонками; 6 — РСГ с горизонтальными каналами
РАДИАТОР ПАНЕЛЬНЫЙ — отопительный прибор конвективнорадиационного вида, отдающий в помещение излучением 35—40% общего теплового потока и представляющий собой плоский (без просветов по фронту) металлический или бетонный блок. Плоский блок металлич. Р.п. сваривают из двух штампов, стальных листов (толщина листа 1,2—1,5 мм) так, чтобы образовался прибор средней высоты, относительно малой глубины (18—21 мм) с внутр, каналами. Готовые блоки отличаются длиной. Блок с горизонт, коллекторами, соединенными вертик. колонками (блок колончатой формы), сокращенно именуют РСВ (радиатор стальной вертик.), блок с змеевиком — с горизонт, последовательно соединенными каналами (блок змеевиковой формы) наз. РСГ (радиатор стальной горизонт.). Стальной Р.п. отличается от чугунного радиатора секционного меньшей массой и тепловой инерцией [показатель теплового напряжения массы металла 0,55—0,8 Вт/(кг?С)], более высоким значением коэффициента теплопередачи отопительного прибора. Его поверхность легко очищается от пыли, внешний вид и глубина прибора удовлетворяют архитектурно-строительным требованиям. Конструкция Р.п. обеспечивает механизацию произ-ва и простой монтаж в помещениях. Стальной Р.п. имеет сравнительно небольшую площадь нагреват. поверхности,
вследствие чего в сев. р-нах страны приходится прибегать к установку панелей в 2 ряда по глубине (на расстоянии 40 мм), при этом снижается теплоотдача (примерно на 15%) и затрудняется очистка межпанельного пространства от пыли. Стальной Р.п. подвержец коррозии, значительно сокращающей срок его службы. Для снижения интенсивности коррозии рекомендуется применять стальной Р.п. при неагрессивных теплоносителе и внешн. воздушной среде. Блоки Р.п. выполняют из тяжелого бетона (бетонные отопительные панели) с замоноличен- ными нагреват. элементами. Применяют, кроме того, подвесные металлические отопительные панели.
РАДИАТОР СЕКЦИОННЫЙ - отопительный прибор конвективнорадиационного вида, состоящий из отд. чугунных элементов — секций с колонками круглой или эллипсообразной формы. Р.с..отдает в помещение излучением 25—30% общего теплового потока от теплоносителя в системе отопления (остальное — конвекцией) и наз. "радиатором" лишь по традиции. Извест-
Радиатор отопительный секционный чугунный типа АС-140
а— общий вид; б — размеры; 1 — секция радиатора;
2 — глухая пробка; 3 — проходная пробка
Разгрузочная машина МВС-4М1 — вертик. шнековый рушитель; 2 — горизонт, подгребающие шнеки; 3 — самоходная гусеничная тележка; 4 — отгружающий конвейерРазгрузочная машина МВС-4М1 — вертик. шнековый рушитель; 2 — горизонт, подгребающие шнеки; 3 — самоходная гусеничная тележка; 4 — отгружающий конвейер
Разгрузочная машина МВС-4М
1 — вертик. шнековый рушитель; 2 — горизонт, подгребающие шнеки; 3 — самоходная гусеничная тележка; 4 — отгружающий конвейер
Разгрузочная машина МВС-4М
1 — вертик. шнековый рушитель; 2 — горизонт, подгребающие шнеки; 3 — самоходная гусеничная тележка; 4 — отгружающий конвейер
ны разнообразные конструкции одно-, двух- и многоколончатых секций разл. высоты, но наиболее распространены двухколончатые секции средних по высоте радиаторов (монтажная высота 500 мм). Секции радиатора выпускают шириной 98 и 108 мм (для облегчения очистки), глубиной 90 (для панельных зданий) и 140 мм. Секции соединяют между собой на резьбе с прокладками из теплостойкой резины (при тем-ре теплоносителя до 140°С) или паронита (свыше 140°С) так, чтобы образовались приборы различной площади. Р.с. присоединяют к теплопроводам также на резьбе с использованием пробок, имеющих отверстия с внутр, резьбой по диаметру подводок к отопительному прибору. В оставшиеся открытыми отверстия в секциях по торцам Р.с. ввертывают глухие пробки.
Р.с. отличается значит, тепловой мощностью, приходящейся на единицу длины (прибор компактен), стойкостью против коррозии (прибор долговечен). Однако он металлоемок (показатель теплового напряжения массы металла Р.с. — 0,29—0,36 Вт/ (кг *°С), сложен в изготовлении и при монтаже, имеет непривлекательный внешн. вид, затруднена очистка его от пыли. Приборы, заполненные водой, обладают значит, тепловой инерцией. Происходит постепенное вытеснение Р.с. конвекторами.
РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПОМЕЩЕНИЯ — осредненная темп- ра всех поверхностей, обращенных в помещение по признаку . интенсивности лучистого теплообмена, к-рый следует вычислять по ф-ле t r — 2 t\ 951-1 /2 <p i-t, где й и y>i-i — темп-ра и коэффициент облученности всех 1-х окружающих поверхностей относительно искомой поверхности/, для к-рой находят (r.
В общем случае Щ определяют относительно человека, стоящего в центре обслуживаемой зоны помещения. Упрощенно Щ. часто вычисляют как сред- невзвеш. по площадям окружающих поверхностей, но это менее точно и правильно.
РАЗГРУЗОЧНАЯ МАШИНА МВС-4М — система сблокированных на самоходной гусеничной тележке механизмов с электрич. приводом, обеспечивающих разрушение слежавшейся массы материалов, их подборку и подачу на отгружающий конвейер. Предназначена для выгрузки из крытых вагонов сыпучих и склонных к слеживанию материалов (извести, сернокислого алюминия и др. реагентов). Управление дистцнц. с выносного пульта. Технич. хар-ка приведена ниже:
Производительность, т/ч30—80
Ширина захвата, м 1,6
Макс, высота разработки, м ...... 1,8
Макс, скорость движения, м/мин . . .8,2
Ширина габарита, мм1775
Ширина колеи, мм . 1160
Транспортный просвет, мм 80
Угол поворота, град180
Мощность электродвигателя, кВт17,1
Напряжение питания, В: электропривода 380
блока управления36
Масса, т•.3,2
РАЗДЕЛКА У ДЫМОВОЙ ТРУБЫ — утолщение или теплоизоляция в качестве противопожарной меры для отопительной печи в месте сопряжения дымовой трубы с конструкцией здания из горючих или трудногорючих материалов.
РАЗРЕГУЛИРОВАНИЕ. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — самопроизвольное изменение регулируемых параметров (темп-ры, расхода) теплоносителя в системе отопления, вызывающее нарушение расчетной теплоподачи в обслуживаемые помещения. Различаются горизонт, и вертик. Р.с.о. Горизонт, может возникнуть вследствие допущенных неточностей при проведении теплового и гидравлического расчетов системы отопления и монтажных работ. Может быть устранено в процессе пусконаладочного регулирования системы отопления. Вертик. Р.с.о. возникает под неравномерным воздействием гравитац. сил на распределение теплоносителя по обслуживаемым отопит, приборам (помещениям) ; оно различно в разных системах отопления в зависимости от их конструкции и высоты. Последствия Р.с. устраняются при автоматич, регулировании теплового режима помещений. При отсутствии автоматич, регулирования Р.с.о. можно смягчить путем направленного выбора расчетных условий. для теплового и гидравлического расчетов системы отопления.
РАКОВИНА—сан.-технич. прибор, устанавливаемый в хоз.-бытовых и лабораторных помещениях зданий для приема
и отвода сточных вод при пользовании водоразборными кранами и лабораторной арматурой. Состоит из чугунной, стальной эмалированной, керамической или пластмассовой чаши, выпуска, сифона, присоединенного к канализационной сети, и элементов крепления. Пользуются Р. под проточной струей из водозаборной арматуры.
РАСХОД ВОДЫ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — расход, определяемый тепловой нагрузкой^ графиком регулирования темп-p теплоносителя, способом регулирования подачи воды на отопление и схемой присоединения теплообменных аппаратов горячего водоснабжения. Закрытые системы цирку- ляц. и у них в подающем и обратном трубопроводах протекает одинаковое кол-во теплоносителя. Следовательно, для всех потребителей справедливо ур-ние G- -Q/IC (т п - т в) ], где G — расход воды, кг/с; Q — тепловая нагрузка потребителя теплоты, Вт: С — уд. теплоемкость воды, Дж/(кг • °C); т п — темп-ра воды в подающей линии, °C; т в — темп- ра воды, возвращаемой потребителем в тепловую сеть, °C.
Для систем отопления в большинстве случаев принимают качеств. регулирование по отопит, графику темп-p, при к-ром расход воды на отопление в течение всего отопит, сезона поддерживается постоянным. В этом случае расход определяют для расчетных условий, соответствующих расчетной наружной темп-ре, т.е. Q - Qp, т п - т ip’ т в •“ т 2Р. Отопит, график темп-p поддерживают в источнике теплоты. Это значит, что из него поступает горячая вода по подающей линии с темп-рой и. Возвращаемая в него обратная вода будет иметь темп-ру тг только после систем
Расход теплоты в системах теплоснабжения 347
ЕЗЬ
2.2.
2.
2.
Раковина стальная эмалированная '
— чаша; 2 — отверстие для установки выпуска и сифона; 3—спинка; 4 — отверстие для установки водозаборного крана
отопления, для к-рых рассчитан график. Вода, выходящая из присоедин. к тепловой сети подогревателей горячего водоснабжения, имеет темп-ру, отличную от т4 и зависящую от схемы присоединения водоподогревателей. Так, при паралл. схеме присоединения подогревателя горячего водоснабжения расчетное Значение темп-ры греющего теплоносителя на выходе из него принимают равным 20—30°С. Расчетному режиму соответствует точка излома графика темп-р, поэтому тп " 70, Тв " 2О...ЗО°С. При двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей расход воды на горячее водоснабжение определяется ее расходом через водоподогреватель И ступени, а темп-pa теплоносителя, выходящего из него, принимается равной тг. Т.о. расходы сетевой воды для горячего водоснабжения определяют по др. перепаду темп-p, не соответствующему отопит, графику. Такие режимы возможны при несвяз. регулировании, когда у потребителей систем отопления установлены регуляторы постоянства расхода и качеств, регулирование осуществляется только для систем отопления. Водо- подогреватели горячего водоснабжения отбирает из тепловой сети необходимое кол-во теплоносителя автоматически с помощью регуляторов темп-ры независимо от расхода воды на отопление. Поэтому в тепловых сетях закрытых ' систем теплоснабжения осуществляется качественио-количеств. регулирование, несмотря на поддержание отопит, графика на источнике теплоты. , При несвяз. регулировании за расчетный расход принимают отопит., опре- дел. с учетом нагрузки на вентиляцию, плюс макс, расход на горячее водоснабжение. Если у потребителей установлены баки-аккумуляторы (что бывает редко), то тепловые сети рассчитывают на средний расход на горячее водоснабжение. При
определении макс, расхода теплоты на горячее водоснабжение учитывают, что с увеличением числа присоедин. к тепловой сети потребителей коэфф, неравномерности уменьшается за счет уплотнения графика потребления. Поэтому макс, расход в тепловых магистралях будет меньше суммы макс, расходов в ответвлениях. При связанном регулировании па вводах в центральные или индивидуальные тепловые пункты устанавливают регуляторы постоянства расхода, к-рые ограничивают и поддерживают пост, суммарный расход воды на отопление и горячее водоснабжение. Этот расход сбалансирован, но изменение расхода теплоты на горячее водоснабжение покрывается за счет изменения подачи ее на отопление. Система отопления по существу превращается в систему периодич. действия. Регуляторы расхода, ограничивая его у потребителей, определяют и суммарный расход в тепловых сетях. При этом у источника теплоты поддерживают пост, расход, что обеспечивает возможность качеств, регулирования. При связ. регулировании за расчетный расход в тепловых сетях принимают расход на отопление и вентиляцию, определ. по,отопит, графику. -На этот расход и рассчитывают диаметры тепловой сети. Но для обеспечения всех потребителей необходимым кол-вом теплоты на ее источнике поддерживают график регулирования темптр по совмещ. нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повыш. график).
РАСХОД ВОДЫ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — расход, определяемый тепловой нагрузкой, графиком регулирования темп-p и способом регулирования подачи теплоты на отопление. У этих систем расчетный расход по подающей линии складывается из расхода на отопление и отбора воды из подающей линии на горячее водоснабжение. Расход по обратному теплопроводу не равен расходу по подающему, поэтому системы являются прямоточноциркуляционными.
Системы отопления и ' вентиляционные системы являются теми потребителями теплоты, через к-рые циркулирует сетевая вода. Расход последней, кг/с, определяют по выражению G" Q/VC^ti- тг) ], где Q — расход теплоты на отопление и вентиляцию, Вт; С — уд. теплоемкость воды, Дж/(кг -°C); пи тг— темп-ры воды в подающей и обратной линиях по отопит, графику, °C.
Отопит, график поддерживают в источнике теплоты при несвяз. регулировании подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение, а перед системами отопления устанавливают
регуляторы постоянства расхода. Если осуществляют связанное регулирование, то поддерживают скорректиров. график.
Потребители горячего водоснабжения составляют группу, для к-рой системы теплоснабжения являются прямоточными, т.к. теплоноситель, приго- товл. в источнике теплоты, движется по тепловым сетям, не возвращаясь обратно в источник. Средние расходы воды, отбираемой из тепловых сетей, зависят от темп-ры теплоносителя в подающей линии. Весь водозабор из подающей линии осуществляется при темп-ре точки излома, из обратной — при тг & 65° (см. Графики температур и расходов воды в открытых системах теплоснабжения). В среднем диапазоне темп-p доли отбираемой воды из подающего и обратного трубопроводов определяются заданной темп-рой смеш. воды. Следовательно, макс, расход в подающей линии тепловой сети будет равен расчетному на отопление и вентиляцию плюс полный водоразбор, а макс, расход в обратной линии — расчетному расходу на отопление и вентиляцию.
При несвяз. регулировании расчетный водозабор будет равен среднему расходу — при наличии баков-аккумуляторов; при отсутствии последних тепловые сети рассчитывают на макс, расход. При связанном регулировании расчетный расход в тепловых сетях равен расчетному на отопление и вентиляцию, т.к. расход теплоты на горячее водоснабжение компенсируется повышением темп-ры воды, подаваемой из источника теплоты, а неравномерность потребления горячей воды сглаживается теплоаккумулирующей способностью зданий.
РАСХОД ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ — массовое кол-во теплоносителя (кг/с), предназнач. для подачи необходимого кол-ва теплоты в обогреваемые помещения. Р.т.с.о. определяется как частное от деления расчетной теплопотребности (Вт) помещения (помещений) на теплоотдачу 1 кг теплоносителя для целей отопления (Дж/кг). Р.т.с.о. в течение отопительного сезона в вертик. системах центрального отопления изменяется в связи с их регулированием, особенно при гравитац. циркуляции тепло-, носителя. В практич. расчетах принято измерять Р.т.с.о. в кг/ч.
РАСХОД ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ —■ это расходы потребителями теплоты, ho к-рым рассчитывают мощность и пропускную способность систем теплоснабжения. Макс, (расчетные) и текущие расходы теплоты определяют с помощью укрупн. показателей. В зависимости от поставл. задачи используют показатели с разной степенью укрупнения. Средние уд. расходы
теплоты, отнесенные к 1 чел. или к единице площади застройки, позволяют решить осн. вопросы при технико-эко- номич. проработке теплоснабжения р-на, поселка или города.
При проектировании магистр, тепловых сетей и подборе осн. оборудования используют укрупнен, показатели по отд. р-нам застройки, при проектировании квартальных сетей — данные проектов зданий, для существующих зданий — данные инвентаризации. Расход теплоты, Вт, на отопление жилых и обществ, зданий определяют по ф-ле Q?B ” ^оА(1 + Ал), где $о — макс, расход теплоты, Вт/м2, на отопление жилых зданий, отнесенный к 1 м2 общей площади: Л — общая площадь жилых зданий, м , Кд — коэфф., учитывающий расход теплоты на отопление обществ, зданий (- 0,25).
Расчетный расход теплоты, Вт, на вентиляцию обществ, зданий рассчитывают по выражению 0вб = Ад Кг Qa А, где Кг — коэфф., учитывающий расход теплоты на вентиляцию обществ, зданий как долю расхода теплоты на отопление (0,4—0,6).
Средний зимний расход теплоты, Вт, на горячее водоснабжение в жилых и обществ, зданиях вычисляют по ф-ле 0^ - 1,2т(а+/>) (55-tx)/(24'3600)x х 4187, где а — норма расхода воды, л/сут, на горячее водоснабжение при темп-ре 55°С, средняя за отопит, период на 1 чел.; изменяется в зависимости от степени комфортности оборудования здания; b — норма расхода воды на горячее водоснабжение в обществ, зданиях, принимаемая равной 25 л/сут на 1 чел.; т — кол-во людей; tx — темп-ра холодной воды (5°С); 4187 — уд. теплоемкость воды, Дж/ (кг .°C).
Средний летний расход определяют пересчетом с учетом изменения темп-ры водопроводной ВОДЫ <2га.ср. “ "* 0гв.ср.з (55 - tx.n)/ (55 - h)^r, где tx.n — летняя темп-ра холодной воды, принимаемая равной 15°С; /?г — коэфф., учитывающий изменение расхода горячей воды летом по сравнению с ее расходом в отопит, период, принимаемый для жилых и обществ, зданий равным 0,8 (для курортных и южных городов — 1,5).
Макс, расход теплоты на горячее водоснабжение определяется макс, коэфф, неравномерности потребления воды, равным 2,2—2,4. Попривед. выше ф-лам укрупнен- но определяют мощность систем теплоснабжения городов и поселков и рассчитывают магистр, тепловые сети. При наличии более подробной информации о застройке жилых массивов для расчетов используют уд. отопительные хар-ки зданий.
Расчетный расход теплоты, Вт, на отопление и вентиляцию (инфильтрацию) * жилых зданий
рассчитывают по ф-ле Qm =1,1 (?и.о + +$в) Кн((вР - (н.оР) - ^т.вАж, где йн.о — УД. отопит, хар-ка здания, Вт/(м • С); 9в — уд. вентиляц. хар-ка жилых зданий, равная 0,15 Вт/ (м3 Х); Ун — объем здания по наружному обмеру, м3; (вр и (н.ор — расчетные темп-ры внутр, и наружного воздуха; ут.в — уд. внутр, тепловыделение в помещениях, принимаемое равным 21 Вт на 1 м2 жилой площади; 1,1 — коэфф., учитывающий дополнит, потери теплоты в системе отопления; Лк — жиДая площадь здания, м2.
Расходы теплоты при нерасчетных темп-pax наружного воздуха уменьшаются. Теплопотери через наружные ограждения и расход теплоты на нагрев инфильтрац. воздуха пропорциональны разности темп-p: Qh.o.b = "Qh.o.b/<2£.о.в. m(t В - tn) I (t £ - t £,o), где <2н.о.в — относит, расход теплоты; tH — наружная (текущая) темп-ра. Из этого соотношения видно, что относит, расход теплоты бн.о.в линейно связан с темп-рой наружного воздуха.
К внутр, тепловыделениям Qt.b “ '“От.в.Лк, Вт, относятся тепловыделения от людей, находящихся в помещениях, осветит., бытовых электрич. и газовых приборов. Они практически не зависят от наружной темп-ры.
Расчетный расход теплоты, Вт, на отопление обществ, зданий определяют по выражению ^-1,19отГн(Г£-/£.о) х х (1 +<u^t, где $от — уд. отопит, хар-ка обществ, зданий; Ун — наружный объем, изменяемый от 12 до 24 м3 на 1 чел.; /л — коэфф., учитывающий расход теплоты на подогрев инфильтрац. воздуха, к-рый при отсутствии приточной вентиляции принимается равным 0,1—0,2; в зданиях с приточной вентиляцией^ - 0; t — темп- рный коэфф., учитывающий отклонение расчетной наружной темп-ры от -30°С.
Расчетный расход теплоты на подогрев приточного воздуха находят по ф-ле <2в°^ “ ^вУн(/вр - /н.ор), где ув — уд. вентиляц. хар-ка обществ, здания.
Относит, расходы теплоты на отопление и вентиляцию обществ, зданий пропорциональны разности темп-p и линейно зависят от темп-p наружного воздуха, т.е. Qo.B “ Qo.h/Qo.^ " (t^ - (и) / ДвР - (н.оР) •
РАСХОДНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ АЭРОСМЕСИ — 'концентрация твердых частиц в потоке воздуха, подсчитанная путем деления массы транспортируемого материала на массу воздуха, прошедших через систему пневматического транспорта за единицу времени. ■
РАСЧЕТ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ — инж. метод определения ее размеров исходя из обеспечения горелкой требуемого
Расчетная схема атмосферной эжекциоипой го-
1 — газовое сопло; 2—камера смешения (конфузор); 3 — горловина эжектора; 4 — диффузор; 5 — огневые каналы; б —- распределительный коллектор; 7— регулировочная заслонка поступления первичного воздуха
технологич. режима работы. Такой расчет наз. конструктивным. Расчет параметров работы горелки заданной конструкции наз. эксплуатационным. Расчеты эжекционных горелок различаются в зависимости от давления газа. Конструктивный расчет горелок атмосферных низкого давления заключается в определении размеров сопла, площади сечений проточной части эжектора и размеров головки. Горелку рассчитывают на заданное давление газа: сначала головку горелки, затем эжекц. смеситель. При расчете головки задаются такой скоростью wo выхода газовоздушной смеси из ее отверстий, чтобы во всем диапазоне регулирования тепловой мощности обеспечить стабильную работу горелки. Величина зоны устойчивого горения зависит от состава газа, коэфф, первичного воздуха а' и диаметра отверстия do. Суммарная площадь выходных отверстий Fo-Qd + a'Vo)/wo, где Q — произ-сть горелки, Уо — объем теоретически необходимого воздуха для горения газа. Давление газовоздушной смеси А Рем, к-рое необходимо для преодоления аэродинамич. сопротивления при истечении из отверстий, определяют по ур-нию APcm-Ki(wo2/2) рем, где Ад — коэфф, сопротивления головки горелки, равный 2,7—2,9; рем — плотность газовоздушной смеси.
Диаметр отверстий do атм. горелок выбирают в пределах 3—6 мм. Отверстия располагают в 1 или 2 ряда, в последнем случае в шахматном порядке, расстояние между рядами принимают в 2—2,5 раза
Расчет газовой горелки 349
Расчетная схема эжекционной туннельной горелки среднего давления с прямым смесителем 1 — регулировочная заслонка для изменения количества эжектируемого воздуха; 2 — газовое сопло; 3 — всасывающий коллектор смесителя; 4 — камера смешения горловины; 5 — горловина эжектора; б — диффузор; 7—головка горелки огневой насадок; 8 — огнеупорный туннель
больше шага отверстий. Для обеспечения распространения пламени от отверстия к отверстию и предотвращения слияния факелов шаг между отверстиями принимают в 2,4—2,8 раза больше диаметра отверстий. Расчет эжекц. смесителя основывается на трех законах: импульсов (кол-ва движения), сохранения энергии и массы. При низком давлении газа его сжимаемостью пренебрегают. За расчетный режим принимают оптим., создаваемое при заданном коэфф, эжекции макс, избыточное давление смеси после эжектора, к-рое должно соответствовать потерям давления, получ. при расчете головки горелки. В противном случае вводят коррективы в конструкцию головки или эжектора. Для атм. горелок с малой скоростью эжекции А Рем/ / А Ргаз" 2 ,Мс2/Р - р Л/Р2 (1 + и) (1 + uS), где А Ргаз — давление газа перед соплом горелки; рс — коэфф, расхода сопла; Р-Рг/Рс — отношение площадей горловины Рг эжектора и сопла Рс; к — коэфф. потерь энергии в эжекц. трубке; и- - a'Vo/S — коэфф, эжекции, равный отношению засасываемого воздуха к расходу газа; S — плотность газа относительно плотности воздуха. Ур-ние оптимизируют из условия, что величина А Рем/А Ргаз—макс. Расчетное ур-ние головки горелки имеет_вид_А Рем/А_ Ргаз “ =рсЛ1(1+u)(l+п5)Р12/Р2, гдеР1 — отношение площади горловины Рг к площади выходных отверстий газовоздушной сме-си Ро.
При совместном решении ур-ний эжектора и головки горелки определяют все размеры эжекц. смесителя и необходимое давление газа А Ргаз при оптимальном значении Рс. Если давление
Схема вихревой горелки турбулентного смешения с периферийной подачей газа
— амбразура; 2 — газовый коллектор; 3 — кольцевой канал охлаждающего воздуха; 4 — входной воздушный патрубок; 5—улиточный завихритель; б ■— стенка воздушного канала; 7— туннель; л — количество отверстий в ряду; d — диаметр отверстий (индекс б — больших, м — малых); 5 — шаг между большими отверстиями
газа задано, то соответственно должны быть скорректированы коэфф, и и к. Последний зависит от типа эжекц. трубки. Площадь выходного сечения газового сопла Рс = ^с^газ/(2АРгаэу, где р газ — плотность газа.
Расчет горелок газовых туннельных среднего давления имеет свои особенности. При расчете головки горелки задаются значением диаметра выходного отверстия горелки do- Выбирают выходную скорость газовоздушной смеси w0 в зависимости от скорости проскока пламени. Определяют плошадь выходного отверстия головки горелки Fo"QU^" +aVo)/wo, где а — коэфф. избытка воздуха. Далее рассчитывают коэфф, потерь энергии Xi в головке горелки и туннеле. Для горелок среднего давления с полным предварит, смешением газа с воздухом используют эжекц. смесители с большой скоростью эжекции. Характеристическое ур-ние для таких смесителей имеет вид
АРсмАРгаз ^с Рс,
ер Р , кг ер (ее ) ■
х (1+mS)-^2m2S
где Ер, вр"/(Р1Р2у ) — поправочные коэфф., учитывающие расширение газа при истечении его из сопла (Pi, Рг — давление газа соответственно до и после сопла); — показатель адиабаты газа; кг — коэфф., учитывающий потери энергии во всасывающем коллекторе.
Горелку рассчитывают на оптим- режим, при к-ром давление, создаваемое эжекц. смесителем, макс, и должно быть равно потерям давления в головке и туннеле с учетом противодавления (разрежения) в топке. Площадь выходного сечения сопла Рс “ Q/(epc’)- ~VpW(26Pras)» 8= Vep /ЕЕ.
Если скорость истечения газа из сопла меньше критич., т.е. Р2/Р1 (Рг/Р1) кр,
ОСЬ ГОРЕЛКИ
Расчетная схема расположения струй в цилиндрической горелке
1 — стейка воздушного канала; 2 — закрученный поток воздуха; 3,5 — газовые струи, истекающие из больших и меньших отверстий; 4 — туннель; 6 — газовый коллектор; Я — глубина проникновения газовой струи в воздушный поток по наружному контуру; h — тоже, по оси газовой струи; I — расстояние от оси газовой струи до топки (индексы 6 мм относятся к струям большого и малого диаметров)
то проектируют сужающее сопло (для метана (Рг/Р1)кр~0,546, что соответствует ( А Ргаз)кр " 86 кПа. При давлении газа перед горелкой больше критич. применяют сопла Лаваля.
Расчет горелок газовых турбулентного смешения заключается в определении размеров закручивающего устройства (завихрителя), диаметра, числа и расположения отверстий для выхода газовых струй do в воздушный поток и необходимых давлений воздуха и газа перед горелкой. Горелки турбулентного смешения проектируют с центр, и периферийной подачей газа в закруч. или плоскопаралл. поток воздуха. По способу подвода воздуха, к-рый влияет на организацию закруч. факела, горелки можно разделить на след, типы: с простым тангенц. (тип Т), улиточным тангенц. (У), тангенц. лопаточным (ТЛ), аксиальным лопаточным (А) и аксиально-тангенц. (АТ). Осн. параметром, определяющим хар-ки закруч. потока, является интенсивность п его крутки. Она характеризуется отношением момента кол-ва движения закруч. потока к произведению кол-ва движения потока на диаметр канала. Для вихревых горелок всех типов рекомендуется задаваться значениями п в диапазоне 0,6—1,5. Р асиет закручивающего устройства горелок типов Т и У сводят к определению геометрии. размеров входного патрубка (спирального канала) по выбранному значению п. Для горелок с лопаточными завихрителями определяют число (не более 24) и геометрии. размеры лопаток: длину, толщину и угол их наклона (обычно 20—45°). Площадь воздушного тракта Рв - QQk! (Q/F), где Qh — низшая теплота сгорания газа;
350 Расчет переменных режимов водоподогревателеи
Q/F— тепловое напряжение поперечного сечения выходного канала, принимаемое в диапазоне 35—40 МВт/м2.
Отверстия для выхода газа из коллектора рассчитывают из условия желаемого распределения газовых струй в воздушном потоке. Газовые струи должны располагаться в зоне макс, скоростей воздушного потока с зазорами, не пересекаясь, не сливаясь. Отверстия в газовом коллекторе располагают в один или два ряда. Диаметр отверстий первого ряда по направлению движения воздуха больше диаметра отверстий второго ряда. Диаметр струй Устр, принявших направление движения потока воздуха, равен 0,75Л, где ft — расстояние от плоскости выходного отверстия до оси струи. Макс, шаг газовых отверстий в ряду принимают больше Остр. Число отверстий и их размеры рассчитывают в след, порядке. Вначале рассчитывают большие отверстия, принимая, что через отверстия большого диаметра подают 70 % общего расхода газа. После определения диаметра больших отверстий рассчитывают скорость wr и суммарную площадь больших отверстий. Диаметр газового коллектора определяют по скорости газа, равной 15—20 м/с. Необходимое давление газа находят по ф-ле АРгаз” -[1/(ЕрДг.о2)] (Wr2p газ/2), где Д г.о — КО- эфф. расхода газовых отверстий.
РАСЧЕТ ПЕРЕМЕННЫХ РЕЖИМОВ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕИ — определение параметров теплоносителей и тепловых потоков при нерасчетных режимах работы. Предполагается, что известны площадь поверхности нагрева подогревателя, расход теплоты и параметры теплоносителей; необходимо рассчитать новые параметры теплоносителей и расход теплоты при др. нерасчетном режиме, т.е. пересчитать режим теплообменного аппарата. Для этого удобно пользоваться безразмерными параметрами 6, е и со , к-рые определяют для греющего и нагреваемого теплоносителей: 0v-Wt/Wx, вх-Wx/Wf, вгОх 1; 8Г = =А/г/ A tmax", EX ” A tx/ Atmaxi Ег/е X " -д^г/Atx, tot-KF/Wt, tox-KF/wx; to г/ «> x” Wx/Wt, где W- GC — тепловой эквивалент расхода теплоносителя, Вт/°С [здесь G — расход теплоносителя, кг/с; С — уд. теплоемкость, Дж/ (кг -°C) ]; Ег — степень охлаждения греющего теплоносителя; A tt — разность темп-p; е х — . степень нагрева холодного теплоносителя; Д tt — разность темп-p; A /max — макс, разность темп-p между греющим и нагреваемым теплоносителями (разность входных темп-р); со — безразмерная хар-ка теплообменника.
Для теплообменника с известными площадью поверхности нагрева и др. конструктивными хар-ками существует три ур-
ния: баланса теплоты для греющего и нагреваемого теплоносителей и теплопередачи. Число параметров, полностью характеризующих режим водоподогревателя, включает четыре темп-ры и два расхода греющего и нагреваемого теплоносителей, а также расход передаваемого тепла (при паровом обогреве одна Темп-pa выпадает). Следовательно, при пересчете теплообменника четыре параметра должны быть заданы, а три определены из ур-ний. Ур-ние теплопередачи включает трансцендентную функцию (логарифм отношения темп-p) и в явном виде не. решается. Решение получают, используя безразмерное^ параметры * Е"(еш^"^-
Такое ур-ние можно написать для греющего и нагреваемого теплоносителей. В зависимости от постановки задачи используют разные комбинации привед. соотношений. Выражения для е через темп-ры отражают ур-ния балансов теплоты; через а> и 9 описывают теплопередачу в водоподогревателе. При любой постановке задачи можно использовать не более трех ур-ний, остальные будут удовлетворены тождественно.
Частой задачей при расчете тепловых схем тепловых пунктов систем теплоснабжения является пересчет теплообменника при изменении расхода теплоносителя. Расчетные значения безразмерных параметров 9 , е и ш известны. Пересчет их на новый режим производят по следующим соотношениям: _ 9_Т= -e^tWt/WxY, 9^\/9v, tov-tov4K/WY, сох” torOt, где W- W/W5 — отношение нового эквивалента расхода к расчетному, К —- отношение нового коэфф, теплопередачи к расчетному (если изменение коэфф. теплопередачи не учитывают, то К-1.)
По по луч. значениям 9 и <у по ф-ле рассчитывают е . Входные темп-ры теплоносителей известны, поэтому, зная е , определяют выходные темп-ры. Расход теплоты для водонагревателя вычисляют по балансу для любого теплоносителя: Q - -1ГДЛ
РАСЧЕТНОЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ — общее (насосное и естеств.) давление циркуляционное, к-рое выбирается для обеспечения расчетного гидравлич. режима в системе отопления. Р.ц.д. выражает располагаемую разность давлений, к-рую в расчетных условиях можно израсходовать на преодоление сопротивления движению теплоносителя в системе отопления, т.е. при ее гидравлич. расчете. Применительно к системе водяного отопления разность давлений, создаваемая насосом (насосное циркуляц. давление), постоянно; естеств. разность давления (естеств, циркуляц. давление) переменна — подвержена не
прерывному изменению в течение отопительного сезона вследствие возрастания или уменьшения плотности воды в разл. частях системы. Поэтому .общее (суммарное) давление циркуляц. также переменно. Взаимодействие пост, насосного и перем, естеств. давлений циркуляц. вызывает отклонение от расчетного гидравлич. режима системы отопления, что отражается на кол-ве поступившей в отопительные приборы нагретой воды и в итоге вызывает несоответствие теплоотдачи отопит, приборов теплопотерям помещений, т.е. разрегулирование системы отопления. Это взаимодействие различно в разных по конструкции системах водяного отопления, к-рые можно разделить на 2 группы: 1 — вертик. однотрубные и бифилярные системы и 2 — горизонт, однотрубные, бифилярные и двухтрубные системы. Для вертик. однотрубных и бифилярных насосных систем Р.ц.д. определяется как сумма давления, создаваемого циркуляционным насосом или передаваемого в систему отопления через смесительную установку (А Рн), и естеств. циркуляц. давления (АРе),, возникающего при высшей (расчетной) темпе-ре греющей воды в той или иной системе, т.е. А Рр- АРН + А Ре.
Для насосных систем отопления второй группы Р.ц.д. находится путем сложения насосного давления (А Рц) с уменьшенным на 60 % естеств. давлением (0,4 А Ре): А Рр - А Рц + 0,4 А Ре. Этим самым расчетный гидравлич. режим в системах второй группы относится к средней темп-ре отопит, сезона — периоду времени наиболее длит, стояния одной и той же темп-ры наружного воздуха и теплоносителя в системе отопления. Выбор разных периодов отопит, сезона для определения Р.ц.д., а следовательно, . для гидравлич. расчета двух разл. групп систем насосного водяного отопления, делается с целью поддерживать при их эксплуатации возможно дольше необходимую теплоотдачу отопит, приборов, т.е. способствовать тепловой устойчивости систем отопления. Р.ц.д. для любого вида систем отопления с естеств. циркуляцией теплоносителя находят как циркуляц. давление, возникающее вследствие охлаждения нагретого теплоносителя в теплопроводах и отопит, приборах при темп-ре наружного воздуха, принятой для проектирования отопления зданий и сооружений в данной местности.
РАСЧЕТНЫЙ ДЕБИТ (РАСХОД) ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ — расход геотермальной воды, равный суммарному макс, дебиту эксплу- атац. скважин термоводозабора, соответствующий утвержд. режиму его эксплуатации.
РАСЧЕТНЫЙ РАСХОД ГАЗА — основа для определения диаметров газопроводов и пропускной способности оборудования газовых сетей. Т.к. гор. системы газоснабжения не имеют аккумулирующих емкостей, за расчетные расходы принимают макс, часовые расходы газа. Для гор. газопроводов всех давлений и назначений их определяют по годовым расходам и макс, коэфф. неравномерности потребления газа бч-г1™" ”Кч.гта бгод/8760 " Qm^/m, где Очг^и бгод — макс, часовой расход газа за год и годовой расход; Кч.гтах—макс, коэфф, неравномерности потребления за год;"т— число часов использования максимума. Коэфф. Кч.гтах можно определить через месячный, суточный и часовой коэффициенты соотношением Кч.^- KMmaxAV”a%4max.
Коэфф. Кч.гтах в осн.зависит от числа потребителей газа. Процесс расходования газа для большинства потребителей имеет случайную природу, поэтому у отд. потребителей пики расхода газа не совпадают во времени. При сложении графиков расхода газа из-за разновременности пиков они уплотняются ■ и неравномерность уменьшается. Пик суммарного ■ графика всегда меньше суммы пиков слагаемых графиков. Чем больше потребителей присоединено к газопроводу, тем меньше будет неравномерность потребления и, следовательно, значение Кч.гтах.
Для определения макс, расходов газа в сетях обычно используют число часов использования макс, т (или 1/т), к-рое связано с коэфф, неравномерности соотношением т - 8760/Кч.гтах. Значения т связывают с численностью населения, напр., для малого города с населением в 100 тыс. человек т - 2800. Расчетное значение т следует выбирать по головному участку гидравлически связанной сети. Для крупных коммунальных предприятий число т, определ. опытным путем, приводится в СНиПу. Для пром, предприятий т в осн. зависит от числа рабочих смен. Расчетные расходы газа для внутридомовых и квартальных сетей определяют по двум методам, основ, на коэфф, одновременности или неравномерности. При первом методе макс, часовые расходы газа находят, используя коэфф, одновременности, включения газовых приборов квартир в ■п
пик потребления Qmax~ 2 К^йномлМ, где 11
Ко — коэфф, одновременности работы газовых приборов однотипных квартир, определяемый по общему числу присо- п
един, квартир X Nv, п — число типов 1
квартир; бномл — номин. расход газа приборами квартиры типа i; М — число квартир типа I.
, Коэфф, одновременности учитывает вероятность одноврем. работы газовых
приборов в пик потребления. Чем больше приборов присоединено к газопроводу, тем меньше вероятность одновременной их работы и тем меньше Ко. Кбэфф. одновременности определяется соотношением Ко ” т/п, где п — общее число газовых приборов; т — число газовых приборов, работающих в пик потребления.
Потребление газа в квартирах рассматривают как случайный процесс, при этом коэфф, одновременности с ростом числаквартирбудет приближатьсяк вероятности включения газооборудования одной квартиры в пик потребления Р. Это следует из предельной теоремы Бернулли о повторяемости опытов. Зная вероятность Р, можно по формуле Бернулли рассчитать вероятность включения в пик потребления неболее т квартир из общего числа п. Эта вероятность является доверит, вероятностью и определяет точность расчета. Обычно принимают доверит, вероятность равной 0,95. Зная т и п, рассчитывают К. В СНиПе приведены значения коэфф, одновременности в зависимости от числа квартир и их газооборудования. Данный метод не у читы- вает населенности квартиры. Если в одно-, двух- и трехкомнатных квартирах установлены четырехконфорочные плиты (так часто и бывает), то расчетные расходы газа во всех трех случаях будут одинаковы, а фактич. различны, что приведет к увеличению диаметров газопроводов в ма- лонасел. квартирах. Следовательно, метод коэфф, одновременности дает правильные результаты только при соответствии газооборудования населенности квартиры.
Метод коэфф, неравномерности лишен отмеч. выше недостатка. По нему расчетные расходы определяют с учетом населенности квартиры по годовым расходам газа и коэфф. неравномерности его потребления п
^-5 K.trmax((W8760)M, гае Qro«- 1
годовое потребление газа квартирой типа L Значение йгод зависит от характера потребления (на приготовление пищи или пищи и горячей воды) и числа людей, живущих в квартире. Величина Qmax не зависит от номин. расходов . газооборудования квартиры. При определении расчетных значений коэфф. Кч.гтах используют опытные данные и пересчеты расходов по коэфф, одновременности при строгом соответствии мощности у ста ио вл. газооборудования населенности квартиры. При расчете внутрицеховых газопроводов лучше использовать метод коэфф, одновременности, т.к. по техно- логич. соображениям не может быть несоответствия мощности установленного оборудования потребностям цеха, а коэфф, одновременности численно оценить легче, чем коэфф, неравномерности. '
РЕБРИСТАЯ ТРУБА — отопительный прибор конвективного типа, представляющий собой чугунную трубу с фланцами
Ребристая труба чугунная с литыми круглыми ребрами
1 — фланцы; 2 — ребра; 3 — канал для прохода теплоносителя
на концах, наружная поверхность к-рой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами диаметром 175 мм. Площадь внешн. поверхности Р.т. во много раз больше, чем у гладкой трубы таких же диаметра и длины. Вследствие этого Р.т. отличается значит, плотностью теплового потока .Кее недостаткам относят: большую металлоемкость [показатель теплового напряжения массы металла 0,25 Вт/(кг-°C) ] J малую механич. прочность ребер, трудность очистки от
Ребристая труба биметаллическая (двухъярусная модификация)
1 — калач; 2 — алюминиевое спирально-накатное оребрение; 3 — короткая резьба; 4 — распорка
пыли, непривлекат. внешн. вид. Этот устаревший чугунный отопительный прибор заменяется стальной трубой с ребрами (напр., прибором "Коралл" с прилитыми алюминиевыми ребрами глубиной всего 70 мм). Круглые Р.т. имеют длину 1,1,5 и 2 м, устанавливаются горизонтально в неск. ярусов, соединяются по змеевиковой схеме на болтах с помощью калачей •— фланцевых двойных отводов — и контрфланцев, образуя компактный мощный отопительный прибор. Выпускаются также стальные трубы со спирально-навивными ребрами или проволочными петлями (оцинков. горячим
способом или окрашенные) и ребристые биметаллич., представляющие собой стальные трубы диаметром 25—40ммсоспираль- но-накатными алюминиевыми ребрами наружным диаметром до 100 мм. Стальные и биметаллич. Р.т. соединяют между собой и с теплопроводами на резьбе или на сварке.
РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР — теплообменный аппарат, в к-ром теплота передается поочередным соприкосновением нагретой ихолодной среды с поверхностями одной и той же теплоаккумулирующей насадки. Р.т. бывают стационарные переключающиеся и враща-
Регоперативные теп лру тили заторы
а — стационарные переключающиеся; 6 — вращающиеся; 1 — переключающиеся клапаны; 2 — теплоаккумулирующая насадка;.?, 4—секторы приточного и вытяжного воздуха, ^—продувочный сектор; б—электродвигатель с редуктором; 7—корпус
ющиеся. Первые выполняют в виде насадок из металлич. стружки, гравия, щебня и др. материалов, к-рые попеременно переключаются вручную или автоматически в поток греющей или нагреваемой среды, т.е. с режима поглощения на режим отдачи теплоты. ЭтиР.т. не получили широкого распространения гл. обр. из-за громоздкости и трудности обеспечения необходимой герметичности переключаемых воздушных клапанов.
Широко распространенные вращающиеся Р.т. изготовляют в виде плоского цилиндра-насадки, разделенного на секторы, заполн. гладкими или гофриров. металлич. или пластмассовыми листами, сетками или стружками. Вращающиеся Р.т. могут передавать только либо явную, либо полную (явную и скрытую) теплоту. В последнем случае теплообменники называются * энтальпийными или сорбирующими. Их насадки выполняют из тонколистового асбеста, картона, бумаги, целлюлозы и т.п. сорбирующих материалов, обработ. в растворе хлористого лития. Корпус воздухо-воздушных Р.т. разделен на три сектора: через один проходит греющий вытяжной воздух, через другой — нагреваемый приточный воз
дух, третий небольшой сектор является продувочным шлюзом для удаления за- грязн. вытяжного воздуха, увлекаемого насадкой. Движение теплообменива- ющихся потоков организуется по противоточной схеме. Насадка вращается с частотой 5-20 мин-1 и теплоаккумулирующая масса, проходя через поток вытяжного воздуха, воспринимает теплоту, а затем, проходя через поток нагреваемого воздуха, отдает ее. Края ротора прилегают к уплотнениям в корпусе, к-рые разделяют воздушные потоки с разл. темп-рой. По сравнению с рекуперативным теплоутилиза- тором вращающиеся Р.т. обладают большой компактностью, меньшими аэродинамич. сопротивлением и металлоемкостью; кроме того, при их применении отпадает необходимость непрерывного удаления конденсата Осн. недостатки этихР.т.: перетекание загрязн. воздуха через уплотнения при вращении ротора (0,07—2%), вследствие чего они непригодны для применения в чистых и стерильных помещениях, помещениях категорий А и Б, а также для утилизации теплоты воздуха, содержащего вредные вещества 1 -го класса опасности. Эффективность современных вращающихся Р.т. зависит от скорости движения воздуха, частоты вращения и свойств теплоаккумулирующей насадки и достигает 0,9.
Осн. назначение Р.т. — утилизация теплоты отходящих газов и вытяжного воздуха. Технологич. схема утилизации теплоты вращающимися Р.т. аналогична схеме с применением воздухо-воздушных рекуператоров, за исключением того, что регулирование темп-ры приточного воздуха и борьба с обледенением теплообменной поверхности здесь могут осуществляться путем изменения частоты вращения ротора.
РЕГЕНЕРАТОР АКТИВНОГО ИЛА — часть коридоров аэротенка, в к- рую поступает ил, уплотнившийся во вторичных отстойниках, с концентрацией, значительно превышающей его концентрацию в аэротенках. Это позволяет увеличить массу ила в сооружениях, общую скорость процесса очистки сточных вод, сократить его продолжительность и объем аэротенка. С помощью системы распределения сточной воды и циркуляционного ила соотношение между объе-
Схема регенератора активного нла
1 — аэротенк; 2 — исходная сточная вода; 3 — регенератор; 4— циркуляц. активный ил; 5 — иловая смесь во вторичные отстойники •
мом Р.а.и. и аэротенка, называемое степенью регенерации ила, можно изменять в пределах 25—75%. Необходимость и степень регенерации ила обусловлены разницей в скоростях сорбции загрязнений и внутриклеточного окисления, которые определяют экспериментально для каждого вида сточных вод. В Р.а.и. происходит окисление сорбированных в-в и, следовательно, подготовка ила для след, цикла сорбции. Регенерацию активного ила применяют при очистке сточных вод с относительно высокой концентрацией загрязнений.
РЕГЕНЕРАЦИОННЫЕ РАСТВОРЫ ИОНООБМЕННЫХ УСТАНОВОК — водные растворы хим. реагентов, используемых для восстановления обменных свойств ионообменных материалов (катионитов и анионитов), применяемых в установках умягчения и обессоливания воды. Солесодержание Р.р.и.у. достигает 5—20 г/л, что в неск. раз превышает солесодержание искодной воды. Р.р.и.у. по этому показателю относят к разряду сточных вод. Согласно водоохранным нормам Р.р.и.у. не могут быть направлены ни в водоемы, ни в городскую канализацию без предварит, обработки и очистки или разбавления, т.к. они загрязняют водоемы минеральными солями.
Технология обработки Р.р.и.у. определяется содержанием компонентов в сточных водах, зависящим от типа ионитовых фильтров, возможности применения для обработки определ. реагентов и полноты утилизации получаемых побочных продуктов. Самая простая технология обработки таких вод заключается в выделении в процессе регенерации ионообменных фильтров наиболее мине- рализов. их части с последующим известково-содовым ее умягчением. Раствор после обработки содержит преимущественно хлористый натрий и может использоваться для последующих регенераций фильтров. В отд. случаях для осаждения магния можно вместо извести использовать едкий натр. ■
При использовании едкого натра упрощается эксплуатац. установок по обессоливанию и умягчению воды, снижается общее кол-во образующегося осадка, но неск. ухудшаются свойства шлама и эко- номич. показатели. Сброс отработавшего, регенерац. раствора (ОРР) носит залповый характер, поэтому при небольшом числе регенераций и ионообменных фильтров умягчение раствора целесообразно производить периодически с использованием баков-отстойников. При значит, числе регенераций натрий- катионовых фильтров предпочтительно усреднение ОРР с последующим умягчением в осветлителях воды. Этот процесс оценивают двумя параметрами:
получением Р.р.и.у., подлежащих использованию, и созданием условий разделения жидкой (NaCl) и твердой (шлама) [СаСОз и Mg(OH)2] фаз. Он определяет пропускную способность установок, в к-рых происходит обработка ОРР, и зависит в осн. от содержания в образующейся взвеси гидроксида магния Mg(OH)2.
Независимо от типа установок, в к- рых происходит реагентное умягчение ОРР, предусматривается уплотнение шлама, к-рое зависит от хим. состава и исходной концентрации твердой фазы. В целях утилизации шлам может использоваться в качестве пластификатора при приготовлении растворов для кирпичной кладки и изготовлении линолеума, а также наполнителя при произ-ве бумаги и резины, для нейтрализации кислых производств. СТОЧНЫХ ВОД И ОЧИСТКИ сточных вод от красителей и нек-рых в-в, обусловливающих ХПК. Шлам также может складироваться в накопителях и при технико-экономич. обосновании подвергаться механич. обезвоживанию.
С целью уменьшения сброса избытка ОРР возможно концентрирование его упариванием или электродиализом. Узел концентрирования устанавливают как до реагентного умягчения, так и после него. Для исключения применения дефицитной соды, произ-во к-рой неэкологично, может применяться технология, предусматривающая концентрирование ОРР на Na-катионитовых фильтрах с разделением солей. При этом получают кристаллин, повар, соль, возвращаемую на регенерацию филыпров, и товарный 35—40%-ный раствор хлоридов кальция и магния, к- рый может использоваться при низко- темп-рном произ-ве нек-рых сортов цемента. Технология обработки ОРР; не требующая применения кальциниров. соды, основана на использовании сульфата натрия для регенерации Na- катионитовых фильтров. При этом в ОРР будут содержаться сульфаты натрия, магния, кальция. Пересыщение раствора обусловливает выделение сульфата кальция, а дополнит, обработка известью приводит к образованию гидроксида магния. После доукрепления технич. сульфатом натрия обработ. раствор направляют на регенерацию фильтров. Для предотвращения гипсования загрузки при регенерации Na-катионитовых фильтров сульфатом натрия следует поддерживать скорость движения раствора в фильтре не менее 8—10 м/ч при концентрации этого раствора не более 1,5—2%.
В том случае, когда требования потребителя к умягченной воде ограничены содержанием в ней кальция, возможно использование раствора после выделения из него сульфата кальция и добав- 12 Заказ 4724
ления серной к-ты, при этом магний из ОРР не удаляется. При фильтровании воды через катионит, регеиериров. описанным способом, из нее будут удаляться только ионы Са"+ при проскоке ионов Mg2+. Важным в данной технологии является использование на водо- подготовит. установке одного реагента — серной к-ты, а также получение в качестве побочного продукта чистого сульфата кальция, к-рый может использоваться при произ-ве гипсовых вяжущих в-в и бетонных смесей.
Сточные воды С1-анионитовых фильтров содержат сульфаты, хлориды, бикарбонаты натрия. Предлагается ОРР этих фильтров обрабатывать совместно с ОРР Na-катионитовых фильтров путем аэрирования. Образующийся при смешении указанных растворов бикарбонат кальция при аэрации разлагается с выделением углек-ты и нерастворимого карбоната кальция. Остаточное содержание бикарбоната кальция можно удалить при обработке раствора известью.
Обработанный раствор после доукрепления повар, солью используют для последующих регенераций фильтров. После накопления в циркулирующем растворе ионов SO42' и Mg + производится их удаление из ОРР Na-катионитовых фильтров обработкой известью. Достоинством такой технологии является отсутствие потребности в кальциниров. соде, недостатком — опасность загипсо- вывания загрузки Na-катионитовых фильтров при скорости движения регене- рац. раствора менее 8—10 м/ч. .
Сточные воды аммоний-катионито- вых фильтров, регенерируемых хлористым аммонием, содержат хлориды кальция, магния и аммония. Обработка ОРР этих фильтров может производиться в два этапа: первый — обработка известью с выделением гидроксида магния, второй — обработка раствора диоксидом углерода и аммиаком с образованием осадка карбоната кальция,. После отделения осадка раствор может использоваться для регенерации фильтров. Сточные воды Н- катионитовых фильтров обессоливающих установок содержат сульфаты кальция, магния, натрия и серную к-ту. Целесообразно ОРР этих фильтров подвергать известкованию с выделением гидроксида магния и сульфата кальция. После известкования остаточное содержание солей в ОРР будет обусловлено в осн. сульфатом натрия и сульфатом кальция на пределе растворимости, т.е. 35—45 мг-экв/л. Практически полностью осадить остаточный кальций из ОРР можно использованием на втором этапе обработки кальциниров. соды.
Возможен также вариант обработки ОРР без использования соды с применением
извести и диоксида углерода в два этапа (но при достаточном содержании ■ Na2SO4, эквивалентном растворимости CaSO4): первый — с образованием гидроксида натрия; второй—с образованием карбоната натрия с осаждением кальция.
Раствор сульфата натрия, если он не может быть использован на водоподго- товит. установке, напр., для регенерации Na-катионитовых фильтров, должен подвергаться концентрированию электродиализом или упариванию с получением товарного реагента. Сточные воды ОП-анионитовых фильтров содержат сульфаты, хлориды натрия и избыток едкого натра. Необходимо стремиться к макс, уменьшению кол-ва последнего, что может быть достигнуто путем повторного использования ОРР для предварит, регенераций. В первую очередь следует оценить возможность применения ОРР ОП-анионитовых фильтров на водоподго- товит. установке, т.е. возможность перевода заработанных (перед регенерацией) Н- катионитовых фильтров в Na-форму их регенерацией к-той, что способствует уменьшению расхода к-ты, или регенерации Na-катионитовых фильтров, если' они есть в схеме умягченият При отсутствии такой возможности "необходимо ОРР ОН-анионитовых фильтров смешивать с . ОРР Н-катионитовых фильтров, содержащим сульфат натрия, и направлять на концентрирование с разделением солей.
РЕГЕНЕРАЦИЯ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ — процесс восстановления их первонач. формы и сорбционной способности с целью многократного использования и извлечения ценных компонентов. Р.и.с. может рассматриваться, как сдвиг равновесия реакции в сторону, противоположную процессу сорбции, происходящему при очистке воды. При регенерации Н-катионитовых фильтров растворами к-т обменные реакции протекают по уравнениям: 2 [КАТ] Na + +H2SO4 -* 2 [КАТ] Н + NaaSO4; [КАТ] гСа + + 2НС1-* 2 [КАТ] Н + СаС1г.
При регенерации анионитовых фильтров раствором щелочи происходит обменная реакция , [АН] 2SO4 + 2NaOH-* - 2 [АН] ОН + Na2SO4
Конечный результат регенерации выражается через восстановленную обменную емкость, а степень регенерации — через отношение восстановленной обменной емкости к полной. На степень регенерации ионитов оказывают влияние такие факторы, как тип ионита, состав насыщенного слоя, концентрация и расход регенерирующего в-ва, темп-ра, время контакта.
При глубокой регенерации, на последней ее стадии, извлечение сорбирован-
ных ионов требует большого расхода реагентов. Для практически полной регенерации часто применяемого катионита КУ-2 от ионов кальция (95—97%) требуется примерно 6 эквивалентов к-ты на 1 эквивалент полной обменной емкости ионита. Для полного удаления ионов натрия достаточно 2,5 эквивалента к-ты. В практике водоподготовки для регенерации катионообменных фильтров первой ступени, насыщенных ионами Са , Mg + и Na+, расходуется около 1 г-экв H2SO4 на 1 г-экв полной обменной емкости катионита (80—100 кг H2SO4 на 1 м3 смолы КУ-2). При этом восстановленная емкость составляет примерно 60% полной обменной емкости, т.е. 800 г-экв/м3 смолы; ионы. Na+ из смолы вытесняются практически полностью, а часть ионов Са2+ и Mg2+ накапливается при прямоточной регенерации в нижней части загрузки ионообменного фильтра. При водоподготовке Н+-катионитовые фильтры, как правило, регенерируют разбавленным (1—1,5%-м) раствором серной к-ты, при этом регенерирующий раствор пропускают через слой ионита со скоростью не менее 10 м/ч, что предотвращает выделение гипса на зернах смолы. Эффективность (степень) регенерации Н-катионита при удельном расходе серной к-ты 1; 2 и 3 кг- экв/кг-экв рабочей емкости КУ-2 составляет соответственно 0,68; 0,85; 0,91 долей единицы. Для регенерации сильноосновных анионитов, насыщенных анионами хлора и сульфатов, необходим двухкратный избыток вытесняющих ионов в реге- нерац. растворе. При регенерации слабоосновных анионитов этот избыток не превышает полуторакратного кол-ва.
Значит, трудность представляет десорбция ионов, сорбированных ионитами за счет комплексообразования с фиксиров. ионами, а также ионов металлов, гидролизов, и полимеризов. в фазе ионита. В этих случаях для Р.и.с. используют кон- центриров. растворы неорганич. (НС1, HF, HCN, H2SO4 и др.) или органич. (щавелевой, лимонной, этилендиаминтетра- уксусной и др.) к-т и их солей, образующих с извлекаемыми ионами прочные комплексные соединения. Регенерация ионитов, сорбирующих органич. соединения по механизму "чистого" ионного обмена, осуществляется с использованием тех же растворов, что и при десорбции неорганич. ионов, или смесью их с органич. растворителями, хорошо смешивающимися с водой (метанол, этанол, диоксан, ацетон, этилацетат и др.). Из отработ. раствора органич. растворитель отгоняют и используют повторно. В нек- рых случаях для регенерации гелевых ионитов используют окислители (NaClO, Н2О2, КМ11О4 и др.), к-рые добавляют в растворы обычно применяемых реагентов. Они разрушают сорбиров. примеси до со
единений с меньшими молекулярными массами.
РЕГЕНЕРАЦИЯ КОАГУЛЯНТОВ из осадков водопроводных станций — прием, позволяющий уменьшить расход коагулянтов, повысить экономичность работы очистных сооружений водопровода и сократить объем твердых отходов. Существующие способы Р.к. основаны на растворении продуктов гидролиза алюминия в к-тах, щелочах или органич. растворителях. Р.к. кислотами состоит в добавлении к сырому частично обезвоженному или сухому осадку раствора к-ты в пропорции, обеспечивающей . переход продуктов гидролиза коагулянтов в растворенную форму. Обычно для этой цели используют разбавл.или концентриров. растворы серной, реже соляной к-ты. Расход к-ты близок к стехиометрическому (80— 100 %), а длительность обработки осадка в зависимости от его состава и возраста составляет от неск. минут до неск. часов. Рекомендуемые значения pH регенерирующих растворов соответствуют 1,5—3,0. Средняя степень регенерации солей алюминия к-тами составляет 60— 80%, при этом наличие в осадке органич. примесей, инертных в-в, соединений железа и марганца ухудшает регенерацию. По мере развития в осадках криста ллизац. процессов их растворимость в к-тах уменьшается. Поэтому для Р.к. рекомендуется использовать осадки не позднее 4—5 ч после их осаждения в отстойниках (осветлителях) или 30—40 мин — после промывки фильтров. Разновидностью Р.к. к-тами является обработка осадков га- зообр. хлором, точнее растворами хлористоводородной и хлорноватистой кт, образующимися при растворении газо- обр. хлора. Одновременно с Р.к. происходят обесцвечивание и обеззараживание раствора коагулянта. Процесс протекает наиболее полно при расходе хлора, близком к стехиометрическому, и pH --2,5. Объем гидроксидного осадка после кислотной регенерации уменьшается в 5—10 раз. Для его обезвоживания используют термин, и механич. методы с нейтрализацией щелочными реагентами. После растворения осадков в раствор переходят загрязнения, сорбиров. в процессе очистки воды: взвешенные в-ва, окрашивающие примеси. Поэтому растворы регенериров. коагулянта целесообразно подвергать предварит, отстаиванию либо обработке хлором или озоном. Иногда для удаления органич. загрязнений регениров. растворы обрабатывают активными углями или . подвергают жидкофазному окислению кислородом воздуха пои темп-рах 175—250°С и давлении 10—104 кПа. Реже применяют ультрафильтрацию. Все оборудование,
используемое для кислотной Р.к., должно быть надежно защищено от коррозии.
Р.к. щелочами применяют значительно реже. Она заключается в обработке влажных осадков растворами карбоната натрия или известковым молоком. При этом регенерируется 20—60% алюминия. Расход щелочей составляет 100—120% стехиометрического, а оптимальные значения pH лежат в пределах 10—12. Преимуществами метода щелочной Р.к. являются меньшие концентрации органич. в-в в регенериров. растворе, отсутствие необходимости предварит, уплотнения (высушивания, прокаливания) осадка перед регенерацией, а также нейтрализации вторичного осадка; недостатками — меньшая степень Р.к. и более низкая концентрация регенериров. раствора.
Для более полного извлечения алюминия из растворов регенериров. коагулянтов применяют органич. экстрагенты и катиониты. При использовании метода экстракции на первой стадии осуществляют кислотную регенерацию. Затем к регенериров. раствору Добавляют аэкстран- гент, селективный к ионам алюминия (напр., смесь моно- и ди-2- этилгексилфосфорной к-т, растворенных в керосине), и после тщательного перемешивания производят разделение смеси в сепараторе. Наконец, с помощью серной к-ты выделяют из органич. фазы катионы алюминия. Преимущество этого метода по сравнению с кислотной и щелочной регенерациями состоит в очень высокой (до 99%) степени извлечения катионов А1 , недостатки — в сложности и пожароопасности технологии. Применение метода ионного обмена с помощью катионита КУ- 2 позволяет извлечь до 99,5% А13+. Однако, несмотря на преимущества очистки воды с регенерацией отработавших коагулянтов, этот метод не получил пока повсеместного применения.
РЕГЕНЕРАЦИЯ СОРБЕНТОВ — восстановление сорбц. свойств сорбентов,
содержащих загрязнения, поглощенные
ими в процессе очистки воды. Использу
ются след, методы Р.с.: термин, (высоко- темп-рная) — при темп-ре более 500°С;
тепловая (низкотемп-рная) — при темп- ре 100—1400°С, электротермии, гра-
нулиров. активных углей; хим. — активных углей, минер, иуглеминер. сорбентов; электрохим. активных углей; биологии,
Тепловую, хим. и биологии, регене
рацию можно осуществлять непосредственно в адсорберах, термин. — вне адсорберов. Хим. обработка сорбентов жидкими или газообразными реагентами при темп- рах до 100°С приводит к десорбции или деструкции сорбата. Примеры ее применения: десорбция фенолов (2—5%-м рас-
твором едкого натра), отмывка (десорбция) соединения тяжелых металлов (2—5%-м раствором к-ты), десорбция аммония (5— 10 % -м раствором повар, соли). В очистке воды практич. применение находят лишь минер, экстрагенты (к-ты, щелочи) и нек-рые органич. растворители (четыреххлористый углерод).
Тепловая регенерация — последоват. процессы десорбции и деструкции загрязнений, осуществляемые при нагревании сорбентов паром или инертным газом без карбонизации органич. сорбата. Примеры применения: десорбция углеводородов парафинового ряда Сз-Сы; десорбция фенола — 260—340°С; десорбция капролактама — 300—340°С; десорбция ксилола — 260—280°С. Продукты десорбции и деструкции загрязнений хим. и тепловой регенерации конденсируются и подвергаются переработке (в т.ч. утилизации) как концентриров. сточные воды. Рациональное кол-во элюатов хим. и тепловой регенерации 1—5% объема очищ. воды. Интенсификация этих методов Р.с. в отд. случаях возможна с помощью катализаторов (в т.ч. соединений тяжелых металлов — железа, марганца и др.), а также кремнийорганич. в-в.
Нагрев сорбентов паром целесообразнее вследствие более дешевой переработки элюатов. Хим. и тепловая регенерация применяется в осн. на локальных очистных сооружениях пром, предприятий произ- стью 1—5 тыс. м3/сут, хим. регенерация — при очистке сточных вод гальванич. производств, предприятий хим. пром-сти и обработки цветных металлов и их руд.
Термин, и электротермич. регенерации используются для восстановления сорбц. свойств активных углей, содержащих нелетучие, недесорбируемые и термонестабильные компоненты сорбата. Принцип этих методов Р.с. — последоват. термодеструкция сорбата до летучих продуктов и конденсирующихся (коксующихся) полупродуктов с их последующей реактивацией агентами-активаторами (Ог, НгО, СОг и др.), сопровождающейся образованием вторичного активного угля и вторичных летучих продуктов, и дальнейшим дожитом всех летучих продуктов. Оптим. условия применения термин, и электпотермич. регенераций: темп-ра 650—920°С, содержание в реактивирующей среде кислорода — 0,1 —2 %, водяного пара — 2—30 %, время термообработки при темп-pax выше 500°С — 2—20 мин. Электротермич. регенерация осуществляется за счет внешн. или внутр, нагрева активного угля электрич. током в спец, печах непрерывного действия с поддувом азота или СОг. Внешн. нагрев сорбента возможен в барабанных электропечах типа СБЗ, произ- стью 10(15)—50(70) кг активного угля в час, с общим расходом электроэнергии 3—
6кВт.ч/кг. Внутр, нагрев активного угля возможен в спец, вертик. печах непрерывного или периодич. действия (расход электроэнергии 1,5—3 кВт.ч/кг). Электротермич. регенерацию целесообразно применять в случаях высококипящих органич. сорбатов (tKn ~ 100—450°С) и при цезначит. содержании коксующихся компонентов сорбата (белков, смол), в т.ч. при сорбции из воды углеводородов. Термин, регенерация — осн. тип регенерации активных углей и углеминер. сорбентов, используемых для очистки природных и сточных вод. Она осуществляется в процессе нагрева и реактивации сорбента топочными газами, продуктами сгорания топлива. В качестве топлива используются газ, керосин, печное топливо при их не- посредств. контакте с сорбентами, с дополнит. подачей пара 'или без него. Термин, регенерацию выполняют в вертик. шахтных и многоподовых печах, в барабанньщ вращающихся печах (ПВ-07, 1,6—2,6 м, длина 6—18 м) и печах с кипящим слоем (для высокопрочных сорбентов марки АА и МО. Расход топлива при этой регенерации 0,5—1,5 кг/кг активного угля, топочных газов 0,5— 2 нм3/кг активного угля. Схема термин, и электротермич. регенерации включает: выгрузку сорбента из адсорберов, подачу их к печи (гидротранспортом или конвейером), отмывку от соединений тяжелых металлов (если это необходимо), обезвоживание до влажности 45—60% (на вакуум-фильтрах или дренирующих шнеках) , собственно термообработку, охлаждение и замачивание регенерир. сорбента, возврат его в адсорбер. Потери гранулир. активного угля при термин, и электро- тррмич. регенерациях — 10—20% за цикл. Экономически целесообразны узлы (цехи) этих регенераций активного угля произ-стью не менее 10—30 кг активного угля в час (термич. регенерации не менее 200—300 т/год).
РЕГИСТР — нагреват. элемент отопительного прибора, представляющий собой систему каналов для движения теплоносителя в системе отопления, состоящую из неск. паралл. ниток, соединенных с двумя вертик. колонками, через к-рые подается в прибор и отводится из него теплоноситель. Р. отличается от змеевика отопительного прибора уменьшенными потерями давления вследствие движения расчлененных потоков теплоносителя по отд. параллельно располож. ниткам.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЯТОРА — изменение подачи воздуха и др. параметров работы вентилятора, осуществляемое спец, регулирующими устройствами, к-рые можно разделить на 3 группы. В первую входят клапаны, шйбе-
Схема регулирования радиального вентилятора дросселированием
а — зависимость подачи воздуха L от развиваемого вентилятором давления Р; б — зависимость подачи воздуха от вентилятора степени открытия дросселя; N — мощность вентилятора; 7/ — кпд; Л—Е — рабочие точки; 5дк — степень закрытия дросселя; 1 — вентилятор; 2 — дроссель
ры, задвижки, диафрагмы и т.п. устройства, дросселирующие сеть (при пост, числе оборотов), т.е. изменяющие ее хар-ку, но сохраняющие хар-ку вентилятора. Дросселирование — широко распростран., но самый неэкономичный способ Р.в., заключающийся в искусств, введении в сеть дополнит. сопротивления (шибера или др.). При этом сопротивление сети увеличивается, поэтому хар-ка ее становится более крутой и рабочая точка вентилятора передвигается из положения А по хар-ке вентилятора влево вверх, определяя новые значения параметров — положенияБнВ и т.д. Дросселирование уменьшает мощность на валу электродвигателя и вместе с тем повышает долю энергии, расходуемой при Р.в. (бесполезные потери давления на шибере АРш). Чем глубже процесс Р.в., тем более непроизводительна затрата мощности.
Вторую группу образуют электродвигатели пост, 'тока, фрикц. передачи, гидромуфты, индукторные муфты скольжения и множество др. устройств, изменяющих частоту вращения рабочего колеса (хар-ка вентилятора) при неизменной хар-ке сети. Этот способ наиболее экономичный, т.к. при уменьшении подачи воздуха в данном случае потребляемая мощность на валу электродвигателя снижается пропорционально третьей степени отношения частоты вращения. Этим способом можно и увеличить подачу воздуха, однако применяется он редко. Экономичность всей установки, т.е. вентилятора с приводом, зависит от способа изменения частоты вращения рабочего колеса. Электродвигатели с реостатом в цепи ротора (с фазным ротором) позволяют плавно изменять подачу воздуха в широких пределах, доступны для автоматич. регулирования, но громоздки из-за значит, размеров жидкостного (обычно масляного) реостата, к-рый требует пост, наблюдения и неудобен в эксплуатации.
Очень удобен для Р.в. паротурбинный привод, однако из-за дороговизны и сложности эксплуатации он может быть реко-1 мендован для отд. крупных установок. Иногда для регулирования частоты вращения электродвигателя применяется дорогостоящий вентильный каскад. Регулирование частоты вращения вала вентилятора с помощью гидромуфты происходит при неизм. частоте вращения вала электродвигателя, т.е. используют обычный асинхр. электродвигатель. Частоту вращения ведомого вала регулируют изменением подачи рабочей жидкости в гидромуфту..
■ Электрич. аналог гидромуфты — индукторная муфта скольжения, где связь между валами осуществляется не жидкостью, а магнитным потоком, создаваемым обмоткой возбуждения. Достоинство индукторной муфты скольжения — возможность дистанц. управления, однако из-за высокой стоимости и низкого кпд она, как и гидромуфта, применяется только в крупных установках для неглубокого Р.в. Для Р.в. мощностью до 10—15 КВт применяют вариатор частоты вращения ременный.
Ко вТОройтруппе регулирующих устройств можно отнести способы, основанные на изменении ширины рабочего колеса с помощью передвижного входного патрубка или передвижного диска. Перемещая эти устройства, снижают подачу за счет уменьшения ширины рабочего колеса. Применение этих способов целесообразно при глубине Р.в. до 0,5.
Устройства третьей группы, к к-рым относятся входные направляющие аппараты, устанавливаемые в вентиляторном агрегате, одновременно изменяют хар-ки вентилятора и сети. Закручивая поток воздуха перед рабочим колесом вентилятора в ту или др. сторону, можно изменять угол входа, подачу воздуха и полное, давление вентилятора. Т.к. с понижением хар-к полного давления уменьшается и кпд вентилятора, снижение мощности происходит не прямо пропорционально уменьшению произведения расхода воздуха на давление. Из схемы видно, что изменение мощности при закручивании потока воздуха перед рабочим колесом происходит по линии 51—Бз; при регулировании путем дросселирования изменение мощности происходит по линии 51—5б.
Известно 9 типов направляющих аппаратов, из них в системах вентиляции широко применяются осевой, радиальный, упрощ. осевой и цилиндрич. конструкции Л. А. Рихтера, упрощ. радиальный конструкции А.Г. Бычкова. Работа этих аппаратов основана на принципе создания в потоке воздуха в результате его закручивания перед рабочим колесом нек- рого момента кол-ва движения. Ре-
Характернстики вентилятора при регулировании закручиванием потока воздуха при входе па рабочее колесо
Р—давление, развиваемое вентилятором; L — подача воздуха; N — мощность вентилятора; а — угол поворота направляющего аппарата; АРш — потеря давления при регулировании шибером; А, Б — рабочие точки
гулирование направляющим аппаратом вентиляторов с загнутыми вперед лопатками экономичнее, чем вентиляторов с лопатками, загнутыми назад.
Выбор способа Р.в. зависит от ряда факторов: стоимости регулирующего органа, номенклатуры выпускаемого оборудования, потребляемой мощности и диапазона изменения подачи воздуха, продолжит, работы, стоимости 1 кВтч электроэнергии. При подборе вентиляторов следует учитывать нек-рое снижение их кпд из-за применения регулирующих устройств. Для систем вентиляции ЦНИ- ИПромзданий рекомендует принимать следующие значения коэфф, понижения кпд вентиляторов: для дроссель-клапа- на — 1, для осевого направляющего аппарата — 0,96, для гидромуфты — 0,98, для индукторной муфты скольжения —0,96, для ременного вариатора — 0,86.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ — на- правлейное изменение регулируемых параметров системы воздушного отопления с целью обеспечения необходимой теплоотдачи в обслуживаемые помещения. .
Различают пусконаладочное и экс- плуатац. Р.с.в.о. Первое проводят перед сдачей системы в эксплуатацию для получения проектной теплоподачи в помещения и осуществляют с помощью
регулирующих клапанов и дросселирующих шайб. Эксплуатационное Р.с.в.о. обеспечивает изменение теплоподачи по заданному закону при изменении внешн. возмущающих воздействий на здание (темп-ры наружного воздуха, скорости ветра, солнечной радиации) и внутр, тепловыделений. Переменный режим теплоподачи достигается изменением тепловой мощности воздухонагревателя с дополнит, индивид, количеств, регулированием на входе в каждое помещение (в центральном воздушном отоплении) .
Регулирование тепловой’ мощности системы воздушного отопления может быть качественным, когда изменяется темп-pa нагретого воздуха за счет изменения темп-ры и расхода первичного теп-
Схема автоматизации воздушного отопительного агрегата
1 — калорифер; 2 — вентилятор; 3 — электродвигатель; 4—магнитный пускатель; 5—промежуточное реле; 6 — датчик температуры; 7 — исполнительный механизм; 8 — регулирующий орган
доносителя системы отопления; количеств., когда изменяется кол-во подаваемого воздуха при неизменной его темп- ре; смешанным, когда изменяются темп- ра и кол-во вводимого воздуха (качественно-количественным) . Количеств. Р.с.в.о. с естеств. циркуляцией обеспечивает пропорц. изменение потоков воздуха по всем ответвлениям (саморегулируемые, устойчивые системы). Необходимая пропорциональность изменения теплоподачи достигается также при качеств, регулировании местных вентиляторных систем. В центр, системах воздушного отопления с механич. побуждением качеств. Р.с.в.о. целесообразно дополнять изменением расхода подаваемого воздуха как для гравитац. систем (см. Воздушное отопление^. .
РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — процесс поддержания в заданных пределах темп-ры и влажности воздуха обслуживаемого помещения. Отклонения параметров от заданных значений
возникают в результате тепловых и влажностных возмущающих воздействий в помещении (влагопоступлений, теплопо- терь). Кроме того, параметры наружного воздуха, обрабатываемого в кондиционере, претерпевают изменения во времени, что требует регулирования мощности аппаратов для термодинамич. обработки воздуха с целью стабилизации его параметров на выходе из аппарата. Регулирование кондиционеров, как правило, осуществляется автоматически. Система автоматич, регулирования кондиционирования воздуха является многоконтурной системой. Отд. контуры предназначены для стабилизации темп-ры и влажности воздуха помещения. Поддержание параметров внутр, воздуха осуществляется изменением параметров (качеств, регулирование) и расхода (количеств, регулирование) приточного воздуха. Допустимые колебания параметров внутр, воздуха различны и зависят от назначения помещения, поэтому технич. средства автоматизации системы кондиционирования воздуха должны соответствовать требуемой точности поддержания параметров.
Наиболее распространено регулирование относит, влажности воздуха по методу точки росы. Относит, постоянство влажности воздуха обеспечивается поддержанием пост, темп-ры точки росы приточного воздуха. Использование данного метода возможно в помещениях с не- значит. колебанием влаговыделений, в противном случае необходимо изменять влагосодержание приточного воздуха. Регулирование темп-ры воздуха осуществляется изменением мощности воздухонагревателя второго подогрева. Метод регулирования по оптим. режиму позволяет избегать повторного нагрева или охлаждения воздуха в кондиционере и рационально использовать рециркуляцию, что обеспечивается определ. последовательностью обработки воздуха в кондиционере. Вся совокупность сочетания параметров наружного климата в течение года в определенном география, пункте может быть разбита на 12 зон. Для каждой из них присуща определ. последовательность обработки воздуха в аппаратах кондиционера, при этом используют байпасирование форсуночной камеры, адиабатич. увлажнение воздуха, переменную рециркуляцию воздуха, что обеспечивает более 50% экономии холода и более 80% экономии теплоты.
Метод количеств, регулирования осуществляется изменением расхода приточного воздуха, при этом изменяется кол-во теплоты, холода и влаги, вносимых воздухом в помещение, что приводит к изменению темп-ры и влажности внутр, помещения. Изменение расхода воздуха обеспечивается изменением частоты вра
щения вентилятора —- с помощью направляющего аппарата перед ним или регулирующих клапанов на сета воздуховодов. Снижение расхода воздуха ограничено миним. кол-вом расхода воздуха, что сужает рамки метода. Более широкие возможности имеет метод количественно-качеств. регулирования, в к-ром используется одновременное изменение расхода и параметров приточного воздуха. ,
РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — направленное изменение регулируемых параметров системы отопления для обеспечения необходимой теплоотдачи в обогреваемые помещения. Различают пусконаладочное и эксплуа- тац. Р.с.о. Первое проводят перед сдачей системы в эксплуатацию для получения проектных значений теплопередачи в помещения, осуществляют с помощью регулирующих клапанов, дросселирующих шайб или вставок иного диаметра в теплопроводы системы отопления. Эксплуатац. Р.с.о. предназначено для изменения теплопередачи в обогреваемые помещения в зависимости от текущих метеорология. условий (возмущающих воздействий на здание темп-ры наружного воздуха, скорости ветра и солнечной радиации) и от величины внутр, тепловыделений и теплопоступлений (вызывающих отклонение темп-ры внутр, воздуха от заданной). Изменение теплопередачи обеспечивается изменением темп- ры и расхода теплоносителя в системе отопления, т.е. может быть качеств, и количественным. Качеств. Р.с.о. может проводиться на тепловой станции (центральное регулирование), может быть групповым (в ЦТП) и местным (в ТИП), количеств., кроме того, — индивидуальным. Индивид, количеств. Р.с.о. выполняют вручную с помощью регулирующих кранов (напр., краны КРТ) и клапанов, а также автоматически в зависимости от отклонения темп-ры воздуха в помещениях. Нарушение расчетной теплопередачи в обогреваемые помещения наз. разрегулированием системы отопления. Качеств. Р.с.о. естеств. циркуляцией теплоносителя (воды, воздуха) обеспечивает пропорцион, изменение потоков теплоносителя по всем разветвлениям (саморегулирующиеся , самонастраивающиеся системы). В разветвл. системах отопления с механич. побуждением циркуляции теплоносителя качеств. Р.с.о. дополняется изменением расхода теплоносителя как для гравитац. систем.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА — процесс изменения теплоотдачи отопительного прибора при изменении темп-ры теплоносителя и его расхода
Регулирование расхода воды трехходовым краном КРТ
а — вода из однотрубного стояка полностью протекает в отопительный прибор;б—вода частично протекает в него; в — вода обходит отопительный прибор; I — однотрубный стояк; 2 — обходной уча- сток;3—трехходовой кран КРТ; 4—подводка; 5 — заслонка '
(см. Расход воды в тепловых сетях закрытых систем теплоснабжения) в соответствии с дефицитом теплоты в обогреваемом помещении.
РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕВАТОР — водоструйный насос для присоединения систем отопления зданий к тепловым сетям, в к-ром обеспечено изменение соотношения расходов подмешиваемой
(обратной от системы отопления) и горячей воды из тепловой сети (коэфф, смешения) . Возможность изменения этого соотношения в Р.э. позволяет в отличие от нерегулируемого элеватора изменять темп-ру смеш. воды, подаваемой в местную систему отопления, при изменении расхода воды из сети. Получили распространение Р.э. с регулируемым сечением сопла и двухсопловые. К первым относятся Р.э. типов "Электроника-РШ", "Электроника-Р?" и ЭА. Р.э. типа "Электроника- Р1М", выпускаемые семи типоразмеров, состоят из собственно элеватора, исполнительного механизма (двигателя, редуктора) и электронного блока. Внутри корпуса Р.э. расположены сопло и регулирующий плунжер (игла) с конич. наконечником. Электронный блок включает регулятор с двумя датчиками темп-ры — наружного воздуха и смеш. воды. С помощью настроечных органов регулятору задается темп-рный график регулирования, требуемый для данной системы отопления. Прй отклонении темп-ры наружного воздуха, напр., в сторону возрастания, регулятор вырабатывает команду исполнит, механизму, к-рый с помощью двигателя перемещает плунжер в сторону уменьшения плошади сечения сопла. Это приводит к сокращению расхода воды из сети и повышению коэфф- смешения, т ,е. к снижению темп-ры смеш. воды, подаваемой в систему отопления. Снижение будет происходить до тех пор, . пока темп-pa не достигнет значения, за
данного графиком.
В Р.э. типа ЭА, аналогичном по принципу действия и конструкции Р.э.
Схема автоматизированного элеватора с регулируемым соплом
1 — элеватор; 2 — исполнительный механизм; 3 — блок автоматики; датчики; 4—температуры наружного воздуха; 5 — воздуха в помещениях; б — смешанной воды в местную систему отопления
Схема автоматизированного двухсоплового элеватораСхема автоматизированного двухсоплового элеватора1 — регулятор отпуска теплоты; 2 — регулирующий клапан; 3 — двухсопловый элеватор; 4 — обводной трубопровод; 5 — система отопления1 — регулятор отпуска теплоты; 2 — регулирующий клапан; 3 — двухсопловый элеватор; 4 — обводной трубопровод; 5 — система отопления
Схема автоматизированного двухсоплового элеватора
Схема автоматизированного двухсоплового элеватора
1 — регулятор отпуска теплоты; 2 — регулирующий клапан; 3 — двухсопловый элеватор; 4 — обводной трубопровод; 5 — система отопления
1 — регулятор отпуска теплоты; 2 — регулирующий клапан; 3 — двухсопловый элеватор; 4 — обводной трубопровод; 5 — система отопления
типа "Электроника-Р 1М", обеспечивается соосная с теплопроводом теплосети подача сетевой воды. В выносном блоке автоматики 3 размещают электронный регулятор и программное реле времени. Благодаря наличию датчиков.? Р.э. типа ЭА, а также типа "Электроника-Р7" регулируют отпуск теплоты с коррекцией по темп-ре воздуха в помещениях, т.е. осуществляют комбинир. регулирование. Поэтому Р.э. этих типов мргут применяться для более экономичного пофасадного автоматич, регулирования (см. Автоматизация тепловых пунктов). Наличие программного реле времени позволяет реализовать программное регулирование отпуска теплоты, напр., снижение отпуска ее ночью и в нерабочее время, и получить дополнит. экономию тепловой энергии.
ВдвухсопловомР.э. используют два соосно размещенных сопла: внешн. и внутреннее. Вйешн. сопло, в к-рое подается часть потока сетевой воды, является регулируемым; внутр, в к-рое подается др. часть потока сетевой воды по обводному трубопроводу 4, — базовым. Его рассчитывают на 25—30% номин. расхода сетевой воды при повыш. коэфф, смешения (по сравнению с номин. его значением). Регулируемое сопло рассчитывают на 70— 75% номин. расхода. В теплые дни отопительного сезона регулятор отпуска теплоты 1 с датчиками темп-ры наружного воздуха fH и темп-ры смеш. воды т п воздействует на клапан 2, к-рый полностью закрывается. Вследствие повышения коэфф, смешения в системе отопления устанавливается пониж. темп-pa воды. В холодные дни регулятор отпуска теплоты I открывает клапан 2, при этом увеличивается до номин. значения расход воды из сети, поступающей к элеватору 5, коэфф, смешения снижается до своего номин. значения, темп-pa смеш. воды, подаваемой в систему отопления, увеличивается до требуемого значения.
РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД НАСОСОВ — автоматизиров. система, позволяющая насосу работать с
переменной угловой скоростью. Ре- тулирование угловой скорости дает возможность привести режим работы насосной установки в соответствие с режимом водопотребления или водоотведения района обслуживания. Р.э.и. состоит из электродвигателя, устройства, изменяющего угловую скорость электродвигателя, и аппаратуры управления. Иногда в состав
Механические характеристики насосного агрегата (кривая 2) и асинхронного электродвигателя (кривая 2)
Р.э.н. входят ременная или зубчатая передача, гидравлич. или электрич. муфта скольжения и т.п. При этом регулирование угловой скорости насоса может осуществляться при пост, угловой скорости электродвигателя за счет изменения передаточного отношения трансмиссии. В таких случаях Р.э.н. дополняется устройством, изменяющим передаточное отношение трансмиссии-
Механич. хар-ки регулируемого электропривода в отличие от хар-к нерегулируемого "мягкие", т.е. изменяют свое положение и форму в процессе регулирования угловой скорости. Если при этом вращающий момент электропривода становится больше момента сопротивления насоса, то насосный агрегат начинает работать с ускорением до тех пор, пока эти моменты не уравновесятся и не наступит установившийся режим работы агрегата. Если в процессе регулирования вращающий момент электродвигателя станет меньше момента сопротивления насоса, то агрегат начнет работать с замедлением впредь до наступления установившегося режима работы.
Р.э.н. подразделяют на две осн. группы: пост, и перем, тока. В насрсных установках преимущественное распространение получили электродвигатели перем, тока. Р.э.н. перем, тока бывают трех осн. групп: частотные, с дополнит, сопротивлением в роторной цепи и с приводом на базе асинхронно-вентильного каскада.
Частотный Р.э.н. состоит из асинхронного короткозамкнутого электродвигателя и тиристорного преобразовать-
Регулируемый электропривод насосова— частотный; б— по схеме асинхронно-вентильного каскада; в — на базе вентильного электродвигателя; г — с электромагнитной муфтой скольжения; 1 — электродвигатель; 2 — выпрямитель; 3 — инвертор; 4 — насос; 5 — согласующий трансформатор; 6 — дроссель; 7 — выпрямитель неуправляемый; 8 — датчик положения ротора; 9 — система импульсно-фазового управления инвертором; 20— автотрансформатор; 11 — источник постоянного тока; 12—щетки; 13 — контактные кольца; 14—индуктор электромагнитной муфты скольжения; 15— обмотка возбуждения электромагнитной муфты скольжения; 16 — якорь электромагнитной муфты скольженияРегулируемый электропривод насосова— частотный; б— по схеме асинхронно-вентильного каскада; в — на базе вентильного электродвигателя; г — с электромагнитной муфтой скольжения; 1 — электродвигатель; 2 — выпрямитель; 3 — инвертор; 4 — насос; 5 — согласующий трансформатор; 6 — дроссель; 7 — выпрямитель неуправляемый; 8 — датчик положения ротора; 9 — система импульсно-фазового управления инвертором; 20— автотрансформатор; 11 — источник постоянного тока; 12—щетки; 13 — контактные кольца; 14—индуктор электромагнитной муфты скольжения; 15— обмотка возбуждения электромагнитной муфты скольжения; 16 — якорь электромагнитной муфты скольжения
Регулируемый электропривод насосов
а— частотный; б— по схеме асинхронно-вентильного каскада; в — на базе вентильного электродвигателя; г — с электромагнитной муфтой скольжения; 1 — электродвигатель; 2 — выпрямитель; 3 — инвертор; 4 — насос; 5 — согласующий трансформатор; 6 — дроссель; 7 — выпрямитель неуправляемый; 8 — датчик положения ротора; 9 — система импульсно-фазового управления инвертором; 20— автотрансформатор; 11 — источник постоянного тока; 12—щетки; 13 — контактные кольца; 14—индуктор электромагнитной муфты скольжения; 15— обмотка возбуждения электромагнитной муфты скольжения; 16 — якорь электромагнитной муфты скольжения
Регулируемый электропривод насосов
а— частотный; б— по схеме асинхронно-вентильного каскада; в — на базе вентильного электродвигателя; г — с электромагнитной муфтой скольжения; 1 — электродвигатель; 2 — выпрямитель; 3 — инвертор; 4 — насос; 5 — согласующий трансформатор; 6 — дроссель; 7 — выпрямитель неуправляемый; 8 — датчик положения ротора; 9 — система импульсно-фазового управления инвертором; 20— автотрансформатор; 11 — источник постоянного тока; 12—щетки; 13 — контактные кольца; 14—индуктор электромагнитной муфты скольжения; 15— обмотка возбуждения электромагнитной муфты скольжения; 16 — якорь электромагнитной муфты скольжения
теля, в к-ром пост, частота тока, питающего электрич. сети,, преобразуется в перем. Пропорционально перем. частоте регулируется угловая скорость электродвигателя и сочлененного с ним насоса. Частотным Р.э.н. оснащают преимущественно низковольтные (380—660 В) насосные агрегаты мощностью до 400— 1600 кВт. Частотные преобразователи подразделяют на два вида— со звеном пост, тока и с непос- редств. связью без звена пост. тока. Чаще используют первые. Частотные преобразователи выполняют на базе автономных инверторов тока и напряжения, а также автономных инвенторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией, к-рые отличаются высокими энергетич. хар-ками.
Р.э.н. с дополнит, сопротивлением в роторной цепи состоит из асинхронного электродвигателя с фазным ротором и реостата. Плавное регулирование угловой скорости электродвигателя обеспечивается при использовании жидкостных реостатов. Наряду с ними применяют блоки резисторов, изго- товл. из металлич. сплавов, обладающих высоким уд. электрич. сопротивлением (константан, нейзильбер и т.п.). Блоки резисторов включают в роторную цепь с помощью контакторов, обеспечивая при этом ступенчатое регулирование угловой скорости электродвигателя и сочлененного с ним насоса. Введение в роторную цепь дополнит, сопротивления влечет за собой потери энергии скольжения, к-рые выделяются в виде тепла в реостатах. Мощность потерь скольжения пропорциональна потребляемой насосом мощности. Для более экономичного регулирования угловой скорости в роторную цепь электродвигателя вводят встречную эдс. Привод по схеме асинхронно-вентильного каскада, в к-ром осуществляется этот принцип регулирования, состоит из электродвигателя с фазным ротором, преобразователя и вспомогат. устройств: пусковых резисторов, станции управления, согласующего
трансформатора, сглаживающего дросселя. Преобразователь асинхронновентильного каскада служит для введения встречной эдс и рекуперации энергии скольжения обратно в питающую сеть. Он состоит из неуправляемого вентиля и управляемого инвертора.
Специфика использования насосов в системах водоснабжения и водоотведения не требует регулирования угловой скорости в полном диапазоне. Благодаря тому, что насосы работают с противодавлением, обусловленным подъемом воды на высокие геодезич. отметки поверхности земли и верхние этажи зданий, достаточно регулировать угловую скорость насосов на 20—50% ниже миним. значений. Эта особенность позволяет использовать в приводе насосов сравнительно простые схемы асинхронно-вентильного каскада, обеспечивающие регулирование угловой скорости в узком диапазоне (до 50% номин. значения).
Особое место в ряду Р.э.н. перемен, тока занимает привод на базе вентильного электродвигателя. Вентильным электродвигателем наз. элек- тромеханич. система, состоящая из тиристорного преобразователя частоты, синхронного электродвигателя перем, тока и устройства, указывающего положение ротора электродвигателя в пространстве. Преобразователь выполняется с промежуточным звеном пост, тока и состоит из управляемых выпрямителя и инвертора. Для сглаживания пульсаций выпрямл. напряжения в звено постоянного тока включаются сглаживающие дроссели. По принципу действия вентильные электродвигатели аналогичны двигателю пост, тока, у к-рого функции коллектора и щеточного аппарата выполняют тиристорный инвертор и устройство, указывающее положение ротора в пространстве. По этой причине вентильный электропривод иногда наз. бесколлекторным электродвигателем пост. тока. В то же время наличие в составе привода тиристорного частотного преобразователя позволяет отнести его к группе частотных электроприводов. Регулирование угловой скорости вентильного электродвигателя в Р.э.н. осуществляется изменением напряжения на выходе управляемого выпрямителя аналогично тому, как это делается в приводе пост, тока. Р.э.н. на базе вентильного электродвигателя Используют в приводе мощных (800—12000 кВт) высоковольтных насосных агрегатов, особенно часто — в вертик. насосных агрегатах, где невозможно применение белее простых и дешевых регулируемых электроприводов, напр. по схеме асинхронно-вентильного каскада, из-за отсутствия электродвигателей с фазным ротором в вертик. исполнении.
Угловую скорость насосов при пост, угловой скорости электродвигателей регулируют с помощью спец, устройств: механич. вариаторов, гидравлич. и электромагнитных муфт скольжения разл. типов. Наиболее часто в насосных агрегатах применяются Р.э.н. с электромагнитными муфтами скольжения индукторного типа. Они обычно используются в горизонт, насосных агрегатах мощностью до 200—250 кВт.
Наряду с электромагнитными муфтами скольжения в Р.э.н. нашли применение гидравлич. муфты скольжения (гидромуфты). Они используются в ряде насосных установок, в частности в электроприводе мощных (2000-8000 кВт) питат. насосов теплоэлектроцентралей. .
Р.э.н. оснащается один из двух-трех агрегатов насосной установки, при разнотипных насосах — наиболее мощные агрегаты. Режим работы насосной установки регулируют изменением угловой скорости регулируемых насосов в сочетании с изменением кол-ва работающих нерегулируемых агрегатов. Применение Р.э.н. в системе АСУ насосной установки улучшает режим ее работы, делает его энергетически и экономически более выгодным: потребление энергии снижается на 5—15%, а в отд. случаях на 20—25%; расход чистой воды снижается на 2—5% за счет снижения утечек и непроизводит. расходов воды; строит, объемы знаний насосных станций уменьшаются на 15— 20% вследствие увеличения единичной мощности насосных агрегатов и уменьшения их кол-ва.
Наличие Р.э.н. снижает аварийность в системах водоподачи и водоотведения благодаря уменьшению кол-ва включений и отключений насосного агрегата и более плавного характера изменений подачи воды и напоров в системе. Применение Р.э.н. в насосных установках благоприятно и с экологической точки зрения, так как способствует уменьшению поступления сточных вод в систему водоотведения за счет сокращения утечек и непроизводит. расходов воды. При правильно выбранных объектах внедрения применение Р.э.н. окупается в насосных установках систем водоподачи в 1—2 года, а в системах водо- оотведения в 3—4 года.
РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, автоматический регуля- т о р — устройство, обеспечивающее реализацию определ. принципа (по отклонению, возмущению или комбиниров.) и закона (позиц., непрерывный, импульсный) регулирования. Применяют двух- и трехпозиционные, непрерывные (пропорцион., интегр., пропорционально- интегр. и т.д.) и импульсные Р.у., состоящие из непрерывной части и импульсного элемента.
В вентиляционных системах и системах кондиционирования воздуха осн. принцип регулирования — по отклонению регулируемого параметра от заданного значения, к-рое может быть пост, (в системах автоматич, стабилизации) или меняться по определ. закону (в системах программного регулирования). Применяют аналоговые Р.у. типа ТМ-8 и цифровые (микропроцессорные) типа "Теплар-110". Микропроцессор — функционально законченное устройство обработки цифровой информации, управляемое хранимой в памяти программой и конструктивно выполненное в виде одной или неск. больших интегр. микросхем. Микропроцессор по своим логич, функциям и структуре напоминает упрощ. вариант процессора обычных ЭВМ и оперирует с коротким словом от 4 до 16 разрядов.
РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН — устройство для изменения расхода среды, поступающей к объекту регулирования. Осн. части Р.к. — корпус с седлом, шток с затвором, привод штока, исполнительный механизм. Расход среды меняют путем изменения площади проходного сечения Р.к., перемещая затвор исполнит, механизмом, получающим командные импульсы от регулирующего прибора системы автоматич, регулирования. Р.к. различают: по числу проходов — двухходовые (проходные), трехходовые (смесит., распределит.); по роду энергии, используемой исполнит, механизмом, — электрич., гидравлич.; по способу монтажа на трубопроводе — с фланцевым или муфтовым присоединением.
Осн. технич. хар-ки Р.к. — диаметр условного прохода Dy, мм, и условная пропускная способность Av, м/ч (Av численно равна расходу воды с темп-рой 20°С через полностью открытый клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа). Выпускают Р.к. с электрич. исполнит, механизмом типов 25ч939нж, 25ч940нж, 25ч914нж (25 — регулирующий клапан, ч — чугунный корпус, 900 — с электрич. приводом, нж — затвор и седло из нержавеющей стали), предназнач. для установки на трубопроводах для жидких и газообразных сред с темп-рой до 220°С и давлением 1,6 МПа. Для Р.к. типа 25ч939нж Dy” =25...80 мм и Av = 16... 160 м3/ч, типа 25ч940нж Dy - 25...50 мм и Av = =16...63 м3/ч, типа 25ч914нж2)у = 100-300 мм и Av = 250...2500 м3/ч. Устанавливают эти Р.к. на горизонт, трубопроводах с исполнит, механизмом сверху. ■
Р.к. с гидравлич. исполнит, механизмом выпускают типа РК-1 для установки на горизонт, трубопроводах для воды и пара с темп-рой до 300°С и давлением 1,6 МПа на Dy = 50... 250 (до 700) мм и Av - 25...600. В качестве исполнит, механизма применен мембранный гидропривод. Вы-
Схема узла регулирования температуры воды на горячее водоснабжение при открытой системе теплоснабжения
1 —. регулятор температуры; 2 — регулирующий клапан смешения; 3 — обратный клапан; П — горячая вода из подающего трубопровода; О — подмешиваемая вода из обратного трубопровода
пускают также Р.к. без исполнит, механизма. К таким Р.к. относятся клапаны типа 6с фу = 50...250 мм) и типа Т (Dy ~ 50... 150 мм), а также заслонки типа ПРЗ (Ру-7-:-150 мм). К штоку этих Р.к. входе монтажа присоединяют исполнит, механизм.
РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН СМЕШЕНИЯ — клапан, обеспечивающий смешение двух подводимых к нему потоков воды и подачу смеш. воды'к объек-
Схема смесительной насосной станции с клапаном смешения
1 — клапан смешения; 2 — насос смешения; II — горячая вода из подающего трубопровода; О — подмешиваемая вода из обратного трубопровода; С — смешанная вода к потребителям
ту регулирования. Назначение Р.к.с. — поддержание пост, темп-ры смеш. воды или изменение ее по заданной зависимости. Осн. область применения Р.к.с. — узлы регулирования темп-ры воды для горячего водоснабжения в тепловых пунктах зданий при открытой системе теплоснабжения. В таком узле темп-pa воды (г, поступающей в систему горячего водоснабжения, регулируется смешением потоков из подающего П и обратного О трубопроводов тепловой сети. Смешение осуществляется в трехходовом Р.к.й 2, управляемом регулятором
Регулирующий клапан смешения РКСЗ
1 — настроечный узел; 2 — корпус; 3—узел верхнего затвора; 4—узел нижнего затвора; 5 — нижнее седло; б — верхнее седло
температуры 1. При снижении темп-p tr в Р.к.с. открывается проход с потоком из подающего трубопровода и закрывается проход с потоком из обратного трубопровода. Т.к. темп-pa потока из подающего трубопровода выше темп-ры потока из обратного трубопровода, то темп-pa смеш. воды ^г увеличивается до тех пор, пока не достигает заданной. При повышении темп-ры tr работа Р.к.с. идет в обратном направлении.
Др. область применения Р.к.с. — насосные смесит, станции, где требуется поддерживать пост, коэфф, смешения и обеспечивать защиту потребителей от повыш. темп-p. Для решения этих задач в смесит, насосной устанавливают Р.к.с. типа РКСЗ (Р.к.с. с защитой). Требуемое для конкретных условий значение коэфф, смешения устанавливают вручную, перемещая верхний и нижний затворы относительно своих седел с помощью настроечного узла. При работающем насосе смешения узел затворов поднимается вверх до упора, открываются их профильные окна и к потребителю подается вода С, смешанная в заданном соотношении. При стабильном гидравлич. режиме тепловой сети изменение в источнике теплоты темп-ры воды из подающего трубопровода П в такой схеме приведет к пропорциональному изменению темп-ры смеш. воды С, поступающей к потребителю. Так, если теплота из источника отпускается по темп-рному графику 150/70°С, то после насосной станции отпуск ее потребителям будет осуществляться строго по графику, требуемому для присоедин. к станции зданий,
наир. по графику 95/70°С (если гидравлич. режим тепловых сетей нестабильный, то применяют вместо Р.к.с. схему с двумя регуляторами темп-ры и перепада давлений; (см. Автоматизация тепловых пунктов"). При аварийном отключении насоса смешения узел затворов под действием собств. веса и вследствие неразгрузки опускается, верхний затвор 3 полностью закрывается, прекращая подачу сетевой воды из подающего трубопровода. Клапан типа РКСЗ выпускают на диаметры D^ - 100...500 мм с условной пропускной способностью К» - 100...2500 м 3/ч (Ку численно равна расходу воды с темп-рой 20°С через полностью открытый клапан регулятора при'перепаде давления на нем 0,1 МПа). Диапазон настройки коэффициента смешения 1—5.
РЕГУЛИРУЮЩИЙ ОРГАН — устройство, предназнач. для дросселирования в-ва или энергии, подаваемых в объект управления. Р.о. с помощью исполнит, механизма или вручную приводит в действие обслуживающий персонал. В качестве Р.о. применяют регулирующие клапаны (проходные или смесит, трехходовые), поворотные воздушные заслонки и т.п. устройства. Р.о. выпускают отдельно или совместно с исполнит, механизмом как единое изделие, что считается более предпочтительным для целей автоматич, регулирования.
РЕГУЛЯРНЫЙ РЕЖИМ — стадия упорядоченного нагрева или охлаждения тел в переходных процессах теплопередачи. Для тел различной формы стадия Р.р. обычно начинается с момента zp, соответствующего числу Фурье Fo =2 0,12 (с погрешностью до 5%), Дальнейшее развитие темп-рного поля уже не зависит от нач. распределения темп-p (начального условия) и характеризуется пост, скоростью изменения логарифма избыточной темп-ры 9 - t(x, z) - tc в любой точке тела. Эта скорость обозначается т, 1/с, и наз. темпом охлаждения (нагрева). В термически тонких телах (с равномерным темп-рным полем в каждый момент времени) темп охлаждения или нагрева ma - BiFo/z- а с р 1 v (см. Переходные процессы теплопередачи). Пространств, неизотермичность в обычных телах дополнительно учитывают, вводя коэфф, неравномерности темп-рного поля V (т - то V ) • Темп охлаждения (нагрева) в каждом конкретном случае легко1 может быть выявлен из эксперимента как тангенс угла наклонной линии, построенной по замеренным темп-рам в к.-л. точке тела для двух моментов zi и гг. Полученное т.о. значение т может затем использоваться для определения реаль
ных физ. свойств тела, коэффициента теплообмена поверхности и др.
РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА — устройство, обеспечивающее автоматич, поддержание давления газа на заданном уровне или изменение его по определенному закону. Состоит из реагирующего
Схема регулятора
1 — регулирующий (дроссельный) орган; 2 — мемб- ранно-грузовой привод;^ — импульсная трубка; 4 —- объект регулирования — газовая сеть
(чувствит.) элемента, редуцирующего устройства (дроссельного органа) и исполнит, связи, к-рая может включать усилители. Импульс из газопровода, где регулируется давление, передается чувствит. элементу, приводящему в действие исполнит, связь и дроссельный орган. Существуют Р.д.г. прямого и непрямого действия. В системах газоснабжения в основном используют Р.д.г. прямого действия. Процесс редулирования в них осуществляется по астатич. (периодич. незатухающий процесс) или статич. законам.
При астатич. регулировании после возмущения регулируемое давление все™ приходит к заданному значению независимо от нагрузки и положения регулирующего органа. Для стабилизации процесса регулирования в Р.д.г. вводят стабилизирующие устройства. При статич.' регулировании равновесное значение регулируемого давления всегда отличается от заданного значения и только при номин. нагрузке фактич. давление становится равным иомин. значению. Статич. регуляторы давления имеют ошибку регулирования, определяемую как макс, отклонение регулируемого давления от заданного значения.
Подбор Р.д.г. производят исходя из условий, удовлетворяющих потребителя по расходу и давлению газа до и после регулятора.
Пропускную способность Р.д.г. определяют из выражения Q - 509Fy/V^ х х '/Кр/р - 101Ар VAP/p , где Fy — площадь сечения присоединит, патрубка: Р — перепад давлений на Р.д.г., МПа; Kv — коэфф, пропускной способности, соответствующий проходу через Р.д.г. воды в кол-ве О, м3/ч, с плотностью газа р " 1000 кг/м3 при перепаде давления на клапане 0,0981 МПа.
//**********16 151413 1216 151413 1244б)б)
/
/
*****
*****
16 151413 12
16 151413 12
4
4
б)
б)
Расход газа определяют из выражения
Go = 5260Хр е VA РР VtpdTiZ^ ,
где е — коэфф., учитывающий изменение плотности газа при движении его через дроссельный орган (см. Газоснабжение) . При критич. или большем перепаде давлений на клапане Рг/Pi 5 (Рг/А) кр расход газа находят по формуле
Qo = 5260К v е крР1 х х <M^TA)
Р.д.г. для конкретного потребителя рассчитывают исходя из макс, пропускной способности и миним. перепада давлений на клапане. Проходное сечение затвора Р.д.г. выбирают так, чтобы макс, произ-сть была обеспечена при перемещении клапана не более чем на 0,9 его полного хода. Для этого дроссельный орган Р.д.г. рассчитывают на произ-сть, к-рая превышает макс, на 15— 20 %, т.е. расчетная пропускная способность равна QP-(1,15...l^Q^.
При определении расчетного перепада давлений учитывают потери энергии на трение в газопроводах газорегуляторного пункта, на запорной и предохранит, арматуре. Перепад ДР- Pimin - Р2 - Д Рпот, где 'Р1т,п — миним. давление газа перед регуляторной станцией; Рг — регулируемое давление газа после регулятора; Д Рпот — суммарные потери давления в газорегуляторной станции.
Регулятор давления прямого действия — устройство, состоящее из дроссельного клапана, приводимого в действие мембраной, к-рая перемещается в результате изменения регулируемого давления. При снижении давления проходное сечение дроссельного клапана уменьшается, что приводит к сокращению кол-ва газа, протекающего через Р.д.г. При увеличении давления
Регулятор типа РДСП-1,2
1 — прокладка; 2,11 — входной и выходной штуцеры; 3 — фильтрующая сетка; 4—седло; 5 — втулка;
6 — клапан; 7 — защитный колпачок; 8 — гайка; 9 — крышка; 10—пружина; 12 — корпус; 13 — мембрана;
14 — тарелка; 15 — шток; 16 — рычаг
Регулятор РДУК-2
а—исполнительный узел; 6 — схема обвязки с отбором импульсов от надземного газопровода; 1 — клапан; 2 — седло; 3 — мембрана; 4 — демпфирующий дроссель; 5—соединительная трубка; 6,9 — импульсные трубки; 7 — трубка сброса газа; 8 — сбросный дроссель; 10 — регулятор управления; 11 — соединительный патрубок; 12 — фильтр; 13 — шток клапана; 14 — направляющая колонка; 15 — толка-
происходит обратное перемещение клапана. Р.д.г. прямого действия различны по форме и типу дроссельных устройств, виду мембран, способу сочленения их с клапаном. Регулятор РДСГ предназначен для потребителей с небольшим расходом газа, гл. обр. в одно- и двухбаллонных установках сжиж. углеводородного газа. Между корпусом регулятора и крышкой зажата мембрана, на к-рую опирается тарелка, отжимаемая вниз пружиной. Газ поступает в регулятор через входной штуцер. При уменьшении расхода газа давление под мембраной увеличивается, мембрана и шток приподнимаются и через рычажную передачу клапаном прикрывают седло, уменьшая подачу газа и поддерживая давление на заданном уровне.
Регуляторы РД-32М и РД-50М используют для снабжения газом низкого давления потребителей с небольшим рас-
Схемы включения гидравлических регуляторов типа УРРД и УРРД-М при регулировании давления "до себя" (в) и "после себя" (б), а также расхода (перепада давления) — вСхемы включения гидравлических регуляторов типа УРРД и УРРД-М при регулировании давления "до себя" (в) и "после себя" (б), а также расхода (перепада давления) — в
Схемы включения гидравлических регуляторов типа УРРД и УРРД-М при регулировании давления "до себя" (в) и "после себя" (б), а также расхода (перепада давления) — в
Схемы включения гидравлических регуляторов типа УРРД и УРРД-М при регулировании давления "до себя" (в) и "после себя" (б), а также расхода (перепада давления) — в
ходом газа. В центр их мембран встроен предохранит, клапан, к-рый после закрытия осн. клапана обеспечивает сброс излишнего газа в атмосферу.
Р.д.г. с пневматич. нагрузкой РД-64 предназначены для снабжения потребителей газом среднего (0,15 — 0,3 МПа) или высокого (до 1,6 МПа) давления. Их отличит, особенность — использование нагрузочной камеры, давление газа в к-рой определяет выходное давление. Принцип действия таких регуляторов основан на компенсации сил, действующих на чувствит. узел.
Регуляторы непрямого действия — устройства, у к-рых возникающее усилие в чувствит. элементе приводит в действие управляющий элемент, открывающий доступ энергии постороннего источника (сжатоговоздуха, газа и др.) в сервопривод, а последний развивает усилие, необходимое для перемещения регулирующего органа. Р.д.г. этого типа содержат один или неск. усилителей. Регуляторы непрямого действия разделяют на приборные и пилотные. Приборные состоят из исполнит, механизма (регулирующий клапан) и командного прибора (регулятора давления), могут иметь пневматич., гидравлич. или электрич. выход со стандартными пределами изменения давления, силы тока или напряжения. В пилотных регулятор управления рассчитан на работу только с данным исполнит, механизмом. Для питания регуляторов управления используется энергия транспортируемого газа. При отклонении конечного давления от заданного изменя- лотся положение чувствит. элемента привода и проходное сечение дроссельного органа, вследствие чего восстанавливается равновесие между приходом и расходом газа.
Регуляторы давления РДУК2 состоят из регулирующего клапана с мембранным приводом, регулятора управления, дросселей и соединит, трубок. Газ высокого или среднего давления попадает в регулятор управления, затем по трубке проходит через дроссель и-поступает в газопровод после регулирующего клапана. Клапан, дроссель и трубки представляют собой усилит, устройство дроссельного типа. Газ поступает в усилитель с давлением Pi, после дросселя перем, сечения приобретает давление Рх, а после дросселя пост, сечения Рз. Давлением Рх регулируется работа исполнит, механизма. Импульс конечного давления, воспринимаемый командным прибором, усиливается дроссельным устройством, трансформируется в командное давление Рх и передается по трубке в подмембранную зону исполнит, механизма, перемещая соответствующим образом регулирующий клапан. Если расход газа уменьшился, а давление газа за
регулятором увеличилось, то клапан регулятора управления, соединенный с газопроводом импульсной трубкой, прикроется, давление Р в подмембранной зоне исполнит. механизма уменьшится, регулирующий клапан опустится и давление после регулятора снизится.
РЕГУЛЯТОРЫ ДАВЛЕНИЯ И РАСХОДА — регуляторы, предназнач. для поддержания пост, давления и расхода регулируемой среды (воды, пара, воздуха) или для изменения их по заданной зависимости. По типу, конструкции, наличию и роду используемой для работы энергии Р.д.р. делятся на гидравлич. и электрич., прямого или непрямого (косвенного действия). Р.д.р. гидравлич. прямого действия (без использования вспомо- гат. энергии) выпускают типов РД и РР. Первый применяют для стабилизации на заданном уровне давления перед потребителем (пониж. против давления в наружной тепловой сети) и устанавливают на подающем трубопроводе. Импульс дав-
ления берется из подающего трубопровода на участке между регулятором и потребителем. В этом случае принято говорить о регулировании "после себя". Например, при повышении давления воды в подающем трубопроводе сверх заданного значения под действием импульса давления регулятор перекрывается настолько чтобы понизить регулируемое давление до заданного. Регулятор типа РД может быть установлен на обратном трубопроводе после системы отопления с целью поддержания на заданном уровне давления (более высокого, чем в наружной тепловой сети) для обеспечения залива системы водой. Импульс давления берется из обратного трубопровода после системы отопления до регулятора. В этом случае говорят о регулировании "до себя". Например, при повышении давления воды в обратном трубопроводе после системы отопления регулятор открывается настолько, чтобы понизить давление до заданного . При такой схеме включения регулятор РД наз. регулятором подпора.
Регулятор расхода типа РР служит для поддержания пост, расхода воды в теплриспользующей установке путем
измерения перепада давления, к-рый берут на пост, гидравлич. сопротивлении при квадратичном законе изменения перепада давления от изменения расхода воды. Импульсы давлений берутся до и после дроссельной шайбы, устанавливаемой на подающем трубопроводе после регулятора. Для систем отопления, присоединенных к тепловым сетям через элеватор, импульсы давлений берутся из подающего (после клапана) и обратного трубопроводов.
Регуляторы РД, РР состоят из чувствит. элемента — сильфона, чугунного корпуса, штока с затвором, настроечной пружины. Корпус рассчитан на давление 1,6 МПа. Монтируются на трубопроводе вертикально сильфонной камерой вверх. Осн. технич. хар-ки регуляторов —- диаметр условного прохода DY, мм, и условная пропускная способность KV) м3/ч. Регуляторы РД выпускают на Dy - 50 и 80 мм с Kv- 10 и 44 мV ч соответственно, а регуляторы РР — на диаметры Dy = 25...100 мм с Кр~5...83м3/ч (Kv
численно равна расходу воды с темп-рой 20 °C через полностью открытый клапан регулятора при перепаде давления на нем 0,1 МПа).
Р.д.р. гидравлич. прямого действия типа УРРД-М — универсальные. Их применяют для поддержания пост, давления, перепада давления, расхода воды, а также используют в качестве регулирующих клапанов для регуляторов непрямого (косвенного) действия, напр. для регулирования темп-ры и др. параметров. Они состоят из корпуса клапана, мембранной коробки, штока с затвором, настроечной пружины. Чувствит. элементом служит мембрана, развиваемая сила к-рой устанавливается пружиной. Схемы включения регуляторов УРРД и УРРД-М аналогичны описанным схемам включения регуляторов РД и РР. Регулятор УРРД-М отличается наличием одной пружины на все диапазоны настройки, меньшей зоной пропорциональности и конструкцией за-
твора. Выпускают регуляторы УРРД на диаметры Dy - 25...80 мм с Kv” 6...60 м3/ч, а регуляторы УРРД-М — на диаметры Оу - 25... 150 мм и ^-6...250м7ч.
Р.д.р. гидравлич. косвенного действия включают измерит.-управляющее устройство — реле давления РД-За и регулирующий клапан с мембранным исполнит, механизмом типов РК-1, УРРД, УРРД-М. Они предназначены для регулирования давления, перепада давления, расхода, уровня воды, а также для защиты сетевых сооружений и местных потребителей в аварийных ситуациях. Реле РД-За выполняют двух модификаций (сборок): односильфонная — для регулирования давления и уровня в открытых емкостях; трехсильфонная — для регулирования перепада давления, расхода и уровня в закрытых емкостях. Чувствит. элементом является реле- сильфон, управляющим — элемент, работающий по схеме сопло—заслонка. Расход рабочей воды — 15—30 л/ч. В зависимости от типа управляющего клапана реле РД-За может быть односопловым нормально-открытым, односопловым нормально-закрытым, двухсопловым нормально-закрытым. Возможны два варианта схемы сброса рабочей воды: сливная система со сбросом в дренаж и бессливная система со сбросом в трубопровод меньшего давления, напр., в обратный трубопровод. Р.д.р. электрич. косвенного действия см. Электронные автоматические регуляторы.
РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ — регулятор, предназначенный для поддержания пост, темп-ры регулируемой среды или для изменения ее по заданной зависимости. Р.т. распространены в системах теплоснабжения, применяют в системах отопления, горячего водоснабжения, в вентиляции и системах кондиционирования воздуха. По типу, конструкции, наличию и виду используемой для работы энергии Р.т. делят на: манометрия. прямого действия (без использования вспомогат. энергии); гидравлич. и электрич. косвенного (непрямого) действия (с использованием вспомогат. энергии).
Р.т. манометрич. прямого действия* типов РТ, РПДП, РТ-ДО, РТ-ДЗ предназнач. для автоматич, поддержания постоянства темп-ры регулируемой среды изменением расхода горячей воды или пара. В системах теплоснабжения зданий Р.т. применяют для во- доподогреват. установок горячего водоснабжения. Они состоят из термосистемы, включающей термобаллон, капиллярную трубку, узел перестановки, и регулирующего клапана с сильфонным приводом. Термобаллон монтируют на
ИЗ ВОДОПРОВОДАИЗ ВОДОПРОВОДАОБРАТНАЯ
ИЗ ВОДОПРОВОДА
ИЗ ВОДОПРОВОДА
ТЕПЛОСЕТИ Ра
трубопроводе нагреваемой воды, регулирующий клапан — на трубопроводе греющего теплоносителя. Регуляторы типа РТ выпускают на диаметры условного прохода Dy от 15 до 80 мм с условной пропускной способностью Kv “ 2,5...60 м3/ч (Kv численно равна расходу воды с темп-рой 20 °C через полностью открытый клапан регулятора при перепаде давления на нем 0,1 МПа); типа РПДП — на Dy 25—50 мм с Ку- 10...40м3/ч; типа РТ-ДО — на Dy 15—80 мм с Ку-2,5...60м3/ч; типа РТ- ДЗ — на Пу 15—50 мм с Ку "2,5...25 м3/ч. Р.т. манометрич. прямого действия типа РТ-3513 предназначен для регулирования темп-ры воды на циркуляц. магистралях и стояках системы горячего водоснабжения. Термочувствит. элемент Р.т., заполненный твердым наполнителем (воском), и исполнительный механизм объединены в одном корпусе. При повышении темп-ры воды в стояке сверх заданной (47+2 °C) объем термочувствит. наполнителя увеличивается, корпус датчика темп-ры вместе с клапаном перемещается относительно трубопровода, на к-ром смонтирован Р.т., что приводит к уменьшению площади проходного сечения и, следовательно, к требуемому уменьшению расхода воды через регулятор. Выпускается на диаметры 20—50мм.
Р.т. гидра в л. косвенного действия получили распространение в установках вентиляции и воздушного отопления, в водонагреват. установках горячего водоснабжения. В общем случае они состоят из измерит.-управляющего устройства и регулирующего клапана. Освоены Р.т., включающие термореле типов ТРБ-2, ТРБ-С или ТРБ-В и регулятор расхода. Чувствит. элемент термореле — биметаллич. пластины, управляющее устройство устроено по типу сопло-заслонка. Применяют также Р.т., включающий терморегулирующий/ датчик типа ТМП с регулирующим клацаном типа
Схема автоматизации водонагревателя горячего водоснабжения при закрытой системе теплоснабжения
1 — регулирующий клапан; 2 — датчик температуры типа ТМП; 3—пустотелый шток с клапаном; 4 — седло; 5 — термобаллон; б — шток с клапаном; 7— пружина; 8 — водонагреватель горячего водоснабжения; Рр — давление рабочей воды; Рх — командное давление; Ро — давление слива; Р ] Р 2 — Дав- Ленин в подающей и обратной линиях теплосети
РК-1, универе, регулятором типа УРРД (диаметр условного прохода 25—80 мм) или типа УРРД-М (диаметр условного прохода 25—150 мм). При автоматизации водонагревателя горячего водоснабжения с применением такого Р.т. мембранный привод регулирующего клапана имеет двухстороннее действие (импульсы командного давления подаются как сверху, так й снизу мембраны). Датчик температуры ТМП включает термобаллон и усилит.-управляющий элемент бездрос- сельного типа с дискретным сливом, состоящий из штока с клапаном, пустотелого штока с клапаном, седла и пружины. Если темп-pa термобаллона равна заданному значению, то шток с клапаном закрывает отверстие в пустотелом штоке, к- рый в свою очередь закрывает отверстие в седле, из-за чего проток рабочей воды из линии с давлением Рр через датчик и слив ее в обратную линию с давлением Ро отсутствуют. Командное давление Рх при этом имеет промежуточное значение Ро< Pi < < Рр, к-рое определяет положение затвора регулирующего клапана. Если темп-ра нагреваемой воды и термобаллона уменьшится по сравнению с заданной, то жидкость в термобаллоне уменьшится в объеме, шток с клапаном переместится вверх, откроется отверстие в пустотелом штоке и линия Рх соединится с линией Рр. Это приводит к увеличению давления Рх, увеличению открытия регулирующего клапана и соответственно расхода сетевой воды через водонагреватель горячего водоснабжения, вследствие чего значение регулируемой темп-ры воды восста-
павливается до заданного. Если, наоборот, то регулируемая темп-pa повышается сверх заданной, шток с клапаном, нажав на пустотелый шток, открывает отверстие в седле, линия Рх соединяется с линиейРо, что приводит к закрытию регулирующего клапана и уменьшению расхода сетевой воды через водонагреватель. При восстановлении заданной темп-ры отверстия в пустотелом штоке или в седле вновь перекрываются и командное давление будет иметь новое значение Ро< Рх< Рр, к-рое соответствует новому значению нагрузки водонагревателя. Схема автоматизации может быть выполнена и в сливном варианте со сбросом рабочей воды в дренаж.
В открытых системах теплоснабжения для смесит, устройств установок горячего водоснабжения применяют Р.т. блочные типа РТБ, к-рые имеют блочную и комплектную компоновки. При блочной компоновке в одном изделии РТБ соединены 3 элемента: датчик терморегулирующий типа ТМП, регулирующий клапан смешения смембран- ным приводом типа РКС и устройство защиты ЗУ. При комплектной компоновке в состав регулятора РТБ входят 5 элементов: 3 указ, выше, регулятор УРРД-М и фильтр. Регулятор РТБ предназначен: для смешения воды сетевой и обратной (из обратного трубопровода системы отопления) и подачи смет, воды в систему горячего водоснабжения зданий, что выполняется с помощью клапана РКС; для автоматич, поддержания пост, темп-ры смеш. воды для горячего водоснабжения; доя защиты системы отопления от опорожнения при интенсивном водораз- боре или аварийной ситуации—с помощью устройства защиты и клапана РКС. Выпускают регуляторы РТБ на диаметры 40— 80 мм — при блочной компоновке и 100— 250 мм — при комплектной. Р.т. электри ч. см. Электронные автоматические регуляторы. -
РЕГУЛЯТОР. УРОВНЯ жидкости — регулятор предназнач. для поддержания пост, уровня жидкости в баках-аккумуляторах, дренажных приямках в тепловых пунктах, в расширит, баках систем отопления. Р.у.ж. состоит из измерит.- усилит. и исполнит, устройств. В качестве измерит.-усилит, устройства в системах теплоснабжения используют уровнемеры и сигнализаторы уровня, к-рые по конструкции делятся на поплавковые, гидро- статич., дифманометрич., электрич. Эта приборы выпускают либо с контактным, либо с электрич. унифициров. выходом. В Р.у.ж. с контактным выходом в качестве исполнительного механизма применяют магнитные пускатели, к-рые управляют включением и отключением электродвигателей насосов, напр., подпиточных или дренажных, а также открытием и закрытием электрифициров. задвижек или
регулирующих клапанов с электрич. исполнит, механизмом, устанавливаемых на трубопроводах подачи (отбора) жидкости в бак (из бака). В Р.у.ж. с электрич. унифициров. выходом сигнал поступает к Электронному автоматическому регулятору, выходной сигнал к-рого в ''свою очередь управляет регулирующим клапаном с электрич. исполнит, механизмом. При повышении уровня жидкости в баке-аккумуляторе сверх заданного значения измерит, устройство Р.у.ж. вырабатывает такой командный сигнал, к- рый приводит к закрытию клапана на линии
подачи в бак, и наоборот. На расширит, баках систем отопления применяют поплавковые реле типа РП-40, имеющие контактный выход. В тепловых пунктах могут применяться уровнемеры типа РУС (электрич. типа) и дифманометры типа Сапфир 22ДД с унифициров. выходами 0—5,0—20, 4— 20 мА.
В качестве Р.у.ж. может использоваться регулятор гидравлич. непрямого действия типов УРРД, УРРД-М (см. Регуляторы давления и расхода).
■ РЕДУКТОР (от лат. redactor — отводящий назад, приводящий обратно) — 1) устройство для снижения и поддержания пост, давления рабочей среды (газа, пара или жидкости) на выходе из баллона или другой емкости с более высоким давлением, одновременно выполняющее функции предохранит. и запорного клапанов. Р. устанавливают в аппарате для газовой сварки, в хлораторах воды, сатураторахит.п.; они могу т быть использованы также в разл. аппаратах для осуществления дополнит, операций смешения, подогрева, охлаждения и т.п. Осн. элемент Р. — редукц. клапан, связанный с гибкой плоской мембраной, на к-рую с одной стороны действует винтовая пружина, а с др. — давление газа или жидкости. В зависимости от рабочей среды, для к-рой они предназначены, Р. наз. кислородными, ацетиленовыми, водородными и т.д. Конструктивно Р. выполняют одно-или двухкамерными, осуществляющими одно-
или двухкратное понижение давления; 2) механизм, входящий в приводы машин и служащий для снижения угловых скоростей ведомого вала с целью повышения крутящего момента.
РЕДУКЦИОННО - ОХЛАДИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА — установка для снижения параметров пара (давления, темп-ры) до значений, соответствующих требованиям потребителей. Состоит из редукц. клапана, пароохладителя и устройств для автоматич, регулирования темп-ры и давления редуцируемого пара.
Редукционио-охладительная установка
— запорный вентиль или паровая задвижка; 2 и 18— сервомоторы регулирования давления и температуры пара; 3 — дроссельная решетка с патрубком; 4—охладитель пара; 5—труба выхлопа пара в атмосферу; 6 и 7 — предохранит, и импульсный клапаны;
и 9 — импульсные устройства для регулирования давления и температуры; 10 — термометр; 11 — манометр; 12 — труба для спуска в канализацию; 13 и 15 — проходной и игольчатый вентили; 14 и 16 — регулирующие клапаны; 17— вход охлаждающей воды; 19 — паропровод
Обычно за редукц. клапаном устанавливают дроссели пост, сечения, с помощью к- рых обеспечивается постен, снижение давления, что уменьшает шум. Назначение Р.о.у. — отпуск пара соответствующих параметров при остановке теплофикац. турбины, подача пара на пиковые водоподогреватели, снабжение паром турбин низкого давления при остановке турбин высокого давления, а также сброс избытка пара в пусковых и аварийных режимах.
РЕДУЦИРОВАНИЕ (от нем. reduzieren — уменьшать, сокращать; от лат. reduce — отвожу назад) — в теплотехнике понижение давления пара или газа с помощью редукц. клапанов, редукторов, вентилей и т.п. устройств.
РЕЖИМ ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА — связь расхода газа со временем его использования. Все гор. потребители газа используют его неравномерно. Потребление газа изменяется по месяцам, дням недели или
366 Режим работы системы кондиционирования микроклимата
календарным дням, по часам суток. В зависимости от отрезка времени, в течение к-рого расход газа считают пост., различают: сезонную неравномерность, или неравномерность по месяцам года; суточную неравномерность, или неравномерность по дням недели, месяца или года; часовую неравномерность, или неравномерность по часам суток. Режим расхода газа городом зависит от режима отд. групп потребителей и их долевого участия в общем гор. потреблении. Неравномерность расходования газа обусловлена многими факторами: климатическими условиями, режимом работы предприятий и их газооборудования, укладом жизни населения и газооборудованием квартир. Неравномерность потребления существенно сказывается на экономии, показателях систем, газоснабжения. Несоответствие подачи газа спросу делает систему ненадежной. При наличии пиков потребления газа требуется увеличение мощности оборудования и диаметров труб систем газоснабжения. Выравнивание графиков потребления обусловливает стр-во подземных хранилищ газа и создание потребителей- регуляторов, оборудуемых вторыми топливными хозяйствами. Наилучшее решение проблемы дает метод экономия, оптимизации.
Р.п,г. по месяцам года описывается годовыми графиками, к-рые строят в предположении пост, расхода в течение каждого месяца. Графики позволяют правильно планировать спрос на газ, определять необходимую мощность потребителей-регуляторов, планировать ремонтные работы на газовых сетях и их сооружениях. Графики строят для всех потребителей города, разделив их на группы. Вначале по оси ординат откладывают расходы газа потребителями с наименьшей неравномерностью (пром, и электростанциями), далее коммунально-бытовыми потребителями и, наконец, расходы газа на отопление и вентиляцию. Полученный график характеризуется макс, потреблением в зимние месяцы и миним. — в летние. Наибольшую неравномерность потребления газа создает отопит, нагрузка: чем больше доля этой нагрузки, тем больше неравномерность.
Неравномерность графика сезонного потребления характеризуется двумя коэфф.: неравномерности потребления Км, равным отношению расхода газа за данный месяц к среднемесячному расходу за год (мощностная хар-ка), и несбалансированности годового потребления а г, равным отношению кол-ва газа, потребляемого больше (или меньше) среднего уровня, к годовому потреблению (объемная хар-ка). Макс, значения- коэфф. Км изменяются в пределах 1,2—1,3, коэфф, а г — 0,12—0,15 (большие значения этого
коэфф, имеют города со значит, отопит, нагрузкой). Неравномерность потребления газа по сезонам выравнивается с помощью хранилищ газа, потребителей- регуляторов и перем, добычи газа. Наиболее экономичный способ — использование подземных хранилищ, в к-рые летом закачивают избытки газа, а зимой используют его для покрытия пиков потребления. Следовательно, с помощью подземных хранилищ уменьшается макс, расход газа, транспортируемого по магистр, газопроводам. Ограничение использования хранилищ связано только с возможностью их стр-ва вблизи узлов потребления газа. След, способ регулирования графика — применение потребителей- регуляторов, в качестве к-рых могут быть котельные электростанций или крупных пром, потребителей. Они имеют двойное топливоснабжение: газ —• мазут, таз — угольная пыль; зимой работают на втором топливе, летом используют газ. Следовательно, с их помощью можно заполнить только летний провал графика потребления газа. Оставшаяся неравномерность сезонного потребления газа покрывается снижением подачи его летом. Незаполн. часть графика должна быть не более 15% макс, годового кол-ва газа, к-рое может подать магистр, газопровод. Наибольшие трудности возникают при удовлетворении суточных, пиковых нагрузок, возникающих при низких наружных темп-рах (при морозах). Использование для этих целей подземных хранилищ газа неэкономично, т.к. с увеличением интенсивности отбора газа резко возрастают капит. вложения и эксплуатац. расходы. Для покрытия суточной неравномерности отопит. нагрузки вводят ограничения на подачу газа пром, предприятиям, к-рые переводят газоиспользующие установки на жидкое котельное топливо. г
Суточная неравномерность по дням недели зависит от уклада жизни населения, режима работы предприятий и изменения темп-ры наружного воздуха. При отсутствии резких колебаний наружной темп-ры потребление газа в квартирах в течение первых четырех дней недели примерно равномерное. В пятницу расход газа возрастает и достигает макс, в субботу. Макс, коэфф, суточный неравномерности Кстах потребления газа в квартирах составляет 1,2—1,25. Наибольшей неравномерностью Характеризуются предпраздничные дни, макс, расход газа в квартирах приходится на 31 декабря. Значит, суточной неравномерностью характеризуется потребление газа в банях ^тах^ 1д 1^) Макс. КОЭфф. СУТОЧНОЙ неравномерности для отраслей пром-сти составляет Kcmax = 1,1... 1,2.
Часовая неравномерность описывается суточным графиком, характеризуе
мым двумя пиками — утренним и вечерним. У городов со значит, пром, нагрузкой утренний пик больше вечернего. Наибольшая часовая неравномерность наблюдается у бытовых и коммун, потребителей. Расход газа на отопление у крупных систем в течение суток изменяется мало. Он существенно изменяется у отопит, систем периодич. действия, напр., при использовании отопит, печей. Режим потребления газа пром, предприятиями в осн. определяется числом рабочих смен. Суточные графики характеризуются коэфф. неравномерности и коэфф, суточной несбалансированности. Второй представляет собой отношение кол-ва газа, к-рое способно обеспечить спрос на газ при его равномерной подаче, к суточному потреблению. Он определяется макс, разностью между интегр. прямой подачи газа и интегр. кривой его потребления. Макс, коэфф. Кстах потребления газа в квартирах — 1,6—2,2. Коэфф, а с изменяется в пределах 0,1—0,15. Для выравнивания суточного графика используют аккумулирующую способность магистр, газопроводов, питающих гор. систему. В ночные часы, когда потребление падает, газ накапливается в газопроводах, давление газа растет, а в пики потребления аккумулиров. газ используется и давление в магистр, газопроводах падает.
РЕЖИМ РАБОТЫ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА — изменение во времени суток и года параметров, определяющих состояние отд. элементов системы. Рассмотрение Р.р.с.к.м. преследует цель получить ее количеств, и качеств, хар-ки при осуществлении того или иного алгоритма функционирования в процессе управления. Для Р.р.с.к.м. характерны 3 интервала времени. Краткосрочные процессы, протяженностью 1—2 ч и менее, возникающие в результате периодич. и разовых возмущающих и регулирующих тепловых воздействий — предмет рассмотрения системы ' кондиционирования микроклимата как объекта управления. Количеств, хар-кой краткосрочных процессов является, напр., потребляемая мощность элементов системы. Вторым характерным периодом служат сутки. Внутрисуточные процессы в помещениях носят ярко выраженный периодич. характер, связанный с режимом функционирования помещения, и тепловыми воздействиями наружной среды. Суточный режим работы может быть представлен как совокупность часовых: его задача — определение закономерности суточного потребления мощности элементами систем. Годовой режим работы, рассматривающий изменение суточных параметров, носит периодически повторяющийся характер, к-рый обусловлен
годовым ходом параметров наружного климата. Предметом рассмотрения годового режима служит смена режимов потребления энергии в эксплуатац. условиях. В результате анализа годового режима определяют осн. хар-ку функционирования системы — годовой расход энергоресурсов.
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛОУ- ТИЛИЗ ATOP '— тешюобменнник, в к- ром теплота от одного теплоносителя к др. передается через разделит, стенку. П о
Пластинчатые рекуператоры с каналами
а — из гладких пластин; б — различной формы;а, г, д — треугольного, V-образного и П-образного сечений
виду теплоносителя Р.т. бывают воздухо-воздушные и воздухо-жидкостные. Воздухо-воздушные Р. по конструктивным признакам разделяют на пластинчатые и кожухотрубные. Пластинчатые бывают с гладкими, треугольными, U-образными и П-образными каналами; кожухотрубные состоят из пучка труб, помещенных в кожух. По трубам проходит нагреваемый (приточный) воздух, в межтрубном пространстве — вытяжной. В нижней части корпуса предусматривают штуцбр для удаления конден
Технологическая схема нагревания (охлаждения) приточного воздуха в рекуператорах 1 — теплоутилизатор-рекуператор; 2 — фильтр приточного воздуха; 3,4 — вытяжной и приточный вентиляторы; 5 — калорифер дополнит, подогрева; 6 — фильтр вытяжного воздуха; Г — датчик температуры; М ,— привод вентиляторов или регулирующих клапанов; Др — датчик перепада давления; Til, Т21 — трубопроводы горячей и обратной воды,
сата, образующегося при охлаждении вытяжного воздуха ниже темп-ры точки росы. В воздухо-жидкостных Р.т. теплообменные элементы для увеличения площади поверхности оребрены со стороны воздушного потока. В качестве Р.т. можно использовать калориферы общего назначения или спец, выпускаемые теплообменные аппараты, если применяемые жидкости и вытяжной воздух не оказывают на них агрессивного воздействия. II о направлению д в и ж е н и я тепло- обмени в а ю ш и х с я ср е д Р.т. могут быть противоточной и перекрестно-точной схемы. Несмотря на то, что первая эффективнее в теплотехнич. отношении, широкое распространение, особенно в зарубежной практике, получила перекрестно-точная, допускающая простые конструктивные и компоновочные решения и высокую технологичность изготовления. Используют также многоходовые по одному из потоков схемы движения, напр. многоходовые калориферы по потоку горячей воды. При числе ходов более двух такие теплообменники по теплотехнич. эффективности близки к противоточным. Технология, схему нагревания или охлаждения приточного воздуха в рекуперативных теплоутилизаторах за счет теплоты (холода) вытяжного воздуха применяют при наличии одной вытяжной и одной приточной установок с примерно одинаковым массовым расходом воздуха. При наличии неск. вытяжных установок, работающих в одинаковом режиме, и одной приточной большой произ-сти возможно паралл. или полупаралл. включение Р.т. Защиту Р.т. от образования инея и наледи в канале вытяжного воздуха обеспечивают автоматич, регулированием, преимущественно путем снижения подачи наружного
воздуха в теплоутилизатор, пропуская часть его через обводную линию. Команда на исполнит, механизмы регулирующих клапанов подается от датчиков перепада давления за и перед Р.т. в потоке вытяжного воздуха. Темп-ру приточного воздуха при отсутствии необходимости дополнит, подогрева можно регулировать, изменяя
расход приточного или вытяжного воздуха путем байпасирования. При необходимости дополнит. подогрева регулирование может осуществляться в дополнит, калорифере общепринятыми методами.
В инженерных тепловых расчетах Р.т. различают конструкторский расчет — с целью получения конструктивных размеров нетиповых теплообменников и параметров приточного и вытяжного воздуха на выходе из них и, технологический — с целью подбора типовых серийно выпускаемых Р.т. и определения параметров приточного и вытяжного воздуха после них. Инженерный тепловой расчет может выполняться приближенно для "сухого" режима и более точно с уче-. том возможной конденсации водяных паров вытяжного воздуха. Прибл. методы, не учитывающие возможную конденсацию водяных паров, дают заниж. кол-во утилизуемой теплоты. Более подробно о тепловом расчете теплоутилизаторов- рекуператоров см. Утилизация теплоты вытяжного воздуха.
■ Р.т. применяют также в качестве калориферов (для нагревания воздуха), бойлеров (для нагревания воды), а также конденсаторов и испарителей тепловых насосов и холодильных установок.
РЕСПОНС-ФАКТОР (от лат. responsurn — ответ) — метод расчета нестационарного теплового режима ограждений и помещения при произвольно меняющихся воздействиях, разработанный Г. Мителаш и Д. Стефансоном и широко используемый для расчетов в Канаде, США и др. англоязычных странах. Основа метода состоит в объединении условия воздействия в виде временного ряда с элементарными функциями теплового воздействия, к-рые легко могут быть использованы для суперпозиции. Обычно используется элементарная функция в виде треугольного импульса с основанием, .равным двум интервалам между заданными значениями во временном ряду. При сложении равнобедр. треугольных импульсов получается непрерывная ломаная линия изменения воздействующего параметра в заданном временном ряду. Треугольная функция оказывается удобной для математйч. решения задачи.
Изменения наружной и внутр, темп- ры вызывают изменения тепловых потоков на внутренней и наружной поверхностях ограждения. Величины тепловых потоков на поверхностях под влиянием треугольного импульса в расчетные интервалы временного ряда и есть Р ,-ф. Для расчетов достаточно иметь три ряда числ. значений Р.-ф., соответствующих тепловому потоку на наружной поверхности, вызванного единичным импульсом темп-ры на ней, то же, при единичном импульсе на внутр.
368 Рециркуляционный воздухонагреватель
Схемы присоединения к теплопроводамСхемы присоединения к теплопроводама—последовательная; б—параллельная; 1 — возду- хонагреватель;.2 —задвижка на обводной трубе (нормально закрыта); 3 — подающая магистраль основной системы отопления; 4 — регулятор расходаа—последовательная; б—параллельная; 1 — возду- хонагреватель;.2 —задвижка на обводной трубе (нормально закрыта); 3 — подающая магистраль основной системы отопления; 4 — регулятор расхода
Схемы присоединения к теплопроводам
Схемы присоединения к теплопроводам
а—последовательная; б—параллельная; 1 — возду- хонагреватель;.2 —задвижка на обводной трубе (нормально закрыта); 3 — подающая магистраль основной системы отопления; 4 — регулятор расхода
а—последовательная; б—параллельная; 1 — возду- хонагреватель;.2 —задвижка на обводной трубе (нормально закрыта); 3 — подающая магистраль основной системы отопления; 4 — регулятор расхода
поверхности и тепловому потоку, вызванному импульсом темп-ры на внутр, поверхности. Метод используется для многослойных конструкций и помещения, требует предварит, числ. расчетов ЭВМ. Для ручного счета этот метод трудоемок и сложен. Осн. показатели теории теплоустойчивости по существу являются Р.-ф. для периодич. тепловых воздействий.
РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ — прибор воздушного отопления с интенсивной циркуляцией внутр, воздуха типа высокого конвектора, обогреваемый теплоносителем.
Рециркуляционный во здухонагреватель
а—со встроенным каналом; 6 — приставной с каналом из строительных материалов; в — приставной металлический; 1 — нагреватель; 2 — канал нагретого воздуха
в системе отопления водой. Относится к приборам местного воздушного отопления. Применяется для отопления лестничных клеток многоэтажных зданий, отд. помещений при отсутствии пост, рабочих мест у наружных ограждений и периодически используемых (вестибюли, торговые помещения, зрительные залы, склады и т.п.). Р.в. состоит из двух элементов — на-
гревателя и канала. Нагреватель компонуется из стандартных отопительных приборов — ребристых труб, радиаторов секционных (или многоходовых калориферов пластинчатого типа). Тепловая мощность нагревателя — 5—25 кВт. Канал высотой 1,5—3 м выполняют встроенным во внутр, стену, приставным из строит, материалов и металлическим. Наличие канала ■ способствует интенсивной циркуляции нагреваемого воздуха, возрастающей с понижением темп-ры наружного воздуха (саморегулирование теплоотдачи).
Тепловой и аэродинамич. расчеты Р.в. проводят в зависимости от тепловой нагрузки обслуживаемого помещения при условии создания в нем усиленной циркуляции воздуха (не менее однократной) с темп-рой нагреваемого воздуха не выше 60°С. Нагреватель присоединяют к теплопроводам системы водяного отопления по гюследоват. (предвключенной) и паралл. схемам. Последоват. подключение предусматривает пост, действие Р.в., как и осн. системы отопления. Вся высокотемп-рная вода пропускается через нагреватель. Темп-рный напор при этом возрастает и сокращается необходимая площадь поверхности нагревателя, однако регулирование его тепловой мощности и отключение отражаются на действии осн.системы отопления. Паралл. схема независима, предусматривает периодичность действия Р.в. с автоматизацией
работы для поддержания необходимой темп-ры воздуха в помещении, однако обусловливает большую площадь нагревателя. '
РЕЦИРКУЛЯЦИЯ — многократное полное или частичное возвращение потока газов (жидкостей или твердых в-в) в технологии. процесс, установку, аппарат, помещение и др. Цели Р. различны: напр.,
регулирование темп-ры в теплообменнь аппаратах (котлах, печах и др.), конце] трация компонентов в смесях, по; мешивание внутр, воздуха к наружноь для сокращения расхода теплоты или х< лода в системах кондиционирования во. духа и т.д. В последнем случае забор внут] воздуха осуществляется из верхней ил рабочей зон помещения, а его по; мешивание — до форсуночной камер кондиционера (первая Р.) или после не (вторая Р.) Первая Р. позволяет снизить холодное время года тепловую мощност воздухонагревателей первого подогрет или холодопроиз-сть форсуночной каме ры в теплое время года. В теплое врем применение Р. целесообразно, если эь тальпия воздуха, удаляемого на Р. к помещения, ниже энтальпии наружно! воздуха. Вторая Р. позволяет снизить тег ловую мощность воздухонагревателей втс рого подогрева и холодопроиз-сть форсу ночной камеры. В энергетич. отношени более эффективна работа систем] кондиционирования воздуха с миниь кол-вом наружного воздуха, т.е. без Г Однако это не всегда возможно, тл ограничение на расход приточного возду ха налагает его темп-ра.
РЕШЕТКА — сооружение дл очистки сточных вод от крупных загряз нений (бумаги, тряпок, мочалы и др.). Р изготовляют из металлич. стержней пря моугольного, круглого или многогранног
поперечного сечения толщиной б—10 мк
с промежутками между ними 16—19 мм
Р. устанавливают в камере, образуемой посредством расширения и (или) углуб' ления подводящего к ней сточную воду ка.-
нала. Расширение и углубление делаю: плавными — под углом 60—80°. Прт улавливании загрязнений объемом боле» 0,1 м3/сут Очистку Р. механизируют. $
оборудуют граблями, перемещаемым*
Объемные фильтрыОбъемные фильтры
Объемные фильтры
Объемные фильтры
обычно замкнутыми цепными механизмами. Входя зубьями в промежутки между стержнями, грабли очищают Р. от загрязнений, а спец, съемник сбрасывает их в контейнер или на ленточный конвейер. Грабли приводит в движение электрич. двигатель. Заводы выпускают Р. с граблями двух марок: МК и РМУ. Р. размещают в отд. отапливаемых и вентилируемых помещениях, оборудованных грузоподъемными механизмами. Кол-во загрязнений, улавливаемых Р. с промежутками между стержнями 16 мм, составляет 8 л/год на 1 чел. Загрязнения дробят и либо вновь сбрасывают в поток воды, либо направляют в метантенки на переработку с др. осадками. Выпускают дробилки произ-стью 300—600 кг/ч (Д-Зб) и 1000 кг/ч (ДК-1). Размер Р. определяют из условия течения воды в промежутках между стержнями при макс, расходе со скоростью 0,8—1,0 м/с.
Для дробления загрязнений под водой применяют Р.-дробилки, к-рые имеют форму барабана с вертикальной осью вращения и с горизонт, круговыми промежутками. Вода движется с внешн. стороны барабана и поступает в центр его через Р. Загрязнения задерживаются на внешн. стороне барабана. Вода отводится через его основание в канал с помощью дюкера. При вращении барабана загрязнения перемещаются к неподвижному гребню и измельчаются в результате его взаимодействия с закрепленными на барабане и вращающимися вместе с ним несколькими режущими пластинами и резцами. Пром- сть выпускает Р.-дробилки с барабанами диаметром 100-900 мм с макс, пропускной способностью 0,0083—1,16 м3/с.
РЫБОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА — комплекс устройств, совмещенных с конструкциями водоприемников или в компоновке водозаборных сооружений, предназначенный для предотвращения гибели молоди рыб непосредственно в водоприемниках или перед ними. При про
а — керамзитобет. кассета; б — насыпная кассета стержневая; в — то же, сетчатая; 1 — рама кассеты;
— керамзитобетон; 3 — арматура; 4 — ограждающие стержни; 5 — насыпное заполнение; б — ограждающая сетка
ектировании Р.у. учитывают основные биологич. хар-ки поведения рыб и молоди: реореакцию — ориентацию рыб головой против потока воды (с реореакцией у рыб связаны активные и пассивные миграции, питание, защита от хищников и т.п.); зрение, хорошо развитое у большинства пресноводных и проходных рыб; слух — рыбы слышат в широком звуковом диапазоне; органы боковой линии — рецепторы, к-рыми рыбы воспринимают в осн. низкочастотные источники. Миним. скорость потока, при к-рой возникает ориентация рыб головой против течения, наз. пороговой. Значение ее для рыб различных видов определяют ихтиологическими исследованиями для конкретных условий и учитывают при конструировании Р.у. Критическая скорость течения — это верхняя граница того интервала скоростей, в к-ром возможно удержание рыб в потоке. Ее значение равно скорости потока, к-рый сносит рыб. Плавательная способность рыб характеризуется временем, в течение к-рого рыбы способны двигаться с заданной скоростью. Рыбы развивают бросковые скорости движения при преодолении водопадов и стремнин, в потоке воды входных отверстий, в камерах рыбоходов и водоприемников. В режиме крейсерских и макс, скоростей рыбы совершают миграции, удерживаются в потоке и сохраняют места своего пост, обитания. Сезонный и суточный ритм попадания рыб в водозаборы различен в разных водоемах и водотоках и может меняться по годам. Наиболее резкое увеличение концентрации молоди в р-не водозабора происходит в результате нереста производителей и миграции молоди рыб. На эффективность работы Р.у. влияют местоположение водозабора и его водоприемника, сезонный и суточный ритм миграции и подхода рыб к водозабору, реакция раздражителей, используемых для отпугивания и направления движения рыб в заданном направлении, скорости
движения рыб. Целесообразно устраивать водозабор в районе с миним. концентрацией рыб. Разработка Р.у. в связи с индивид, гидрология, и ихтиология, обстановкой требует предварит, натурных
и лабораторных исследований. При проектировании водозаборов нужно учитывать три принципа рыбозащиты: экологический — использование закономерностей, связанных с образом жизни рыб (распределением, миграциями и особенностями их попадания в водозабор); поведенческий — использование реакций рыб на раздражители — свет, звук, электрич. поле и др.; физический — использование механич. преград, задерживающих ход рыб, а также разницы плотности воды и рыб.
Наиболее широкое применение получили Р.у. в виде сеток и объемных фильтрующих элементов с различными заполнителями. Для отвода молоди от Р.у. применяют гидравлич. и пневматич. устройства, спец, рыбонасосы, кольцевые эжекторы, самотечные каналы. Сетки состоят из след. осн. элементов: несущей конструкции, сетчатого полотна, очистного устройства, подъемно-транспортного оборудования. Сетчатое полотно предназначено для предохранения водоприемника от попадания рыб и мелкого мусора. Оно набирается из отд. сеточных рам или сеточных каркасов. Сетка с ячейкой 1x1 мм служит для защиты молоди рыб всех размеров, 2x2 мм — с длиной тела 15 мм и более, 4x4 мм — с длиной тела 30 мм и более. В зависимости от конфигурации водоприемника сетчатое полотно может быть расположено в плане по прямой линии, по дуге или окружности, в виде прямоугольника или угла. Сетчатое полотно устанавливают в вертик. или наклонном положении. Очистные устройства служат для удаления с сетчатого полотна мусора, они бывают гидравлич. и механич. Сетчатые Р.у. рекомендуется использовать на ирригац. водозаборных сооружениях (ввиду возможности аварийной забивки их шугой и водной растительностью).
Более надежно предотвращают попадание рыб в водозаборное сооружение объемные фильтрующие элементы. Они применяются при пост, работе водозабора в течение всего года, включая шуголедо- вый период, на водопроводах промышленно-коммунального назначения. В качестве объемных фильтрующих элементов используют фильтрующие кассеты и контейнеры различных конструкций, к-рые могут вставляться в пазовые конструкции водоприемников вместо сороудерживающих решеток. Кассета представляет собой металлич. каркас, заполняемый фильтрующей загрузкой в насыпном или монолитном пористом виде. Линейные размеры кассет устанавливают исходя из компоновочных и эксплуатац. условий водоприемника с учетом использования подъемных механизмов. Калиброванный диаметр фракций загрузки кассет принимают не более 25 мм. При установке
объемных фильтров необходимо обеспечивать равномерность отбора воды по всей фильтрующей площади водоприемника путем устройства раструбов различной конструкции или телескопич, вихревых камер.
В качестве дополнит. Р.у. перед водоприемниками устраивают запани и отбойные козырьки. При отсутствии в зоне водоприемных отверстий, достаточных для рыбоотведения сносящих скоростей и устойчивой связи потоков у водоприемников (размещаемых в глубоко- врезанных в берега акваториях — ковшах, каналах, врезках) с транзитными потоками, осуществление мероприятий по рыбоотведению молоди рыб обязательно. Предусматриваются два вида таких мероприятий: рыбоотведение с пропуском рыбы через водоподъемные агрегаты и рыбоотвод с интенсификацией бытовых струйных течений.
РЫБОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ — комплекс гидротехнич. сооружений, предназнач. для пропуска проходных, полупроходных и в нек-рых случаях жилых рыб через гидроузлы, создающие перепады уровней на водотоке. Для рыбохозяйств. и экономия, обоснования необходимости стр-ва рыбопропускных сооружений на гидроузле требуется проведение спец, ихтиология, изысканий, в процессе к-рых устанавливают: видовой состав ценных промысловых рыб, размеры, производителей и покатной молоди; условия размножения рыб в водохранилище и ската их в нижний бьеф; кол-во проходящих рыб каждого вида, время их хода и ската; возможное увеличение кол-ва ценных промысловых рыб и экономия, эффект от промыслового возврата при стр-ве рыбопропускных сооружений. Р.с. по способу перемещения в них рыб подразделяют на две группы: сооружения, в к-рых рыбы сами перемещаются из нижнего бьефа в верхний благодаря их активному движению на всем протяжении рыбопропускного устройства; сооружения, в к-рых перемещение рыб из нижнего бьефа в верхний осуществляется путем шлюзования или транспортирования их в специальных контейнерах либо в др. устройствах. К сооружениям первой группы относятся рыбоходы в виде различных лотков и каналов; второй — рыбопропускные шлюзы, гидравлич., механич. и напорные рыбоподъемники, плавучие установки для наполнения и транспортирования рыб. Группу и тип Р.с. выбирают в зависимости от напора на сооружение и данных о видовом составе и кол-ве рыб, подлежащих пропуску в верхний бьеф гидроузла. Плавучие установки для наполнения и транспортирования рыб через гидроузлы применяют при любых напорах в тех случаях, когда выбор местоположения
стационарного Р.с. затруднен. Число Р.с. в комплексе гидроузла должно соответствовать числу осн. участков возможной концентрации рыб вдоль водопропускного фронта гидроузла.
Р.с. первой группы включают рыбос- борник (входной оголовок), рыбоход с приспособлениями для гашения скорости, блок питания и ихтиологич. площадку. Рыбоход может быть лотковый, прутковый, лестничный. Лотковый имеет прямоугольную форму поперечного сечения и оборудуется неполными перегородками, что позволяет увеличить путь движения
Рыбопропускные сооружения
а — лестничный рыбоход; б — механич. рыбоподъемник; I — верхний оголовок; 2 — тракт рыбохода;
— входной оголовок; 4,5—всплывные отверстия -- ; поверхностное и глубинное; б — контейердля подь- 4 ема рыб; 7 — побудит. устройсТВо^-8 — рыбона- копитель; 9—блок питания
воды, а следовательно, и рыб, при меньшей длине лотка. Лотковый рыбоход с , усиленной шероховатостью, создаваемой планками, зубцами, порогами или др, устройствами на дне и по стенкам лотка, характеризуется небольшой скоростью течения (2—2,5 м/с). Прудковый рыбоход ;
представляет собой ряд бассейнов-прудков, соединенных короткими каналами с повышенными по сравнению с прудками скоростью течения и уклоном. Лестничный рыбоход применим для рыб разных видов. Это лоток со ступенчатым дном, разделенный поперечными перегородками на ряд бассейнов (бьефов). В перегородках устраивают всплывные отверстия для прохода рыб, располагаемые в шахматном порядке. В зависимости от условий хода рыбы их делают поверхностными и донными. Р.с. второй группы включают рыбоподъемник с рыбона- копителем (низовой лоток), рабочую камеру или контейнер, верховой (выходной) лоток, блок питания и ихтиология, площадку. К сооружениям этой группы отно
сятся: рыбопропускные шлюзы, гидравлич. и механич. рыбоприемники, плавучие установки для накопления и транспортирования рыб. Рыбонакопитель служит для накопления рыб в период их привлечения в сооружение, выполняется в виде продольного канала прямоугольного сечения, оборудуется передвижным устройством для побуждения рыб к движению в рабочую камеру или контейнер. Вплоть до входа в рабочую камеру рыбы должны четко ощущать направленный ориентир в виде противотока. Рабочая камера служит для перевода накопленных рыб из нижнего бьефа в верхний и устраивается в рыбопропускных шлюзах — в виде открытой камеры, у гидравлич. рыбоподъемников — в виде вертик. или наклонной шахты, у ме
ханич. рыбоподъемников — в виде контейнеров. Верховой лоток служит для выхода рыб из рабочей камеры в верхний бьеф гидроузла. По всей длине лотка предусматривается пост, ток воды с определ. скоростью в направлении от выходного отверстия к рабочей камере. Назначение блока питания — обеспечить подачу воды в рыбонакопитель для привлечения рыб. Его конструкция может быть разнообразной: напр., в виде водосбора, системы эжекторов. Ихтиологич. площадка предусматривается как пункт подсчета пропускаемых рыб, их рыбохоз. отбора и мечения. Она может быть расположена в рыбонакопителе, в рабочей камере или верховом лотке.
372 Санитарно-защитная зона
САНИТАРНО-ЗАЩИТНАЯ ЗОНА — территория, отделяющая пром, предприятие от селитебных р-нов городов и др. нас. пунктов, в пределах к-рых размещение зданий и сооружений регламентируется, сан. нормами.
САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КАБИНЫ — унифициров. индустр. изделия, являющиеся частью жилого здания. Строит, часть C.-т.к., т.е. стены, выполняют из асбестоцементных панелей. В состав сантехоборудования входят: чугунная эмалированная ванна купальная, умывальник, смеситель — общий для ванны и умывальника с душевой сеткой на гибком шланге, унитаз с бачком, полотенцесушитель. В шахте С.-т.к. прокладывают стояки холодного и горячего водоснабжения и канализац. стояк с ответвлениями от них к водоразборным приборам. Т.о. подающий стояк системы горячего водоснабжения, смонтиров. из стандартных C.-т.к., состоит из стандартных этажестояков, соединенных на резьбе и электросваркой. Диаметр подающего стояка одинаков по всей его высоте, кроме того, все подающие стояки одного жилого дома одинаковы.
В зависимости от планировки квартиры С.-т.к. выполняют с присоединением моек кухонных и без них. В тех случаях, когда кухня не примыкает к стене C.-т.к., для подвода горячей воды к смесителю кухонной мойки прокладывают отд. подающий стояк. В зданиях с числом этажей менее 12 стояки горячего водоснабжения выполняют из труб Dy “ =*20 мм, в 12 — 25-этажных зданиях — из труб Dy = 25 мм.
С.-т.к. монтируют совмещ. с расположением в них ванны и унитаза и разобщенными. В последнем случае С.-т.к. имеет две двери и внутр, перегородку, разделяющую кабину на два помещения. Сан.- технич. часть кабины разрабатывают в правом и левом исполнениях соответственно строит, планировке квартиры. При правом исполнении шахта расположена в правой части C.-т.к., ванна и умывальник — слева от шахты; при левом — в
зеркальном отражении. В жилых домах, построенных по индивид, проектам с высотой этажа 3 м, применяют С.-т.к. с цифровым индексом "30". Полная марка С.-т.к. отражает все ее особенности и проставляется на поэтажных планах в проектах домов, а также наносится на кабины заводом-изготовителем. .
САТУРАТОР — аппарат для принудит, увеличения концентрации в растворителе растворяемого в-ва С. часто используют для приготовления из известкового молока известкового раствора на установках водоподготовки небольшой пропускной способности. Существует С. двойного действия, представляющ. собой цилиндрич. бак, разделенный конич. дном на два отделения. Известковое молоко подается в нижнюю часть конуса верхнего отделения, а затем пропускается в нижнее отделение и заполняет его. Конус верхнего отделения также заполняется известковым молоком, после чего в нижнее отде-
Сатуратор двойного насыщения
1—выпуск осветленного р-ра; 2—перепускные трубы; 3—нижнее отделение; 4—клапан; 5—подача воды; 6 — выпуск осадка; 7 — отвод воздуха; 8 — сборный желоб
ление подается вода, которая, проходя через известковое молоко нижнего конуса, насыщается известью и перепускается в нижнюю часть конуса верхнего отделения и, вторично проходя через слой известкового молока, донасыщается известью до пределов растворимости при соответств. темп-ре. При этом взвеш. частицы извести задерживаются в цилиндрич. части С., а осветлен, известковый раствор переливается в кольцевой сборный желоб и отводится в смеситель водоподготовит. установки. С. работает циклично, по окончании цикла отработ. известковое молоко из верхнего конуса (отделения) перепускается в нижний, откуда сбрасывается, а верхний заполняется порцией свежего. В таком С. достигается практически полное использование извести.
, СБОРНЫЕ СТАНЦИИ ТИПА 'ТУЧЕЙ'" — станции, предназначенные для глубокой очистки сточных вод малых нас. пунктов. Они рассчитаны на очистку сточных вод, имеющих БПКполн до 375 мг/л и содержащих взвешенные в-ва до 325 мг/л. Очищенные йа этих станциях воды имеют след, показатели, мг/л: БПКполн — 3; взвешенные в-ва -— 5; азот аммонийных солей — 2; азот нитратов — 9. С.с.т."Р." имеют пропускную способность 100; 200; 400 и 700 м3/сут. Они отличаются высокой степенью сборности и полной комплектностью. Их изготовляют в виде блок-контейнеров стандартного размера, предназначенных для перевозки любым видом транспорта. В комплект входят оборудование насосной станции, песколовка, блок биологич. очистки, стабилизатор активного ила, блок доочистки и производственно-вспомогат. здание в виде контейнера. Все контейнеры имеют одинаковые размеры — 2,7x2,7x12 м, Оборудование насосной станции включает два погружных насоса, решетку-контейнер и подъемное устройство в виде поворотной стрелы и тали для подъема насосов и извлечения решетки-контейнера с отбросами. Песколовка — тангенциального кругового типа. Блок биологич. очистки состоит из анаэробного реактора (отстойник с насадкой), двух аэротенков- отстойников с тонкослойными элементами иконтактного резервуара. Расчетная пропускная способность каждого блока — 100м3/сут, т.е. станция пропускной способностью 200 м3/сут включает два, 400м3/сут — четыре и 700 м3/сут—^ шесть блоков. Увеличение пропускной способности последней станции на 100м3/сут по сравнению с расчетной достигается за счет меньшего коэфф, неравномерности притока сточных вод. Аэробный стабилизатор ила поставляю1) отдельно в виде цилиндрич. резерву apt диаметром 3 м. Блок доочистки представ, ляет собой аэротенк-отстойник с насадко!
из волокнистых материалов для прикрепленных микроорганизмов. Размеры блока 2,7x2,7x5 м. В производственно-вспомо- гат. здании заводского изготовления расположены воздуходувная станция, узел обеззараживания и лаборатория для экспресс-анализов сточных вод.
СБРАЖИВАНИЕ ОСАДКОВ — процесс перевода органич. в-ва осадка сточных вод в незагнивающую стабилизиров. форму, при этом уменьшается масса осадка вследствие частичного преобразования .его в биогаз (основную часть к-рого составляет метан), а также снижаются сан. зараженность и выделение неприятных запахов при хранении и утилизации осадков. Одним из первых процессов обработки осадков сточных вод, примененным в начале XX в. за рубежом и в нашей стране, является анаэробное сбраживание. Разложение органич. в-ва в ходе этого процесса выполняется сложным комплексом микроорганизмов, составляющих трофическую цепь первичных и вторичных анаэробов, и включает взаимосвязанные стадии: ферментативный гидролиз нерастворенных сложных органич. в-в (жиров, белков, углеводов) в более простые растворенные (стадия гидролиза); образование из продуктов стадии гидролиза летучих жирных к-т (уксусной, пропионовой, масляной и др.), аминокислот, спиртов, водорода и диоксида углерода (кислотогенная стадия); превращение продуктов кислотогенной стадии в уксусную к-ту (ацетоген- ная стадия); образование метана из уксусной к-ты (72%), а также восстановлением диоксида углерода (28%) (метаногенная стадия). Первичные анаэробы осуществляют стадии гидролиза и кислотообразо- вания, вторичные — стадии ацетогенеза и метаногенеза. Для последних питат. и энергетич. субстраты образуются за счет деятельности первичных анаэробов на предшествующих стадиях. Помимо трофич, связей между группами бактерий метанового брожения имеется и чисто физич. связь. Гидролитич. бактериям необходим тесный контакт с твердым гидролизуемым субстратом, а ацетоген- ные и метаногенные бактерии наилучшим образом действуют в тесном пространственном симбиозе, разрыв к-рого, напр. при интенсивном перемешивании, оказывает отрицат. воздействие на эффективность процесса. Бактерии, работающие на разных стадиях, имеют свои морфологич. и физиологии. особенности, выражающиеся в разных скоростях роста, чувствительности к темп-ре, pH, Ог и др. Наиболее чувствит. к условиям среды метановые бактерии — медленно растущие строгие анаэробы. Даже незначит. отклонения от заданного режима эксплуатации в первую очередь влияют на эту группу
бактерий, что может привести к нарушению процесса сбраживания.
Сбраживанию в метантенках, как правило, подвергаются смесь осадка первичных отстойников и избыточный активный ил, существенно различающиеся содержанием основных органич. (жиров, белков и углеводов) и минер, компонентов. В активном иле по сравнению с осадком содержится больше белков и меньше жиров и углеводов. Все кол-во газа, выделяющегося в процессе сбраживания, образуется в результате распада жиров, углеводов и белков, составляющих 65—80% органич. в-ва осадков. Остальные 35—20% (лигнинно-гумусо- вый комплекс) в газообразовании не участвуют. Уд. выход газа при сбраживании жиров в 1,5 раза выше, чем при сбраживании углеводов и белков и соответственно составляет 1,25; 0,79 и 0,7 м3/кг. При С.о., содержащих больше жиров (осадок первичных отстойников), образуется большее кол-во биогаза, чем при С.о., содержащих больше белков (активный ил) или углеводов (навоз, растительные отходы). Каждый осадок имеет биоразлагаемую часть или практич. предел сбраживания, характеризуемый макс, выходом биогаза, к-рый зависит от хим. состава осадка и достигаемой степени распада органич. в-в. Предел сбраживания соответствует для органич. в-ва осадков 50—60%, избыточного активного ила —42—45%.
Стабилизиров. являются осадки, ^степень сбраживания к-рых в метантенке* составляет ~ 90% предела сбраживания. Отношение содержания углерода к азоту (C:N) в таких осадках должно составлять 10— 12 по сравнению с 16—19 в несброженных осадках. Для хорошо сброженных осадков характерна бикарбонатная щелочность 2500мг/лпоСаСОз ( 50мг-экв/л), содержание летучих жирных к-т 200 мг/л по СНзСООН (~3,3 мг-экв/л). Осн. технология. параметрами, определяющими эффективность процесса С.о. (степень распада органич. в-ва и выход биогаза), являются темп-pa, продолжительность пребывания осадка в метантенке, нагрузка по органич. в-ву, концентрация загружаемого осадка, режим загрузки и перемешивания. С.о. обычно осуществляют в мезофильной (33—35°С), термофильной (53—55°С) или психрофильной (15— 17°С) зонах. В процессе сбраживания микроорганизмы адаптируются к темп- рному режиму. Кратковременное нарушение его, особенно в сторону уменьшения темп-ры, приводит к торможению стадии метаногенеза из-за высокой чувствит. метаногонных бактерий, накоплению продуктов гидролиза, нарушению трофических связей в микробном сообществе и процесса сбраживания в целом. С уменьшением продолжительности С.о.,
т.е. с повышением дозы загрузки, выход газа с единицы массы органич. в-ва снижается при всех темп-рных режимах, однако при термофильном режиме за счет более высокой скорости процесса это снижение происходит медленнее, чем при мезофильном. Обычно метантенки эксплуатируют с дозами загрузки 5—8% в мезофильном режиме (время пребывания 20—12 сут) и 15—18% в термофильном (7—бсут).
Биогаз, образующийся при сбраживании осадков городских сточных вод, в осн. состоит из метана — 65—70% и диоксида углерода — 25—30%. Биогаз используют в качестве топлива втехиологич. котельных очистных сооружений, в двигателях генераторов электрич. и тепловой энергии, для наполнения газовых баллонов автомобильного транспорта, тракторов и др.
СВОБОДНАЯ ПРИТОЧНАЯ
СТРУЯ — приточная струя, на формирование к-рой в вентилируемом помещении ограждения не оказывают заметного влияния. Модель С.п.с. — осн. расчетная для всех др. струй, чьи особенности учитывают, вводя поправочные ко-
Схема свободной приточной струи
1 — насадок для подачи воздуха; 2 — граница струи;
3 — эпюра поля скорости в сечениих
эфф. С.п.с. Может быть компактной, пря моугольной или плоской, сосредоточенной, веерной или закрученной. Представленная схема изотермической С.п.с. соответствует всем перечисл. разновидностям С.п.с., кроме закруч. Распределение скорости в произвольном сечении струи на осн. участке можно определить по формуле Г.Рейхарда v - y^^i-vicx)! , где — скорость воздуха На оси С.п.с. (осевая скорость); г — расстояние от оси до рассматриваемой точки; С — эксперимент, пост., равная (по И.А.Шепслеву) 0,082; х — расчетное расстояние.
Расход воздуха в произвольном сечении осн. участка С.п.с. определяют по ф-ле Lx-Lo Рх, где Дх — относит, расход воздуха ( ^х ” Lx/La), в зависимости от вида струи рассчитываемый по ф-лам: Дх " 2х/ mVJo — компактная сосредоточу Дх •* V2x Zmv^ — веерная; Дх~ - V2x7mVbo — плоская. См. Приточная струя.
СГУЩЕНИЕ ОСАДКОВ — увеличение концентрации сухого в-ва осадков сточных вод и существенное сокращение их объема. При этом появляется возможность уменьшить кол-во и объемы оборудования и сооружений, а также расход реагентов на обезвоживание. На отечественных и зарубежных станциях аэрации для С. о. из вторичных отстойников — избыточного активного ила — применяют тарельчатые сопловые сепараторы и сгущающие центрифуги; в этом случае по сравнению с гравитац. и флотац. уплотнением сокращаются потребные площади и объемы сооружений, а также объемы сгущенного активного ила. В тарельчатых сепараторах происходит разделение активного ила в тонких слоях межтарельчатых пространств, развиваются значит, центробежные силы, что позволяет повышать концентрацию до 3—4% с эффективностью задержания сухого в-ва до 94—95%. Однако эти сепараторы сложны по конструкции и неудобны в эксплуатации, т.к. происходит засорение сопел и межтарельчатых пространств. Более высокая степень сгущения активного ила (до концентрации 5—6%) достигается на сепараторах с гидромеханич. выгрузкой осадка. Сгущение активного ила на осадительных шнековых центрифугах позволяет достигать концентрации 4—7 % при эффективности задержания сухого в- ва 80—98%. Известны осадительные центрифуги со сгущающим шнеком с диаметром ротора 501 и 1001 мм пропускной способностью от 10—20 и 70— 100 м/ч, что позволяет применять их на станциях аэрации с различным расходом сточных вод. В результате сгущения достигаются след, результаты: влажность активного ила снижается с 99—99,6 до 93—96% при эффективности задержания сухого в-ва 85—98%; влажность смеси избыточного активного ила с осадком из первичных отстойников снижается с 96,7—98 до 92—96% при эффективности задержания сухого в-ва 75—95%. Однако как сепараторы, так и центрифуги являются металлоемкими аппаратами, требующими большого расхода электроэнергии и предварит, выделения из осадков абразивных и крупных включений на спец, устройствах.
Увеличение концентрации осадков при сокращении затрат энергии и одновременном уменьшении сложности и металлоемкости оборудования возможно при применении новых аппаратов с фильтрами из капиллярно-пористых материалов. Фильтр состоит из корпуса, фильтрующего пористого материала, пневмоцилиндров, поддона для сбора и удаления фильтрата, механизма съема и удаления сгущенного осадка. Цикл работы включает сжатие пористого материала с одновременным удалением фильтрата и
съемом сгущенного осадка, расжатие пористого материала с одновременной подачей на его поверхность активного ила или осадка. Сгущение осуществляется за счет капиллярного всасывания фильтрата. В фильтре шнекового типа эластичный пористый фильтрующий материал располагается между шнеком и внутр, перфориров. перегородкой корпуса. При вращении шнека происходят сжатие и расжатие перегородки из пористого материала, что обеспечивает всасывание жидкой фазы из осадка капиллярами пористого материала и отжим из него фильтрата через внутр, перфориров. перегородку. Ленточный капиллярный фильтр с использованием нетканых материалов состоит из бесконечной капроновой фильтров, ленты, натянутой на рамку и движущейся в соприкосновении с влагопоглощающими лентами из нетканого материала. Сгущенный осадок снимается при переходе фильтров, ленты из верхнего положения в нижнее, в это время нижняя лента из нетканого материала отжимается й из нее удаляется влага, а верхняя фильтров, лента после съема сгущенного осадка регенерируется путем промывки водой. На аппаратах с капиллярнопористыми материалами активный ил и смесь его с осадком из первичных отстойников могут сгущаться до концентрации 8—10% и более.
СЕКЦИЯ РАДИАТОРА — единичный нагреват. элемент чугунного радиатора секционного, состоящий из колонок круглой или эллипсообразной формы и головок с двухсторонними
Двухколончатая секция радиатора
К — колонки; йп — полная высота; Нм — монтажная высота; Ъ — строительная глубина
отверстиями D^ 32 мм, имеющими внутр, резьбу для ввертывания соединяющих секции ниппелей или пробок в торцевые С.р. Отливается из серого чугуна, толщина стенок около 4 мм. Наиболее распространены двухколончатые секции радиатора средней высоты (монтажная высота
500 мм); известны также С.р. одно- и многоколончатые, высокие (1000 мм) и низкие (300 мм). С.р. изготовляются глубиной 90 и 140 мм, отсюда обозначение радиатора МС-90 или МС-140. По фронту С.р. отливаются длиной 98 и 108 мм, что обозначается в марке секции (МС-140-98 и МС-140-108).
СЕПАРАТОР (от лат. separator — отделитель) — см. Каплеуловитель.
СЕПАРАЦИЯ ПАРА (от лат. separatio — отделение) — отделение воды от насыщ. пара, вырабатываемого в парогенераторах. Предотвращает осаждение минер, примесей, содержащихся в воде, на внутр, поверхностях труб пароперегревателей и на лопатках паровых турбин (примеси ухудшают условия охлаждения труб и снижают кпд паровых турбин). В процессе сепарации поступающий в барабан парогенератора пар направляется на отбойные щетки, в циклоны и др. приспособления. Различают объемную и ме- ханич. С.п. В результате первой происходит гашение динамич. напора струй пароводяной смеси, отделение больших кол-в воды, выравнивание пароводяных нагрузок; второй — улавливание остатков влаги из пара, выходящего из барабана парогенератора. При высоких давлениях для очистки пара от раствор, в нем в-в применяют также промывку пара конденсатом или питательной водой. При высоком содержании солей в питат. воде используют метод ступенчатого испарения.
СЕПАРАТОР ПЫЛИ (от лат. separator — отделитель) — аппарат для отделения из пылевоздушной смеси с разл. . фракц. составом топлива мелких фракций от крупных. С.п. подразделяют на центробежные и инерц. Центробежный С.п. состоит из двух вставл. один в др. конусов, каждый с рукавом для возврата крупной пыли. Пылевоздушная смесь подводится снизу в наружный конус, где вследствие резкого изменения скорости выпадают наиболее крупные фракции, к- рые возвращаются через горловину в мельницу. В верхней части С.п. пылевоздушная смесь закручивается на завихряющих лопатках, и во внутр, конусе отделяются крупные фракции пыли, также возвращающиеся в мельницу. Пыль фракц. состава, необходимого для эффективного сжигания, выходит из верхнего патрубка и направляется на сжигание в. котел или бункер готовой пыли. Центре-1 бежные С.п. применяют в сочетании с молотковыми и шаровыми барабанными мельницами. В инерц. С.п. разделение; фракций пыли достигается изменением; направления потока пылевоздушной смеси, определяемого конфигурацией
Сепаратор пыля
а — центробежный; б — инерционный; 1 — короб подачи пылевоздушной смеси; 2 — возврат крупных частиц топлива в мельницу; 3 и 4 — наружный и внутренний конусы; 5—пылевыдающий патрубок; 6—завихривающие лопатки; 7 — корпус; 8—шибер; 9,10 — разделительная и внутренняя перегородки; 11 — первичный воздух; 12 — дробленое топливо; 13 — пылевоздушная смесь в топку
корпуса, расположением внутр, перегородки, скоростью потока. Отделившиеся от потока крупные частицы возвращаются в мельницу. Годная для сжигания пыль уносится воздухом в горелки или бункер, откуда питателями пыли ссыпается в отводящий к горелкам трубопровод.
СЕПТИК — сооружение для отстаивания бытовых сточных вод в местных системах канализации (обычно перед сооружениями биологич. очистки методом фильтрации через зернистую загрузку) в виде емкости, с противоположных сторон к-рой предусмотрены поступление, исходных и отведение очищенных сточных вод. В целях исключения прямого потока сточной воды от входа к выходу из С., а также
Септик (из железобет. колец)
1 — крышка утепляющая; 2 — подвод воды; 3 — горловина; 4 — железобет. кольца; 5 — крышка основная; б—вентиляц. стояк; 7 — плита перекрытия; 8 — отвод воды; 9 — цементная штукатурка; 10 — плита основания; 11—ходовые скобы
предотвращения попадания плавающих в- в в подводящий и отводящий трубопроводы на них устанавливают тройники. Взвешенные в-ва в зависимости от плотности либо выпадают на дно С., образуя осадок, либо всплывают, создавая на поверхности жидкости рыхлую массу, к-рая со временем высыхает, превращаясь в корку. Органич. часть осадка, выпавшего в С., постепенно разлагается анаэробными микроорганизмами. Выделяющиеся при этом газы проходят через слой воды в надводное пространство С. и удаляются через вентиляц. стояк. В зависимости от расхода сточных вод С. перегородками с перепускными патрубками может быть разделен на 2—3 секции по ходу движения воды (многокамерный С.) или С. может быть без перегородок (однокамерный С.). С. должен очищаться 1 —2 раза в год с удалением как осадка, так и рыхлой массы (корки). Очистку осуществляет, как правило, ас- сенизац. автоцистерна, оборудов. илосо- сом. Осадок вывозят на сливные станции при очистных сооружениях канализации или сливают на иловые площадки.
Расчетный гидравлич. объем С. при расходе сточных вод до 5 м3/сут принимают равным 3-кратному суточному притоку, более 5 м3/сут — 2,5-кратному. При расходе сточных вод до 1 мэ/сут С. предус- • матривают однокамерными, до 10м3/сут — двухкамерными и более 10м3/сут — трехкамерными. Объем первой камеры в двухкамерных С. должен составлять три четверти общего объема, в трехкамерных — половину его, при этом объем остальных двух камер трехкамерного С. принимают равным одной четверти общего объема. Перепускные патрубки в перегородках между камерами размещают на глубине, примерно равной половине общей глубины воды в С.; на высоте на 0,15 м выше уровня воды предусматривают вентиляц. патрубки. На перепускных патрубках устанавливают тройники, аналогичные тем, к-рые применяют на подающем и отводящем воду трубопроводах. Лотки патрубков по ходу сточной воды должны размещаться с последоват. понижением на 0,05—0,1 м. Эффективность отстаивания сточных вод в септиках по взвешенным в-вам составляет 30—50%, снижение БПКполн — 20— 25%.
С. выполняют из кирпича глиняного сплошного на цементном растворе, бетона, бутового камня или железобет. колец (в последнем случае объем камер многокамерных С. принимают одинаковым. Внутреннюю поверхность С. из кирпича или бутового камня штукатурят цементным раствором и железнят (затирка влажной поверхности цементом). За рубежом выпускают С., отлитые из чугуна, что упрощает их стр-во и увеличивает срок службы. Для теплоизоляции сверху С. засыпа
ют слоем грунта или шлака высотой 0,2— 0,5 м (в зависимости от климатич. условий). Для возможности чистки С. в перекрытии над каждой камерой устраивают люки размером 0,5x0,65 м (или диаметром 0,7 м) с двумя крышками: верхней — основной и нижней — утепляющей. Над вертик. осью тройников для впуска и выпуска воды из С. и камер, а также для прочистки тройников в перекрытии устанавливают отрезки труб (напр., асбестоцементных), выходящих на поверхность и закрытых заглушками. Одна из труб должна быть выведена для вентиляции С. на 0,7 м выше поверхности земли (выше уровня снежного покрова) и снабжена флюгаркой. С. должен размещаться на расстоянии не менее 5 м от здания.
СЖИГАНИЕ ОСАДКОВ — один из заключительных этапов обработки осадков сточных вод, обеспечивающий полное уничтожение органич. части, значит, сокращение объема и обеззараживание осадков сточных вод. При этом используется теплотворная способность горючих компонентов осадков. С.о. применяют в тех случаях, когда не представляется возможным или экономически целесообразным использование осадков в качестве вторичных продуктов при утилизации или при невозможности обеспечения их безопасного складирования. Осадки городских сточных вод рекомендуется сжигать после их механич. обезвоживания либо термин, сушки. Иногда сжигают также шламы производств, сточных вод нек- рых предприятий хим., нефтеперерабатывающей, угольной и др. отраслей пром- сти. С.о. является методом обезвреживания осадков с одновременным использованием их в качестве топлива и утилизацией выделившейся теплоты, а в ряде случаев и образовавшейся золы. Теплота используется для подогрева воздуха, необходимого для сжигания, а зола — как присадочный материал для интенсификации процесса обезвоживания осадков на вакуум-фильтрах" или фильтр-прессах. Горению обезвож. осадков всегда предшествует эндотермич. процесс их тепловой подготовки, включающий прогрев материала, испарение влаги и выделение летучих в-в. Затраты теплоты на этот процесс достаточно велики и иногда могут превышать кол-во теплоты, выделяющейся при сгорании осадков, т.е. для сжигания может потребоваться дополнит, топливо.
В качестве топочных устройств для С.о. за рубежом в осн. применяют многоподовые печи и печи с кипящим слоем инертного носителя; в нашей стране для этой цели используют печи с кипящим слоем, барабанные и циклонные. Многоподовая печь представляет собой
камеру с цилиндрич. стальной оболочкой диаметром 3—7 м и высотой 5—15 м, футерованную - огнеупорными материалами и имеющую от 5 до 12 горизонт, огнеупорных подов. Последние имеют чередующиеся отверстия для загрузки и выгрузки движущегося сверху обезвож. осадка. Дымовые газы движутся навстречу потоку осадка. По оси печи расположен полый вал, вращающийся с частотой 0,5— 3,5мин". К валу над каждым подом прикреплены по две радиальные мешалки, с " помощью к-рых осадок передвигается к периферическим
. отверстиям, а через них попадает на лежащие ниже поды. Вал и отводы охлаждаются воздухом, подаваемым воздуходувкой. Воздух, нагретый топочными газами, поступает в зону горения печи. На верхних подах испаряется основная часть влаги, на средних при темп-ре 800—900°С осадки сгорают, а в нижний части печи происходит охлаждение образующейся золы. Многоподовые печи имеют ряд недостатков. В частности, для изготовления полого вала и скребковых мешалок, подвергающихся воздействию высоких темп-p и коррозионной среды, требуются дорогостоящие жаростойкие чугуны. Ба- • рабанные печи конструктивно отличаются от барабанных сушилок тем, что выгрузочная камера у них выполнена в виде вертик. топки, где происходит дожигание осадка. Выпускное отверстие для золы находится в нижней части топки, а для отходящих газов — в верхней. Отходящие газы содержат пыль до 20% кол-ва сухого в-ва осадка; эта пыль задерживается в циклонах и мокрых скрубберах. Барабанная печь представляет собой наклонный стальной цилиндр, футерованный огнеупорными материалами. Барабан вращается с частотой 0,8—2 мин'1. Обычно поверхность футеровки барабана гладкая, сжигаемый материал скользит по ней, не переворачиваясь, поэтому для ' достижения эффективного выгорания органич. в-в барабан должен иметь значит, длину, достигающую в ряде случаев 15— 25 м. Склонность обезвоженных осадков к комкованию (образованию клейких шариков) вызывает изрядный недожог органич. в-в, поэтому на выходе из вращающейся печи устанавливают камеру дожигания, одновременно являющуюся камерой осаждения золы. Футеровка печи при вращении находится в условиях частой смены темп-ры, что вызывает образование трещин и быстро выводит ее из строя. -
В 60-х гг. для сжигания осадков начали применять печи с псевдоожи- ж е н н ы м слоем инертного носителя. Процесс сжигания осадков в условиях псевдоожиженного слоя значит, эффективнее, чем в стационарном слое. Образование псевдоожиженного слоя
достигается применением дутья, интенсивность к-рого превышает предел устойчивости плотного слоя. Все частицы в псевдоожиженном слое интенсивно перемешиваются, двигаясь колебательно вверх и вниз. В качестве инертного'материала применяют песок с размером фракций 1 —5 мм или фторопласт. Высота кипящего слоя составляет 0,5—1,5 м. Обрабатываемый материал, попадая в инертный слой, смешивается с ним, налипает на его частицы и удерживается до высыхания и частичного сгорания. Окончательное дожигание осадка и выделившихся газов производится в верхней части печи. Образовавшаяся зола состоит из пылевидных частиц размером 1— 150 мкм и легко выносится из печи потоком отходящих газов. Их теплота используется для подогрева воздуха, подаваемого в печь, до темп-ры около 500°С, для чего после -печи устанавливают теплообменник. Отходящие газы окончат, очищают от пыли в циклоне и мокром скруббере. Зола удаляется (обычно гидравлич. способом) в золоотвал при очистной станции. Недостатками метода сжигания осадков в кипящем слое являются: неравномерность распределения и времени пребывания в псевдоожиженном слое обрабатываемых твердых частиц, возможность их слипания и спекания; необходимость установки мощных пылеулавливающих устройств на выходе газов из псевдоожиженного слоя, особенно при сложном гранулометрии, составе твердых частиц, и др. Произ-сть печей с кипящим слоем ограничена из-за трудности равномерной црдачи и распределения осадка по слою. Применение ц ик л о н н ы х печей позволяет избежать нек-рых недостатков многоподовых печей и печей с кипящим слоем. В них увеличивается продолжительность витания частиц при одновременном их размельчении и интенсификации тепло- и массообмена, осуществляемого в условиях закрученного потока. Воспламенение и стабилизация факела обеспечиваются возвратом частиц горячих продуктов сгорания из ядра к корню факела. При этом по сравнению с др. способами сжигания осадков достигается интенсификация процесса сжигания осадков при регенерации теплоты отходящих из печи газов для предварит, термин, сушки механически обезвоженных осадков.
СЖИЖЕННЫЕ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ГАЗЫ — индивид, углеводороды или их смеси, к-рые при темп-ре окружающего воздуха и атм. давлении находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления переходят в жидкую фазу. С.у.г. используют для газоснабжения городов и пром-ти. Осн. источниками их получения являются попутные нефтяные газы и газы
конденсатных месторождений (см. Газообразное топливо). Компоненты С.у.г. (пропан и бутан) относятся к насыщ. углеводородам открытого строения —- алканам. Их общая хим. формула СлН2п+2. Пропан, норм, бутан и изобутан при норм, условиях находятся в газообразном состоянии, но при незначит. повышении давления до 0,47 (пропан), 0,115 (бутан) и 0,16 МПа (изобутан) и темп-ре 0°С они конденсируются в жидкость. Это их свойство используют в системах газоснабжения, т.к. транспортировать и хранить С.у.г. можно в виде жидкостей, а сжигать — в виде газа. Состав С.у.г., используемых для коммунально-бытового газоснабжения, должен соответствовать нормам. Установлены след, марки С.у.г.: СПБТЗ — смесь пропана и бутана технич. зимняя; СПБТЛ — смесь пропана и бутана технич. летняя; БТ — бутан технич. Наиболее благоприятными свойствами для газоснабжения обладает технич. пропан, т.к. в пределах темп-р -35 — +45°С он имеет достаточно высокую упругость паров и поэтому пригоден для использования в установках с отбором паровой фазы при естеств. испарении. Это позволяет устанавливать баллоны и резервуары со сжиж. пропаном снаружи помещения и в грунте.
С.у.г. обладает большим коэфф, объемного расширения, к-рый у пропана в 16 раз превышает аналогичный коэфф, у воды. Поэтому наполнять жидкостью весь объем резервуара нельзя, в противном случае при повышении темп-ры и увеличении давления его стенки могут разорваться. Во избежание этого над поверхностью жидкости в резервуаре предусматривают паровую подушку, для чего его заполняют на 80—90%. Степень заполнения лимитируется в зависимости от плотности С.у.г. и р-на его применения. Системы С.у.г. экономически выгодны при мелких рассредоточ. потребителях, располож. вдали от магистр, газопроводов природного газа. С.у.г. используют для приготовления пищи и горячей воды в городах и сельских нас. пунктах, а также в с.-х. произ-ве.
СИСТЕМА АСПИРАЦИИ — комплекс аспирационных установок в здании, локализующих образование пыли, предотвращающих ее выделение из оборудования в помещения, транспортирующих пыль по воздухопроводам к пылеуловителям очистных устройств, очищающих воздух перед выбросом его в окружающую среду.
СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ — комплекс взаимосвязанных сооружений, обеспечивающий подачу воды потребителям, включающий водозаборные сооружения, насосные станции, соо-
ружения по улучшению качества воды, регулирующие и запасные емкости, водоводы, ■ водопроводящую сеть труб и охладители воды. В зависимости от назначения и местных условий нек-рые из перечисл. сооружений в С.в. могут отсутствовать. С. в. классифицируют по различным признакам: по виду источника водоснабжения — питающиеся поверхностными (реки, озера, водохранилища, моря) или подземными (артезианские, грунтовые или родниковые воды) водами; по территор. охвату потребителей — местные, предусматривающие обеспечение водой отд. объектов, и с.-х. групповые или районные, обслуживающие разнородные пром, предприятия, города, поселки; по назначению или видам потребителей — хозяйственно-питьевые, производств., противопожарные, ж.-д., поливочные; по способу подачи воды — самотечные и нагнетательные, в к-рых вода подается насосами; по кратности использования подаваемой воды — прямоточные, в к-рых технич. отработавшая вода после обработки, очистки и иногда охлаждения сбрасывается в водоем; повторного использования, в к-рых технич. отработавшая вода последоват. используется в ряде технологи ч. процессов и после обработки направляется в водоем или оборотный цикл; оборотного водоснабжения, в к-рых технич. отработавшая вода после обработки, охлаждения и (или) очистки повторно используется, как правило, в том же технология, процессе. Система оборотного водоснабжения может быть охлаждающей или технология. В первой вода используется для охлаждения газообр. и жидких технологич. продуктов или технологич. оборудования, при этом она нагревается, поступает в градирни, пруды или брыз- гальные бассейны, где охлаждается и возвращается в систему. Обычно часть воды сбрасывается в водоем путем продувки С.в. В технологич. системе вода используется в качестве экстрагента, транспортирующей среды и др.; при этом она вступает в контакт с технологич. сырьем или продуктом и загрязняется им, после очистки возвращается в С.в. Часть воды из технологич. системы после дополнит, очистки также может сбрасываться в водоем путем продувки С.в. Охлаждающая и технологич. системы оборотного водоснабжения, работающие без продувки, паз. замкнутыми.
При значительной разнице отметок территории С.в. разделяют на зоны, устройство к-рых позволяет снизить излишне высокие напоры воды у потребителей, расположенных в пониженных местах территории, и уменьшить расход электроэнергии, затрачиваемой на подъем воды. Зонирование может быть осуществлено по паралл. или последоват. схемам. В первом случае предусматривают, единую насосную станцию с насосами, обеспечива
ющими разные напоры для обслуживания отд. зон; во втором — насосные станции для каждой зоны. При паралл. зонировании протяженность водоводов и масса труб больше, чем при последоват.
Основное преимущество системы прямоточного водоснабжения по сравнению с системой оборотного водоснабжения — ее простота. В ней отсутствуют охладители воды, насосные станции оборотной воды, дополнит, сети труб и др. сооружения. Если нет необходимости в очистке производств, отработавшей воды, то вся С.в. будет состоять из насосной станции и системы подающих и отводящих трубопроводов. Преимущество системы оборотного водоснабжения состоит в том, что из источника водоснабжения подается значит, меньшее кол-во воды, чем при прямоточной системе; это кол-во воды должно лишь компенсировать ее потери от испарения и уноса капель ветром из охладителей и расход воды на продувку С.в., к-рый зависит от качества добавляемой воды и способа ее обработки. Как правило, кол-во добавляемой воды в С.в. не превышает 5% расхода оборотной воды. При оборотном водоснабжении диаметр водоводов, а следоват. и их стоимость, значит, уменьшаются, снижаются размеры и стоимость водозаборных сооружений и насосных станций I подъема, расход энергии, необходимой для подачи воды на территорию предприятия, появляется возможность использовать для производств, водоснабжения источники с небольшим дебитом воды, заметно уменьшается стоимость очистных сооружений для добавочной воды. При оборотной системе водоснабжения в водоем сбрасывается гораздо меньше отработавшей воды, чем при прямоточной. В связи с этим облегчается задача охраны водоемов от загрязнения сточными водами, уменьшаются размеры и стоимость очистных сооружений и трубопроводов, отводящих отработавшую и очищенную воду.
СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ — совокупность устройств, обеспечивающих нагрев холодной воды и распределение ее по водоразборным приборам. Воду нагревают в теплообменных аппаратах до темп-ры 60—75°С и с помощью насосов подают по трубопроводам в жилые, обществ, и производств, здания на бытовые и технологии^ нужды. Вода в системах бытового и производственно-бытового горячего водоснабжения должна быть питьевого качества. В точках во- доразбора горячая вода должна иметь темп-ру не ниже 5^°С. При пользовании ею потребитель може • снижать ее темп-ру до требуемой, подмешивая к ней холодную воду в смесителях, установленных в местах водоразбора. Нормы расхода горячей воды для бытовых нужд зависят от назна
чения объекта. Для жилых и обществ, зданий нормы расхода приведены в соответствующих строит, нормах и правилах, расход горячей воды на производств, нужды определяется требованиями технологич. процесса.
С.г.в. включает в себя след, элементы: теплогенератор, водоподогреватель или смесит, установку; подающий трубопровод, состоящий из магистрали и подающих водоразборных стояков; циркуляц. магистрали и стояки; циркуляц. насос; водоразборную арматуру; приборы автоматич. регулирования параметров и контроля расхода горячей воды. По принципу приготовления горячей воды С.г.в. делят на закрытые и открытые. В закрытых поступающая из водопровода холодная вода нагревается в рекуперативных водоподог- ревателях в индивидуальных или центральных тепловых пунктах. Избыточное давление в холодном водопроводе обесценивает подачу горячей воды в водоразборные приборы верхнего этажа здания с необходимым свободным напором на излив. В закрытых С.г.в. во внутридомовые трубопроводы поступает горячая вода, содержащая растворенный кислород и соли жесткости. Наличие кислорода приводит к коррозии внутр, поверхности труб, однако установка деаэраторов в тепловых пунктах не получила широкого распространения из-за сложности их эксплуатации. Достоинство закрытых С.г.в. — высокое качество горячей воды, недостаток — значит, стоимость водоподогре- ват. установки. Область их применения — города и нас. пункты, в к-рых водопроводная вода имеет среднюю жесткость 3— 5 мг« экв/л. При меньшей жесткости необходимо проводить деаэрацию воды во избежание коррозии трубопроводов, при большей — химводоочистку во избежание отложения накипи в водоподогреватслях и трубах. И то и др. трудно осуществить при большом числе тепловых пунктов небольшой тепловой мощности.
В открытых С.г.в. на нужды горячего водоснабжения используют теплоноситель, циркулирующий в системе теплоснабжения. Т.к. темп-ры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети постоянны и зависят от темп-ры наружного воздуха, для получения горячей воды с нужной темп-рой применяют автоматич, смесители, регулирующие отбор воды из подающего и обратного трубопроводов. Смесит, установка может предусматриваться в каждом здании (индивидуальная) или для группы зданий (групповая) в центральном тепловом пункте. Подача горячей воды в верхние водоразборные приборы с необходимым напором на излив происходит за счет избыточного давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети в точке присоединения к зданию. Напор в обрат-
ном трубопроводе должен быть больше высоты присоединяемого здания на величину свободного напора на излив. Отбор воды из трубопроводов на горячее водоснабжение компенсируется соответствующей подпиткой из. источников теплоты. В открытых системах на нужды горячего водоснабжения поступает хим. очищ. вода, прошедшая деаэрацию, поэтому коррозия внутр, поверхности труб миним., но сан. качество ее ниже, чем в закрытых системах, т.к., проходя через системы отопления, вода приобретает посторонний запах и цвет. Из-за отсутствия водоподогре- вателей стоимость открытых С.г.в. меньше стоимости закрытых.
В зависимости от тепловой мощности и места расположения установки для приготовления горячей воды различаются центральные и децентрализованные системы горячего водоснабжения. Стоимость первых больше из-за значит, протяженности трубопроводов, транспортирующих горячую воду к водоразборным приборам, но при этом выше и уровень комфортности жилища, т.к. при децентрализованном горячем водоснабжении эксплуатация установок осуществляется жильцами.
СИСТЕМА КАНАЛИЗАЦИИ н а- селенных пунктов и промышленных предприятий — комплекс взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих отведение и очистку сточных вод от потребителей воды, включающий канализационную сеть труб, насосные станции по перекачке, сооружения по очистке сточных вод и выпуски очищенных стоков в реки и водоемы. Сточные воды подразделяют на бытовые, производств, и атмосферные (см. Очистка сточных вод). При проектировании С.к. решают задачу о возможности и целесообразности совместной или раздельной ка- нализац. сети труб и сооружений для очистки сточных вод различных видов. В соответствии с их составом С.к. может быть общесплавной и раздельной. Последняя подразделяется на полную, неполную и полураздельную. Возможно существование комбинированных систем. О б щ е - сплавная С.к. имеет одну водоотводящую сеть и единые сооружения по очистке сточных вод всех видов. Если в производств, сточных водах содержатся токсич. и хим. в-ва, к-рые могут привести к разрушению инженерных сооружений или нарушению работы очистных сооружений, то их подвергают предварит, очистке на локальных очистных сооружениях. В период интенсивных ливней расход сточных вод сильно возрастает. В то же время происходит разбавление сточных вод сравнительно слабозагрязнен- ными атмосферными водами. В эти
периоды возможен частичный сброс смеси сточных вод без очистки в водоем без значит, ущерба для него. Для сброса сточных вод в период интенсивных ливней служат ливнеспуски, располагаемые в конце коллекторов бассейнов или на главном коллекторе, к-рый обычно трассируется вдоль водоема.
Полная раздельная С.к. имеет неск. канализац. сетей, каждая из к-рых предназначена для отвода. сточных вод определенного вида. По действующим нормам наиболее загрязненная часть поверхностного стока, образующегося в период интенсивных дождей, таяния снега
Схемы полной раздельной системы
а, б — с локальными и централизов. очистными сооружениями; 1 — производственно-бытовая сеть; 2 — локальные очистные сооружения; 3 — разделит, камера; 4—ливневая сеть; 5—границы объекта; б — насосная станция; 7 — регулирующий резервуар; 8 — централизов. очистные сооружения поверхностного стока; 9 — очистные сооружения бытовых и производств, сточных вод
Схема полураздельной системы .
1 — производственно-бытовая сеть; 2 — ливневая сеть; 3 — разделит, камера; 4 — общесплавный коллектор; 5—промышленное предприятие; б—насосная станция; 7— очистные сооружения
Схемы систем канализации пром, предприятий а—общесплавная; б, в, г, д, е — полных раздельных; I, II, III — цехи; 1 —промышл. предприятие; 2 — локальные очистные сооружения; 3—очистные соору- ; жения производств, вод; 4 — установка охлаждения । воды; 5 — очистные сооружения бытовых вод; б — производств, сеть; 7 — бытовая сеть; 8 — ливневая : сеть
и мытья дорог (не менее 70 % годового сто- , ка), должна подвергаться очистке. Для , нек-рых отраслей пром-сти, где возможно образование поверхностного стока со ; значит, концентрациями токсич. в-в, весь '
сток должен подвергаться очистке. При этом устраивают полную раздельную С.к. с локальными очистными сооружениями или с централизованными очистными сооружениями для поверхностного стока. В обоих случаях в период интенсивных ливней допускается сброс в водоем без очистки части поверхностного стока. Для этого служат разделит, камеры, располагаемые в конце коллекторов бассейнов канализации. Неполная раздельная С.к. имеет лишь одну производств.- бытовую канализац. сеть труб, по к-рой бытовые и производств, сточные воды отводятся на очистные сооружения. Поверхностные воды отводятся в водоем без очистки с помощью открытых лотков, кюветов и канав. Такая С.к. применяется в небольших насел, пунктах. Она обычно является промежуточным этапом стр-ва полной раздельной С.к. Полураздел ь н а я С.к. имеет две канализац. сети труб — производств.-бытовую и ливневую (водостоки), но один общесплавной коллектор,. По общесплавному коллектору на Очистку отводят бытовые, производств, и 70% годового стока поверхностных вод. В конце коллекторов водостоков устраивают разделит, камеры. Они обеспечивают сброс части поверхностного стока непосредственно в водоем без очистки в период интенсивных ливней. При комбинированной С.к. одна часть города оборудуется общесплавной системой, а другая — полной раздельной. Комбиниров. система складывается исторически. В нашей стране наибольшее распространение получили полная и неполная раздельные С.к.
С.к. пром, предприятий также подразделяют на общесплавные и раздельные. Пром, предприятия следует канализовать по полной раздельной системе с оборотом воды. Наиболее совершенной полной раздельной системой является система с полным оборотом всех сточных вод, к-рая наз. бессточной системой водопользования.
СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — комплекс оборудования для создания и автоматич, поддержания в помещении, отд. зоне или технология. аппарате определ. параметров воздушной среды вне зависимости или в заданной зависимости от изменения атм. или внутр, условий. Система включает установку кондиционирования воздуха (кондиционер) для тепловлажностной обработки воздуха, сеть воздуховодов и устройств для забора, распределения, удаления и рециркуляции воздуха; источник тепло- и холодоснабжения; средства автоматич. управления, насосы и трубопроводы для тепло- и холодоносителя, местные подогреватели, охладители,, осушители, увлажнители и др. вспомогат. оборудо
вание. В отд. случаях все технич. средства для кондиционирования воздуха агрегируются в кондиционере, к-рый выполняет роль системы.
» С.к.в. подразделяют на центр, и местные. В первых воздух обрабатывается в центр, кондиционере и распределяется по помещениям здания. Вторые обслуживают, как правило, одно помещение, в к-ром располагаются, и включают в себя местные автономные и неавтономные кондиционеры. В зависимости от полноты использования наружного воздуха С.к.в. подразделяют на системы кондиционирования воздуха прямоточные и рециркуляционные с одной или двумя рециркуляциями воздуха, в к-рых к наружному воздуху подмешивается внутр, удаляемый из помещения воздух. Кроме того, используют однозональные С.к.в., обслуживающие одно или группу помещений с требуемыми одинаковыми параметрами приточного воздуха, двух-, или многозональные системы кондиционирования воздуха. В наибольшей степени зонирование достигается в центральноместных системах кондиционирования воздуха. Для обеспечения разных значений темп-ры воздуха при его раздаче от центрального кондиционера используют двухканальную систему кондиционирования воздуха. В зависимости от полного давления, развиваемого вентилятором, С.к.в. подразделяют на системы низкого (до 1 кПа), среднего (до 3 кПа) и высокого (свыше 3 кПа) давлений. Последние две отличаются- повыш. скоростями движения воздуха в кондиционере и каналах, что позволяет экономить площадь здания, занимаемую системой, и увеличивать радиус действия систем. По способу холодоснабжения воздухоохладителя кондиционеры подразделяют на системы с непосредственным испарением хладагента и системы с промежуточным хблодоносителем.
В определ. климатич. условиях ■ используют прямое и косвенное испарительное охлаждение воздуха в С.к.в. Различают системы сезонного и круглогодичного действия. При возможности всех видов термодинамич. обработки воздуха производят полное кондиционирование. Осуществление в кондиционере только отд. видов обработки наз. частичным кондиционированием.
См. также Бескомпрессорная система кондиционирования воздуха, Двухступенчатого испарительного охлаждения система кондиционирования воздуха и Система кондиционирования воздуха с политропным охлаждением.
СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА С ПОЛИТРОПНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ — система в установке кондиционирования возду
ха, где в теплое время года используют политропное охлаждение воздуха. Наиболее распространенная разновидность центр, систем.
СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА — совокупность всех инж. средств и устройств здания, обеспечивающих поддержание необходимого микроклимата в его помещениях или в сооружении. С.к.м. включает в себя градостроит., объемнопланировочное и конструктивное решения здания в части их защитных функций, а также системы поддержания и стабилизации микроклимата — системы отопления — охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха. Подобное совокупное определение С.к.м. необходимо при рассмотрении многочисл. вопросов теплового, воздушного и влажностного режимов современ. здания как единой энергетич. и аэродинамич. систем.
СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ — технич. установка, состоящая из связанных между собой конструктивных элементов, предназнач. для отопления с получением, переносом и передачей определ. кол-ва теплоты в обогреваемые помещения. Осн. элементы С.о.: источник теплоты (теплообменник при централизованном теплоснабжении), теплопроводы системы отопления, по к-рым перемещается теплоноситель, и отопительные приборы (при центральном отоплении). С.о. обладает расчетной тепловой мощностью.'В течение отопительного сезона тепловая мощность системы отопления используется частично (в зависимости от изменения теплопотери помещений при текущем значении темп-ры наружного воздуха), при расчетном ее значении (напр., в Москве при -26°C) — полностью. Для обеспечения текущих (сокращенных) теплозатрат на отопление теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах. Этого достигают путем изменения (регулирования) темп-ры и кол-ва перемещающегося в С.о. теплоносителя. Регулируют также работу источника (генератора) теплоты. К С.р. в период проектирования, стр-ва и эксплуатации зданий и сооружений предъявляют требования: сан.- гигиенич. — поддержание заданных темп- р воздуха и поверхности ограждающих конструкций во времени, обогреваемых помещений без усиленной подвижности воздуха, ограничение темп-ры поверхности отопит, приборов; экономия. — невысокие (сравнительно) капитальные вложения с миним. возможным расходом металла, экономный расход теплоты при эксплуатации; архитектурно-строит. — соответствие интерьеру помещений, увязка со строит, конструкциями, согласо-
ванйе со сроками стр-ва; производственно-монтажные —• миним. число узлов и деталей, возможность механизации их изготовления, сокращение трудозатрат при монтаже; эксплуатац. — эффективность действия в течение всего периода работы, связанная с надежностью и технич. совершенством системы. Наиболее важны сан.-гигиенич. и эксплуатац. требования, к-рые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную темп-ру помещений в течение отопит, сезона и всего срока службы системы. С.о. по расположению осн. элементов может быть местной и центральной.
СИСТЕМА СНАБЖЕНИЯ СЖИЖЕННЫМИ УГЛЕВОДОРОДНЫМИ ГАЗАМИ — совокупность сооружений и устройств, обеспечивающих прием, перелив и хранение сжиженных углеводородных газов, поступающих с газобензиновых и нефтеперерабатывающих з- дов, и дальнейшее их распределение по потребителям. Головным сооружением системы является газонаполнительная станция, куда прибывают ж.-д. цистерны с пропаном и бутаном. Здесь сжиж. углеводородные газы переливают в резервуары-хранилища газонаполнит. станции. Дальнейшие транспортировка и распределение газа зависят от системы снабжения потребителей. Применяют 2 системы: баллонное и резервуарное газоснабжение. В первом случае пропан-бутановую смесь на газонаполнит. станции заливают в баллоны и транспортируют в них потребителям. Баллоны вместимостью 0,9 и 5 л на грузовых автомашинах доставляют в обменные пункты, где потребители обменивают их на пустые баллоны. Такая система обмена позволяет контролировать состояние и ремонт баллонов эксплуатирующей организацией. Контроль, производят с определ. периодичностью, дату контроля записывают непосредственно на баллоне. Такие баллоны располагают в помещении вблизи газовой плиты. Баллоны вместимостью 50 л перевозят в специализиров. автомашинах, замену их у потребителя осуществляет персонал эксплуатирующей организации. В большинстве случаев эти баллоны устанавливают снаружи зданий в спец, стальных шкафах. При резервуарном газоснабжении у потребителей монтируют подземные резервуары, в к-рые заливают пропан-бутановую смесь. Сжиж. углеводородный газ транспортируют в автоцистернах, из к-рых его переливают в резервуарную установку. Автоцистерну и резервуарную установку оборудуют спец, сливно-наливными устройствами и насосами. Подземные резервуары располагают на определ. расстоянии от жилых зданий. Одна установка обеспечивает газоснабжение неск. зданий. На одном из резервуаров монтируют газо
регуляторный пункт, через к-рый проходят пары пропан-бутана и далее поступают по газопроводам к газовым плитам жилых зданий. После газорегуляторного пункта поддерживается низкое давление газа.
В баллонных установках и установках с подземными резервуарами из емкостей отбирают пары пропан-бутановой смеси, поэтому жидкие углеводороды испаряются в самих емкостях. Следовательно, емкости выполняют функции не только хранилищ сжиж. газа, но и испарителей (паровых котлов). Теплота для испарения поступает из окружающего воздуха или из грунта. Такие испарители наз. естественными. При естеств. испарении из жидкости в больших дозах выделяются легкокипящие компоненты (из пропан-бутановой смеси преимущественно пропан). Фракционность испарения приводит к накоплению в емкости к концу использования жидкой фазы тяжелых компонентов. Может оказаться, что оставшиеся тяжелые остатки не обеспечат необходимого давления для работы горелок плиты, и ее работа прекратится, несмотря на наличие жидкости в баллоне. Баллоны с тяжелыми остатками сдают в обменные пункты. Тяжелые остатки на газонаполнит. станции сливают в спец, резервуары до наполнения баллонов. Из подземных резервуаров тяжелые остатки периодически извлекают. При интенсивном отборе газа из емкости с естеств. испарением темп-ра в емкости и давление газа падают. При низких наружных темп- рах (зимой) это может привести к нарушению газоснабжения. Для исключения отмеч. выше недостатков применяют спец, испарители для сжиж. газов, в к-рые для испарения подводят теплоноситель, обычно, горячую воду. В этом случае происходит искусств, испарение. Из подземных резервуаров в испаритель поступает жидкая фаза, и резервуары выполняют только функцию хранилищ. При использовании для газоснабжения сжиж. углеводородного газа с повыш. содержанием бутана упругость насыщ. паров падает и для обеспечения бесперебойного газоснабжения используют установки получения пропан-бутан-воздушных смесей (см. Установка для получения газовоздушных смесей).
СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — совокупность технич. устройств, агрегатов и подсистем, обеспечивающих приготовление теплоносителя, его транспортировку и распределение в соответствии со спросом на теплоту по отд. потребителям. Последними являются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, горячего вЬ- доснабжения, а также технология. установки пром, предприятий. С.т. разделяют
на централизов. и децентрализов. Централизов. — большие системы, источниками теплоты у к-рых являются ТЭЦ или крупные котельные, имеющие высокий кпд. Для городов обычно к децентрализов. системам теплоснабжения относят системы микрор-нов, кварталов или отд. зданий с тепловой мощностью менее 58 МВт (50 Гкал/ч), с тепловыми сетями протяженностью 1—2 км с диаметрами труб до 300—400 мм; для поселков — системы, не имеющие тепловых сетей. Автономные теплоагрегаты мощностью 20—40 кВт, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение одного дома или квартиры, являются по существу местными С.т. Если теплоагрегат обеспечивает только отопление здания, он относится к местному отоплению. Поэтому С.т. можно разделить на централизов. системы теплоснабжения, децентрализов. и местные, как разновидность децентрализов. систем.
Теплоноситель (горячая вода или водяной пар с необходимыми значениями темп-ры и давления) приготовляют в водогрейных или паровых котлах и в пароводяных подогревателях, устанавливаемых на источниках теплоты системы теплоснабжения. Используют также альтернативные источники теплоты: геотерм, скважины, теплонасосные установки и теплообменные аппараты, работающие на вторичных энергоресурсах. У децентрализов. систем в качестве источников теплоты используют местные котельные, располагаемые в кварталах или отапливаемых зданиях, газовые водонагреватели и теплогенераторы на жидком котельном или твердом топливе. Автономные теплогенераторы в большинстве случаев представляют собой законч. С.т., обеспечивающую квартиру или дом отоплением и горячей водой. Децентрализов. С.т., у к-рых источником теплоты служит квартальная котельная, имеют тепловые сети и по принципу работы в значит, степени сопоставимы с централизов. системами. Централизов. системы имеют значительно развитые тепловые сети, обо- рудов. тепловыми пунктами, насосными станциями, автоматикой и системой управления, к-рые заканчиваются абонентскими вводами в здания. Замена мелких отопительных установок крупными котельными и ТЭЦ уменьшает загрязнение воздушного бассейна. Вместе с тем централизация систем теплоснабжения с концентрацией в источниках теплоты больших мощностей приводит к необходимости развития тепловых сетей, выполняемых из труб больших диаметров (до 1400 мм), что вызывает большие гра- достроит. трудности, усложняет эксплуатацию систем и увеличивает ущерб при возникновении аварийных ситуаций. В зависимости от вида теплоносителя С.т.
разделяют на водяные и паровые.
Для обеспечения надежного функционирования централизованной С.т. строят по иерархии. принципу, при к- ром ее разделяют на ряд уровней. Каждый из них имеет свою задачу, уменьшающуюся по значимости от верхнего уровня к нижнему. Верхний уровень С.т. составляет источник теплоты, второй — магистр, тепловые сети. Эти 2 уровня определяют надежность С.т. в целом, поэтому их элементы резервируют, а тепловые сети выполняют кольцевыми. След, уровни — ■распределит, (квартальные) тепловые сети и абонентские вводы у потребителей. При их проектировании допускается огранич. резервирование, а в отд. случаях и отсутствие его.
Из тепломагистралей и распределит, сети теплоноситель подают через тепловые пункты, в к-рых устанавливают подмешивающие насосы и автоматику, обеспечивающую управление распределением теплоносителя при норм, и аварийных гидравлич. режимах. Возможны С.т., в к-рых осн. питающая распределит. сеть присоединяется непосредственно к магистрали, а тепловые пункты смещены к теплоснабжаемым зданиям с меньшими тепловыми нагрузками, но и в этом случае должна быть обеспечена управляемость С.т. Распределит, сети обычно проектируют тупиковыми. Отд. здания присоединяют к распределит, сетям, не допуская их 'подключения к тепло- магистрали.
Для подачи и распределения теплоты потребителям в С.т., особенно цент- рализов., применяют АСУ, к-рые обеспечивают теплотехнич. контроль параметров и режимов, управление подачей теплоты в соответствии с изменяющимися потребностями, управление эксплуатац. и аварийными режимами*. Для управления переключающей арматурой и регуляторами используют телесистему. Наибольшее кол-во теплоты расходуется на отопление зданий. Отопит, нагрузка изменяется с изме- щением наружной темп-ры. Для поддержания соответствия подачи теплоты потребностям в нем применяют центр, качественное регулирование на источниках теплоты. Помимо центр, регулирования применяют местное автоматич, регулирование на тепловых пунктах и у потребителей.
Расход теплоты на горячее водоснабжение не связан с наружной темп-рой. Он определяется режимом потребления горячей воды, к-рый зависит от уклада жизни населения и режима работы предприятий. Для обеспечения требуемой потребителю темп-ры горячей воды в 50—60 °C темп-ра теплоносителя в подающем теплопроводе должна быть выше этого значения, а система приготовления горячей воды оборудо
вана автоматикой, обеспечивающей поддержание темп-ры необходимого уровня.
Надежную и экономичную работу С.т. обеспечивает служба эксплуатации, осн. задачами к-рой являются бесперебойное снабжение потребителей теплотой, обеспечение безаварийной работы, улучшение ее технико-экономич. показателей. Управление тепловыми и гидравлич. режимами осуществляют с помощью АСУ и диспетчерских пунктов, к-рые входят в службу эксплуатации. При службе имеются бригады и ремонтные цехи. Аварийные работы выполняет аварийно- восстановит. служба.
СИСТЕМА ХОЛОДОСНАБЖЕ- НИЯ КОНДИЦИОНЕРА — предназначена для снабжения холодом камеры орошения или воздухоохладителя центр, и местных установок кондиционирования воздуха. Включает трубопроводы, сборные баки и баки-аккумуляторы, циркуляционные насосы, запорную и регулировочную арматуру и измерит, устройства. Схема системы холодоснабжения зависит от источника холода, его расположения и расстояния до потребителя, режима работы системы кондиционирования воздуха, числа установок кондиционирования воздуха и др. факторов. Различают открытые и закрытые схемы. Первые обычно используют для холодоснабжения контактных теплообменных аппаратов, вторые — для холодоснабжения поверхностных воздухоохладителей. В местно-центральных системах возможно использование совместных систем тепло-, холодоснабжения (т.н. двух- и трехтрубные системы) кондиционеров-доводчиков.
СИТО БАРАБАННОЕ — устройство для предварит, очистки поверхностных вод от грубодисперсных взвешенных, плавающих и всплывающих примесей, остатков животных и растит, тканей, листьев, веток, водорослей, насекомых и т.п., имеющих размеры свыше 150 мкм; для ме- ханич. очистки сточных вод с содержанием взвеш. в-в до 250 мг/л; для доочистки биологически очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод на фильтрах с зернистой загрузкой; для отделения от воды плавающих примесей, не оседающих во вторичных отстойниках; для уменьшения нагрузки и защиты от засорения фильтров, сооружений. Конструктивно Б.с. не отличается от микрофильтра. Оно представляет собой многогранную сварную конструкцию с поперечными и продольными связями, образующими боковую поверхность каркаса барабана, к к-рой крепятся сетчатые фильтрующие элементы. Последние изготовляют в виде прямоугольных рамок с натянутыми на них поддерживающими и
рабочей сетками. По верху на рамку дополнительно накладывают ребра с резиновыми прокладками, плотно прижимающие сетчатые элементы к барабану. Размер ячеек сетки квадратного плетения из нержавеющей йтали, латуни или капрона 0,3x0,3 — 0,5x0,5 мм. Рабочая сетка размещена между поддерживающими сетками с размером отверстий 10x10 мм. В нек-рых конструкциях Б.с. рабочая сетка снаружи защищена стальной решеткой с прозорами между прутьями 10—40 мм. Площадь свободной поверхности Б .с., участвующая в процессе фильтрования, составляет около 60%. Скорость фильтрования — отношение расхода фильтруемой воды к площади свободной погруженной поверхности Б.с. —- принимают 126— 144 м/ч. Расход воды на промывку сетки, подаваемой под давлением 0,2 МПа, составляет до 0,5% суточного расхода. Сетка промывается периодически в зависимости от степени ее загрязнения. Потери напора на макросетке достигают до 0,2 м. Отечественная промышленность выпускает Б.с. двух видов: БСМ (Б.с. модернизированные) и БСБ (Б.с. с дополнит, оборудованием бактерицидными лампами). Первые применяют для предварит, обработки природных вод перед водоочистными сооружениями с целью снижения нагрузки на них и для защиты от засорения дырчатых систем, трубопроводов и каналов; вторые — для механич. очистки и доочистки сточных вод.
СКВАЖИНА —• буровая выработка в земной коре цилиндрич. формы малого диаметра, вошедшая в водоносный пласт, производимая в целях водоснабжения, водопонижения, орошения, геологич. исследований. Водозаборы из С. наиболее распространены в практике водоснабжения. В системах с.-х. водоснабжения водозаборные С. по распространенности уступают лишь шахтным колодцам, однако диапазон возможного применения С. значит, шире. При сооружении С. широко применяют след, способы бурения: вращат. с прямой и обратной промывками; вращат. с продувкой воздухом; ударно-канатный; комбиниров; колонковый и реактивнотурбинный. С. состоит из след. осн. элементов: коллектора, технич. колонн труб, эксплуатац. колонны, цементной защиты и фильтра. Если породы устойчивы или в кровле водоносных песков залегают устойчивые породы, то допускается устройство бесфильтровых С. Фильтры, устанавливаемые в С. при отборе воды из рыхлых и неустойчивых скальных и полу- скальных пород, состоят из водоприемной (рабочей) части, надфильтровой колонны и отстойника. Длина надфильтровых труб зависит от конструкции С. В случае когда эксплуатац. колонна имеет больший диаметр, чем фильтр, последний уста-
382 Сквозное проветривание помещений
навливают впотай, Длину отстойников в фильтрах, как правило, принимают равной 0,5—1 м, но не более 2 м. Конструкции фильтров должны отвечать след, требованиям: обладать необходимой ме- ханич. прочностью и достаточной устойчивостью против коррозионного воздействия воды; иметь водопроницаемость, значит, превышающую водопроницаемость водоносных пород; быть доступными для проведения работ по восстановлению дебита С. В практике сооружения водозаборов из С. наибольшее распространение нашли фильтры-каркасы и фильтры с дополнит, водоприемной поверхностью. В этих конструкциях эффект предотвращения пескования достигается подбором размера отверстий фильтра относительно размера частиц водоносных пород или гравийной обсыпки, при к-ром не происходит проникновения частиц через отверстия. Наиболее эффективными фильтрами, обеспечивающими длительную и устойчивую эксплуатацию С., являются гравийные, к- рые в свою очередь подразделяют на засыпные, кожуховые, блочные. Кожуховые и блочные фильтры собирают на поверхности и в готовом виде устанавливают в ' скважинах. Гравийные фильтры могут иметь каркасы (стержневые, трубчатые, с отклонителем гравия и др.) или различные водоприемные поверхности — проволочные обмотки, сетки и т.д. Диаметр фильтра-каркаса устанавливают исходя из проектного дебита С., параметров водоподъемного оборудования и с учетом возможности устройства гравийной обсыпки. Диаметр каркаса фильтра должен быть не менее 100— 150 мм. Длина фильтра в однородных водоносных пластах мощностью т = - 10... 15 м принимается равной , 0,8— 0,9 м. При т > 10—15 м длина фильтра зависит от дебита С., изменения водопроницаемости пород и гидрохим. условий. При выборе типа фильтра для оборудования С. необходимо иметь в виду коэфф. его водопроницаемости, к-рый равен или превышает коэфф, водопроницаемости водоносных пород или гравийных обсыпок, контактирующих с фильтром. Наиболее предпочтительно использование фильтра с каркасом. Коэфф, водопроницаемости каркасно-стержневых фильтров изменяется от 1,5 до 2,15 см/с, проволочных на трубчатом каркасе — от О,42до1,8см/с, фильтра с водоприемной поверхностью из штампованного листа — от 0,23 до 0,52 см/с и фильтров с сеткой галунного плетения — от 0,08 до 0,37 см/с.
Для увеличения срока службы водозаборов производятся декольматация и восстановление дебита С. С этой целью используют импульсные, реагентные и ■ комбиниров. методы.
* СКВОЗНОЕ ПРОВЕТРИВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ — один из способов естеств. организов. вентиляции (аэрации зданий), использующий силу ветра. Применяется в условиях жаркого и тропич. климата. Наиболее эффективен при пост, устойчивых ветрах и спец, планировке здания.
СКЛАДИРОВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — хранение их в процессе переработки и утилизации. Для складирования механически обезвоженных и термически высушенных осадков предусматривают открытые площадки с твердым водонепроницаемым покрытием, оборудованные дренажной системой для отвода ливневых вод. В р-нах с повышенным кол-вом атмосферных осадков возможно стр-во крытых площадок. Обычно площадки для складирования осадков размещают вблизи сооружений для механич. обезвоживания и термин, сушки. Высоту слоя штабеля при складировании осадка принимают обычно 2—3 м. На площадках предусматривают механизацию погрузочно-разгрузочных работ. В отд. случаях возможно складирование необезвож. осадков в шламонакопителях, оборудованных противофильтрац. экраном для защиты подземных вод от загрязнений. При этом необходимо предусматривать сооружения для отвода с поверхности шламона- копителя воды для ее последующей очистки. .
СКОБА — дугообразный отрезок теплопровода системы отопления, изогнутый под углом 180° при R - 3d, предназ- нач. для огибания перпендикулярно рас- полож. коммуникаций иного назначения. С. устраивают, как правило, на вертик. теплопроводах (напр., на подающем стояке двухтрубной системы отопления в месте пересечения с горизонт, обратной подводкой к отопительному прибору).
СКОРОСТЬ ВЕЯНИЯ — миним. скорость воздушного потока в системе пневматического транспорта, при к-рой одиночная частица транспортируется во взвеш. состоянии, не оседая на дно горизонт, трубопровода.
СКОРОСТЬ ВИТАНИЯ — скорость, с к-рой в трубопроводе пневматического транспорта осаждается частица под воздействием силы тяжести в спокойном невозмущенном потоке воздуха. '
СКОРОСТЬ ТРОГАНИЯ — ус- редн. по сечению трубопровода пневматического транспорта скорость воздуха, при к-рой твердая частица начинает двигаться по дну трубопровода путем скольжения.
СКРУББЕР (англ, scrubber, от scrub — скрести, чистить) — аппарат различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки. В С.
1
Схема мокрого золоуловителя (скруббера)
1 — выход очищенных газов; 2 — сопла для подачи воды на стенки; 3 — коллектор; 4 — корпус скруббера; 5 — входной патрубок; б — сопла; 7 — решетка;
8 — клапан; 9 — слив загрязненной воды; 10— гидравлический затвор
частицы золы и др. компоненты удаляют из газа посредством промывки или орошения его водой с последующим осаждением их на смоченных поверхностях или водяной пленке. С. широко используют при очистке продуктов сгорания в котлах (см. Золоуловители) и воздуха в системах пневматического транспорта, в системах аспирации, вакуумной пылеуборки и для др. целей.
Широкое применение нашли скрубберы: Вентури, насадочные, полые, тарельчатые, ударно-инерционные и центробежные.
СКРУББЕР ВЕНТУРИ — скоростной мокрый пылеуловитель, в к-ром частицы пыли осаждаются на каплях, по- луч. при интенсивном дроблении жидкости газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (40—150 м/с). Осаждению частиц пыли на каплях способствуют турбулентность газового потока и высокие относит, скорости улавливае-
Скруббер Вентури с выносным каплеуловите-
1 — труба-распылитель; 2 —; циклон-каплеуловитель
мых частиц пыли и капель. Осн. частью пылеуловителей является труба-распылитель (труба Вентури), в к-рой происходит интенсивное дробление жидкости. Применяют также диафрагм, (дроссельные) пылеуловители и пылеуловители с подвижным дисковым шибером для очистки газов от микронной и субмйкронной пыли. По способу подвода жидкости С.В. бывают с центр, (форсуночным) подводом, с периферийной подачей, с пленочным орошением и с подводом жидкости за счет энергии газового потока. В последнем случае необходимо обеспечить равномерное и полное перекрытие жидкостью сечения горловины трубы-распылителя. Эффективность С.В. зависит от скорости газа и уд. расхода жидкости (обычно 0,5—1,5 л/м3 газа). При больших объемах газа применяют батарейные или групповые компоновки С.В.
СКРУББЕР НАСАДОЧНЫЙ — устройство для очистки, представляющее со-
жидкостьжидкостьжидкостьжидкостьПротивоточный скруббер насадочный
жидкость
жидкость
жидкость
жидкость
— опорная решетка; 2 — насадка; 3 — оросит, устройство . ■
бой колонны с насадкой из тел разл. формы (кольца Рашига, металлич. кольца Палля, розетки Теллера, проволочные спирали, спиральные кольца, кокс и др.), орошаемые жидкостью для промывки с целью очистки газов. Насадка часто забивается пылью, поэтому насадочные С.н. используют прй улавливании хоро- шорастворимой пыли, туманов, а также при одновремен, обеспыливании, абсорбции и охлаждении газов. .
Известны противоточные насадочные скрубберы. Скрубберы с подвижной насадкой широко распространены для очистки воздуха (газов) от пыли. В качестве насадки используют шары, кольца, седла из полимерных материалов, стекла или пористой резины. .Плотность шаров насадки не должна превышать плотность жидкости. Оптим. режимом улавливания
Скруббер с подвижной насадкойСкруббер с подвижной насадкой1 — опорная решетка; 2 — шаровая насадка; 3 — ограничит, решетка; 4 — оросит, устройство; 5 — каплеуловитель1 — опорная решетка; 2 — шаровая насадка; 3 — ограничит, решетка; 4 — оросит, устройство; 5 — каплеуловительСкруббер конический с подвижной шаровой насадкойа — форсуночный; 6 — эжекционный; 1 — корпус; 2 — опорная решетка; 3 — орошаемый слой шаров;4 — форсунка; 5 — брызгоулавливающий слой шаров; 6 — ограничит, решетка; 7 — емкость с постоянным уровнем жидкостиСкруббер конический с подвижной шаровой насадкойа — форсуночный; 6 — эжекционный; 1 — корпус; 2 — опорная решетка; 3 — орошаемый слой шаров;4 — форсунка; 5 — брызгоулавливающий слой шаров; 6 — ограничит, решетка; 7 — емкость с постоянным уровнем жидкостиСКРУББЕР ТАРЕЛЬЧАТЫЙ — устройство для очистки газов, в к-рых пыль улавливается пенным слоем, образующимся при взаимодействии газа и жидкости. Применяются гл. обр. при ком-СКРУББЕР ТАРЕЛЬЧАТЫЙ — устройство для очистки газов, в к-рых пыль улавливается пенным слоем, образующимся при взаимодействии газа и жидкости. Применяются гл. обр. при ком-пыли является режим полного псевдоожижения. Для обеспечения стабильности работы в широком диапазоне скоростей газа, улучшения распределения жидкости и уменьшения уноса брызг используют форсуночные и эжекц. пылеуловители с подвижной шаровой насадкой конич. формы.
Скруббер с подвижной насадкой
Скруббер с подвижной насадкой
1 — опорная решетка; 2 — шаровая насадка; 3 — ограничит, решетка; 4 — оросит, устройство; 5 — каплеуловитель
1 — опорная решетка; 2 — шаровая насадка; 3 — ограничит, решетка; 4 — оросит, устройство; 5 — каплеуловитель
Скруббер конический с подвижной шаровой насадкой
а — форсуночный; 6 — эжекционный; 1 — корпус; 2 — опорная решетка; 3 — орошаемый слой шаров;
4 — форсунка; 5 — брызгоулавливающий слой шаров; 6 — ограничит, решетка; 7 — емкость с постоянным уровнем жидкости
Скруббер конический с подвижной шаровой насадкой
а — форсуночный; 6 — эжекционный; 1 — корпус; 2 — опорная решетка; 3 — орошаемый слой шаров;
4 — форсунка; 5 — брызгоулавливающий слой шаров; 6 — ограничит, решетка; 7 — емкость с постоянным уровнем жидкости
СКРУББЕР ТАРЕЛЬЧАТЫЙ — устройство для очистки газов, в к-рых пыль улавливается пенным слоем, образующимся при взаимодействии газа и жидкости. Применяются гл. обр. при ком-
СКРУББЕР ТАРЕЛЬЧАТЫЙ — устройство для очистки газов, в к-рых пыль улавливается пенным слоем, образующимся при взаимодействии газа и жидкости. Применяются гл. обр. при ком-
СКРУББЕР ПОЛЫЙ — устройство для очистки газов, в к-ром запыл. газы проходят через завесу распыл, жидкости. При этом частицы пыли захватываются каплями жидкости и осаждаются, а очищ.
Скруббер полый1 — корпус; 2 — форсункиСкруббер полый1 — корпус; 2 — форсункигазы удаляются из скруббера. По направлению движения газов и жидкости С.п. делятся на противоточные и с поперечным подводом жидкости (под прямым углом к направлению газового потока). Высоту С.п. принимают в 2,5 раза больше его диаметра. Размеры капель, обеспечивающие макс, эффективность, составляют 600—1000 мкм. Применяют центробежные форсунки грубого распыла.
Скруббер полый
1 — корпус; 2 — форсунки
Скруббер полый
1 — корпус; 2 — форсунки
Скруббсры тарельчатыеСкруббсры тарельчатыеа — с переливной тарелкой; б — с провалвной тарелкой; 1 — корпус; 2 — тарелка; 3 — приемная коробка; 4 — порог; 5 — сливная коробка; 6 — ороситель
Скруббсры тарельчатые
Скруббсры тарельчатые
плексной очистке газов от пылей и вредных газообразных примесей (абсорбции). Наиболее распространены С.т. с провальными тарелками или тарелками с переливом. Последние имеют отверстия диаметром 3—8 мм и площадь свободного сечения 0,15—0,25 м2/м2. Провальные та-
редки могут быть дырчатыми, щелёвыми, трубчатыми и колосниковыми. Дырчатые имеют отверстия диаметром 4—8 мм. Ширина щелей у остальных тарелок — 4—5 мм; площадь свободного сечения всех тарелок составляет 0,2—0,3 м/м2.
СКРУББЕР УДАРНО-ИНЕРЦИОННЫЙ — устройство для очистки газов, в к-ром частицы пыли улавливаются каплями (размером 300—400 мкм), получ. в
ЗАПЫЛЕННЫЙ ГАЗ
Скруббер ударно-инерционного действия
1 —^ входной патрубок; 2 — резервуар с жидкостью;
3 — сопло
ЗАПЫЛЕННЫЙ
Схема скруббера Дойля
—: конус; 2 — труба; 3 — перегородки
результате удара газового потока о поверхность жидкости и последующего пропуг скания газожидкостной взвеси через отверстия разл. конфигурации или непос- редств. отвода газожидкостной взвеси в сепаратор жидкой фазы. Запыл. газ с большой скоростью входит в t.y.-и. При повороте на 180° происходит инерционное осаждение частиц пыли на каплях. У скруббера в нижней части трубы установлены конусы для увеличения f корости выхода газа, к-рая в щели равна 35—55 м/с. Газ ударяется о поверхность жидкости, создавая завесу из капель.
СКРУББЕР ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ — устройство для очистки газов и воздуха, в к-рых частицы пыли осаждаются на смоченные стенки под действием центробежных сил, а также захватываются каплями и струйками жидкости. Наиболее известные конструкции: С.ц. с закруткой газового потока с помощью центр, лопастного закручивающего устройства; циклоны с боковым или улиточным подводом газа и его орошением; циклоны-промыватели СИ-
Скруббер циклонный с водяной пленкой (ЦВП) а—осн. исполнение; б—вариант с повышенной скоростью воздуха на входе в циклон
ОТ и др. По внутр, поверхности циклона с боковым подводом газов непрерывно стекает пленка воды, к-рая тангенциально вводится в пылеуловитель через ряд трубок, располож. в его верхней части. Расход жидкости в зависимости от марки составляет 0,14—0,43 л/с. В С.ц. жидкость подается центрально или с помощью боковых форсунок. Циклоны-промыватели СИОТ применяют в аспирац. установках для улавливания гидрофильных пылей (за исключением цементирующейся и волокнистой) при нач. концентрации до 5 г/м3.
При очистке больших объемов выбросов С.ц. компонуют в группу. Напр., для очистки от пыли вентиляц. выбросов литейных цехов разработан С.ц. батарейного типа СЦВБ-20, рассчит. на произ-сть по газу 20 000 м3/ч.
СЛАБОНЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная неизотермич. струя, действием гравитац. сил в к-рой можно пренебречь. Разница
Схема слабонеизотермической приточной струи to, vo, во . и Ago — хар-ки нач. сечения струи (соответственно площадь сечения, скорость, избыт. Темп-ра и избыт, теплосодержание воздуха); г — расстояние от оси струи до точки в сечении; 9 — избыт, темп-pa в точке
темп-р приточного и окружающего струю воздуха приводит к возникновению в ней темп-рного поля, но не оказывает влияния на струю, к-рая формируется как свободная. К С.п.с. относят изотермич. струи, в к- рых возникают поля концентрации газо
образной примеси или водяных паров (влагосодержание воздуха). Эти примеси распределяются в струе аналогично распределению избыточной темп-ры и не изменяют ее траекторию. С.п.с. в большинстве своем являются приточными струями общеобменной вентиляции.
Избыточную темп-ру в сечении С.п.с. рассчитывают, используя коэфф, затухания темп-ры. Расчетные ф-лы для распределения темп-ры получены из условия, что избыточное теплосодержание потока воздуха в пределах струи остается пост, во всех сечениях. Избыточное теплосодержание воздуха в нач. сечении струи равно: AQo “ VopafoCB\6o, где Vo — нач. скорость струи; р0 — плотность воздуха; /о — площадь выходного отверстия; Св — удельная теплоемкость воздуха; в0 - /в - (о — избыточная темп-pa воздуха в нач. сечении. Из- 1 быточная темп-pa воздуха на оси С.п.с. в пределах осн. участка равна: для компактной струи — 9Х " 6оП V^o/xjKn; для плоской струи — 9Х- Вон V(6o/x)Kn, где п — коэфф, затухания темп-ры воздуха, зависящий от типа приточного насадка; Ко — коэфф., учитывающий взаимодействие и стеснение струй. Избыточную , темп-ру в произвольной точке сечения определяют по ф-ле
6 = 6x1 -а,,г^™) , где сх — коэфф., равный 0,8 (учитывает несовпадение полей скорости и темп-ры); г — расстояние от оси до рассматриваемой точки в поперечном сечении струи.
СЛОЕВАЯ ТОПКА — топка для сжигания твердого топлива в слое, к-рый лежит на колосниковой решетке и продувается воздухом снизу вверх. Применяют в котельных агрегатах произ-стью до 40 т/ч пара для сжигания бурых и каменных углей, полуантрацитов, кускового торфа, горючего сланца и древесных отходов. Нецелесообразно использовать С.т. для сжигания антрацитов, антрацитового штыба, бурых углей, фрезерного торфа и отходов углеобогащения, т.к. сжигание этих видов топлива происходит с большими потерями от механич. и хим. недожога. С.т. — первые устройства для сжигания твердого топлива, к-рые широко применяют. Их разновидностью является шахтная топка, используемая для слоевого сжигания влажного твердого топлива (кускового торфа, дров). Она ; имеет развитую по высоте загрузочную ' горловину (шахту), в к-рой происходят подсушка, разогрев топлива и частичное ; выделение летучих в-в (за счет теплоты - нижнего горящего слоя).
С.т. разделяют на 3 класса: с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива; - с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива; с ;
движущейся колосниковый решеткой, перемещающей лежащий на ней слой топлива. Наиболее проста С.т. с неподвижной горизонтальной колосниковой решеткой. На ней можно сжигать твердое топливо всех видов, но необходимость ручного обслуживания ограничивает область ее применения котлами малой паропроиз-сти (до 2 т/ч). Топливо подается на колосниковую решетку сверху через загрузочную дверцу. При горении топлива слой по высоте можно разделить на 3 зоны: свежезагруж. топливо, горящий кокс и шлаковая подушка. В 1-й (верхней) зоне происходят подогрев, подсушка и выделение летучих в-в, состоящих из СО, СН4, Нг и др. углеводородов; во 2-й — осн. реакции горения углерода с образованием СОг и СО, а также летучей серы с выделением БОг; в 3-й (твердой) — выделение золы, образование шлаков топливных и выжиг оставшихся кусочков топлива. В топках с неподвижным слоем шлак по мере прогорания слоя опускается вниз и скапливается на поверхности колосниковой решетки, образуя шлаковую подушку, к-рая защищает колосники от действия высокой темп-ры лежащей выше зоны горения кокса. Шлаковая подушка охлаждается снизу проходящим через нее холодным воздухом. Существ, недостаток таких топок — периодичность загрузки топлива и связан- 13 Заказ 4724
Схемы слоевых топок
а — с ручной горизонт, колосниковой решеткой; б — с забрасывателем на неподвижный слой; в —- с шурующей планкой; г — с вертик. колосниковой решеткой системы Померанцева; д — с наклонной колосниковой решеткой; е — с цепной ме- хапич. решеткой прямого хода; ж — с цепной механич. решеткой обратного хода и забрасывателем; 1 ■— забрасыватель; 2 — колосниковая решетка; 3 — шлаковой бункер
пая с ней цикличность процесса горения.
Топки с неподвижной колосниковой решеткой и перемещающимся по ней слоем топлива основаны на разл. принципах организации процессов движения и горения топлива. В топках с шурующей планкой топливо перемещается вдоль неподвижной горизонт, колосниковой решетки особой формы планкой, движущейся возвратно-поступат. по колосниковому полотну. Разновидностью такой топки является факельно-слоевая системы С.В .Татищева, получившая применение для сжигания фрезерного торфа, а также бурых и каменного углей. Отличие ее от обычной топки с шурующей планкой — наличие шахтного предтопка, в к-ром происходит предварит, подсушка фрезерного торфа дымовыми газами, засасываемыми в шахту спец, эжектором. В скоростных топках с вертикальной колосниковой решеткой системы В.В.Померанцева и наклонной решеткой топливо, поступающее в топку сверху, по мере сгорания сползает под действием силы тяжести в ее нижнюю часть, открывая возможность поступления новых порций топлива. Такие топки применяют для сжигания древесных отходов, а шахтные топки — и для сжигания кускового торфа*. В котельных установках малой мощности распространены топкие подачей топлива на. неподвижную решетку с помощью ротац.
забрасывателей. Наиболее эффективны топки, оборудов. пневмомеханич. ротац. забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками ПМЗ-РПК. Мелкие частицы топлива относятся воздухом и сгорают в объеме топки. Кол-во вторичного воздуха, подводимого к забрасывателю, составляет около 15 % общего кол-ва, необходимого для горения топлива. Топки ПМЗ-РПК рекомендуются для котельных установок с паропроиз-стыо до 65 т/ч. Топки с цепной решеткой очень чувствительны к качеству топлива. С.т. с цепными решетками прямого хода применяют для сжигания сортиров, антрацитов (АС и АМ), несортиров. каменных углей с умер, спекаемостыо, кускового торфа и бурых углей с небольшими влажностью и зольностью. Для сжигания рядовых каменных и бурых углей и сланца с содержанием до 40% мелочи размером 0—6 мм применяют факельно-слоевые механич. топки с комбинированным сжиганием топлива. Крупные куски сгорают в слое, а мелкие—во взвешенном состоянии в объеме топки. В таких топках топливо подается пневмомеханич. илипневматич. забрасывателями.
Разновидностью рассматриваемых С.т. являются топки с цепной решеткой обратногохода и забрасывателем. Этитопки менее <1увствитсльны к качеству топлива, чем топки с решеткой прямого хода; их применяют для сжигания как сортиров., так и несортиров. каменных и бурых углей.
С появлением камерных топок С.т. стали применяться в котельных установках небольшой мощности и пром, печах. С.т. с кипящим слоем отличаются высокой интенсивностью горения топлива и возможностью очистки топочных газов от оксидов серы и азота путем введения вкипящий слой необходимых адсорбирующих в-в.
СЛОЙ РЕЗКИХ КОЛЕБАНИЙ — слой ограждающей конструкции, прилегающий к поверхности, от к-рой направлена тепловая (температурная) волна, и в пределах к-рого затухание колебаний темп-ры равно 2. Толщина <5 С.р.к. определяется значением его тепловой инерции й" 1 > т.е. <5 - X /8, где Л — теплопроводность, 5 — коэффициент теплоусвоения материала. В С.р.к. расположено приблизительно 1/8 длины темп-рной волны. Практически только теплотехнич. свойства материалов, располож. в С.р.к., влияют на коэфф, теплоусвоения и коэффициент теплопогло1цения ограждения. Толщина С.р.к. растет с увеличением периода колебаний тепловой волны.
СМЕСИТЕЛЬ РЕАГЕНТОВ — устройство для ввода и распределения растворов, суспензий или эмульсий реагентов в потоке воды или осадка. В С.р. начинается
и, как правило, заканчивается хим.-физ. стадия реагентной обработки воды. Равномерность распределения обеспечивает быстроту смешения, к-рая приобретает особое значение, напр., при коагуляц. обработке воды. От скорости процесса смешения зависят эффективность и расход реагентов. Др. технологич. условием смешения является выделение его в самостоят. стадию обработки воды, что позволяет контролировать как процедуру самого смешения, так и его влияние на последующие стадии обработки. Осн. элемент С.р. — распределитель реагента, к-рый может находиться в трубопроводе (трубный С.р.) либо в открытом потоке. Существуют распределители реагентов следующих типов.
Перфорированный распределитель применяется для чистых растворов и устанавливается как в трубопроводах, так и в открытых каналах. Он
Камерно-лучевой: распределитель
1 — фланцевое соединение; 2 — корпус (трубопровод); 3 — отверстия для выхода р-ра; 4 — глухая резиновая муфта; 5 — центровочная распорка; 6 — реагентопровод; 7 — циркуляц. патрубок; 8—камера распределителя; 9—лучевое ответвление
состоит из центр, камеры с присоединенным к ней реагентопроводом и радиальных перфориров. ответвлений труб. Его осн. недостатки — повыш. засоряемость отверстий, недостаточная равномерность распределения раствора по живому сечению и, как следствие, увеличение продолжит. смешения до 15 с и более. Камерно-лучевой распределитель предназначен для чистых растворов и обеспечивает усреднение концентрации реагента в потоке за 0,6—1 с. Он состоит из: цилиндрич. камеры с радиальными перфориров. ответвлениями труб, имеющими открытые торцы; циркуляц. патрубка, расположенного внутри камеры со
осно, открытого с обеих сторон и закрепленного на основании камеры, обращенном к потоку; реагентопровода, присоединенного к камере с противоположной стороны. Реагентопровод может быть снабжен приемным сосудом при самотечной подаче раствора реагента либо соединен на фланцах с трубами при напорной подаче воды. В камеру исходная вода поступает через циркуляц. патрубок под действием скоростного напора, имеющего наибольшую величину в ядре потока. Распределитель может размещаться: внутри трубопровода (как при вертик., так и при горизонт, расположении); на входном участке трубопровода, подающего исходную воду; на выходном участке трубопровода, отводящего воду из сооружения. Предпочтителен вариант установки распределителя в трубопроводе, допускающий осмотр и замену его без прекращения подачи обрабат. воды. При обработке воды неск. реагентами распределители раствора устанавливают в последовательности, определяемой технологич. испытаниями.
Коллекторный распределитель используется для чистых растворов реагентов, имеет бокое перфориров. ответвления труб от коллектора, живые сечения которых соответствуют живому сечению потока, и устанавливается в трубопроводе либо в открытом канале. Степень равномерности распределения — до 95%, продолжительность смешения — не более 2 с.
Диффузорный распределитель предназначен как для растворов,
Диффузорный распределитель
1—приемник р-ра; 2 — реагентопровод; 3 — корпус; 4—диффузор; 5—рабочий зазор; б — центровочная распорка
так и для суспензий или эмульсий реагентов. Он свободно устанавливается в вертик. трубопроводах и состоит из диффузора, обращенного выходным сечением навстречу потоку, и реагентопровода, присоединенного с противоположной стороны. Горизонт, кромки выходного сечения диффузора образуют со стенками трубопровода рабочий зазор для пропуска потока. Смешение осуществляется за счет предварит, разбавления реагента исходной водой, циркулирующей в диффузоре. Быстрота смешения составляет около 1 с. Циркуляция происходит в результате гашения скоростного напора, равномерного распределения реагента, подсасываемого в рабочий зазор — зону миним. давления, а также расширения потока за кромками диффузора. Преимуществами диффузорного распределителя являются высокая надежность и удобство совмещения с др. распределителями при использовании неск. реагентов.
Струйный распределитель используют для смешения суспензий или эмульсий реагентов в трубопроводах диаметром 200—1400 мм. Он включает систему трубок (2—5 шт.) со скошенными по направлению потока концами, пропущенных в трубопровод через сальники. Реагент подаетеявкаждую трубку отдельно. Перемещение трубок в сальнике внутри потока в трубопроводе позволяет регулировать быстроту смешения реагента с обрабат. водой.
СМЕСИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — элемент системы водяного отопления, применяемый при ее присоединении по зависимой схеме к теплопроводам централизованной системы теплоснабжения. С.у.с.о. предназначается для понижения темптры воды в подающем теплопроводе до допустимой в системе, а также для качеств, регулирования теплоотдачи отопительных приборов. При таком местном регулировании, дополняющем центр, регулирование на тепловой станции, темп-pa смеш. воды изменяется по темп- рному графику, заданному для конкретного здания. В результате в обогреваемых помещениях можно поддерживать оптим. тепловые условия, исключается их перегревание, особенно в осенне-весенний периоды отопительного сезона, что способствует сокращению расхода теплоты на отопление зданий. С.у.с.о. включает смесительный насос или водоструйный элеватор. Высокотемп-рная вода в С.у.с.о. подается в точку смешения под давлением в наружном теплопроводе, созданном сетевым циркуляционным насосом на тепловой станции. Кол-во высоко- темп-рной воды Gi при известной тепловой мощности системы отопления Qc тем меньше, чем выше темп-pa li: Gi“ =Qc/ [с(й - (о) ], где ti — темп-pa воды в на-
ружном подающем теплопроводе, °C. Поток охлажд. воды, возвращающейся из системы отопления, делится на два: первый Go направляется к точке смешения, второй Gi — в наружный обратный теплопровод. Соотношение масс двух смешиваемых потоков — охлажд. Go и вы- сокотемп-рного Ginas. коэфф, смешения: и " Go/Gi, к-рый может быть выражен через темп-ру воды: и - (й- й)/(й- й>). Напр., при темп-ре поды й, равной 150 С, й ” 95° и to - 70°С коэфф, смешения С.у.с.о. и- (150 - 95)/ (95 - 70) - 2,2. Это означает, что на каждую единицу массы высокотемп-рной воды должно подмешиваться 2,2 единицы охлаж. воды. Смешение происходит в результате совме- - стного действия двух аппаратов — сетевого циркуляц. насоса на тепловой станции и С.у. (насоса или водоструйного элеватора) в отапливаемом здании.
СМЕСИТЕЛЬНЫЙ НАСОС — используется в смесительной установке системы отопления, присоедин. по зависимой схеме к наружным теплопроводам. Обеспечивает смешение охлаж. воды, возвращающейся из системы отопления, с высокотемп-рной водой, поступающей в здание из наружного подающего теплопровода. С.н. можно включать в перемычку между обратной и подающей магистралями и в обратную или подающую магистраль системы отопления. На схемах показаны регуляторы темп-ры и расхода воды для местного качественно- количеств. регулирования системы отопления в течение отопительного сезона при наличии С.н. Включ. в перемычку С.н. подает в точку смешения воду, повышая ее давление до давления высокотемп- рной воды. Т.о. в точку смешения поступают 2 потока воды (Gi и Go) в результате действия двух разд, насосов — сетевого и местного, включ. параллельно. С.н. на перемычке действует в благоприятных темп-рных условиях (при темп-ре to< 700 и перемещает меньшее кол-во воды (расход Go), чем насос на обратной или подающей магистрали (расход Gc), т.е. Gnac - Go, где Go - Gc - Gi. С.н. на перемычке, обеспечивая смешение, не влияет на давление циркуляционное для местного отопления, к-рое определяется разностью давлений в наружных теплопроводах. .
С.н. включается непосредственно в •магистрали системы отопления, когда разность давлений в наружных теплопроводах недостаточна для норм, циркуляции воды. При этом С.н., обеспечивая помимо смешения необходимую циркуляцию воды, становится циркуляционно-смесительным. С.н. на обратной или подающей магистрали перемещает всю воду, циркулирующую (расход Онас ■ Gc) при темп-ре to или й- Включение С.н. в общую магистраль систе-
Принцйпиальныс схемы смесительной установки с насосом
а —- на перемычке между магистралями системы отопления; 6 — на обратной магистрали; в — на подающей магистрали; 1 — смесительный насос; 2 — регулятор температуры; 3 — рехулятор расхода воды в системе отопления
мы отопления позволяет увеличить в ней давление циркуляц. до необходимой величины независимо от разности давлений в наружных теплопроводах. Условия смешения воды аналогичны: в точку смешения поступают 2 потока воды (G1 и Go) также в результате действия сетевого насоса и местного С.н. с той лишь разницей, что С.н. включаются последовательно по отношению к сетевому. Давление в системе отопления с циркуляц.-смесит. насосом, включ. в общую кратную магистраль, ниже давления в наружных теплопроводах. Данная схема установки Н.с. может быть выбрана после проверки, не произойдет ли при таком понижении давления вскипания воды или подсоса воздуха в отд. местах системы. С.н. повышает давление воды до давления в наружном обратном теплопроводе. Давление в точке смешения А должно быть ниже дав- лениявточкеЛ (устанавливается с помощью регулятора). Включаемый в общую подающую магистраль, С.н. предназначается не только для смешенияициркуляции.ноидля подъема воды в верхнюю часть системы отопления высокого здания. С.н. становится также циркуляционно-повысительным. С.н., как и циркуляц., устанавливают по два с паралл. включением в теплопровод; действует всегда один при др. резервном. Смешение воды может осуществляться и без местного С.н. В этом случае смесит, установка оборудуется водоструйным элеватором. Несмотря на нек-рое увеличение капит. вложений и эксплуатац. затрат, преимущество отдается С.н., при к-ром возможны улучшение теплового режима, помещений и экономия теплоты, расходуемой на отопление. '
СМЕШЕНИЕ ВОЗДУХА — один из простейших процессов изменения состояния влажного воздуха, возникающий при соединении двух или более потоков воздуха с разными параметрами в общий поток. Процесс С. в. применяется при организации
рециркуляции воздуха (удаляемый из помещения воздух подмешивается к потоку свежего наружного воздуха и возвращается в помещение). Др. пример использования процесса С.в. — управление параметрами воздуха, проходящего через тепло- или теп- ломассообм. аппараты с использованием обводного канала.
Основой для расчета параметров смеси служат ур-ния сохранения теплоты и массы .•Поэтому любой параметр смеси является средневзвеш. по массе параметром: й - ( 2Gift /2 Gi); /с- ( 2 GJi / / 2 Gi); da" ( 2 Gjdi /2Gi.), где й, ti — темп-pa смеси и ее составляющих; /с, Ji — уд. энтальпия смеси и ее составляющих; de, di — уд. влагосодержание смеси и ее составляющих; 2 Gi, 2 Gi — массовый расход смеси и ее составляющих. ,
Графич. построение процесса на диаграмме!—d влажного воздуха сводится при смешении двух потоков к отысканию точки смеси на отрезке, соединяющем точки, характеризующие параметры' смешивающих потоков. Существует т.н. "правило рыча-
Схсма на диаграмме 1—3 процесса смешения воздуха
точки А и В — параметры потоков смешиваемых воздуха; точка С—параметр смеси; A ZAC, А / СВ — перепады уд. энтальпии; AdAC, A dCB — перепады уд. влагосодержания
га", согласно к-рому точка смеси (на схеме точка С) делит отрезок АВ на части, обратно пропорцион, массовым расходам исходных потоков . воздуха, т.е. Ga/Gb™ - А (св//АТлс-А 7св/ААС”А(/св/А</ас, где Ga, Gb — массовые расходы потоков А и В; &t,M,M — перепады соответственно темп-ры, уд. энтальпии, уд. влагосодержания.
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ К СТАЛЬНЫМ ТРУБАМ — применяемая в системе отопления фасонная деталь с газовой резьбой для соединения концов труб—двух (муфта, сгон, соединительная
гайка, ниппель, футорка), трех (тройник), четырех (крестовина вентиляционная), для заглушения конца трубы (колпак, пробка).
СОЛЕМЕР — прибор для определения концентрации соли в воде путем измерения ее электрич. проводимости методом кондуктометрии. Применяют в теплоэнергетике для определения содержания соли в питательной и котловой воде, а также в конденсате пара.
СОЛНЕЧНАЯ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА —установка, частично или полностью покрывающая тепловую нагрузку систем отопления и горячего водоснабжения здания за счет солнечного излучения. По принципу работы и конструктивному оформлению С.в.у. можно разделить на 3 группы: с естеств. циркуляцией теплоносителя, с принудит, циркуляцией теплоносителя и компактные интегрированные. Схема С.в.у. с естеств. циркуляцией воды включает коллектор солнечной энергии, аккумулятор теплоты и соединит, теплопроводы. Вода из коллектора поступает по подъемному теплопроводу в верхнюю часть бака-аккумулятора теплоты, вытес-
Солнечная водонагревательная установка с естественной (а) и принудительной (5) циркуляцией воды
1 — коллектор солнечной энергии; 2 — бак-аккумулятор теплоты; 3 — трехходовой клапан; 4—насос
няемая более холодной водой, поступающей по обратному теплопроводу из бака в коллектор солнечной энергии. Для эффективной работы С.в.у. требуется хорошая теплоизоляция (минер, ватой толщиной 50—75 мм) всех нагретых поверхностей — бака-аккумулятора, теплопроводов. Для обеспечения должной естеств. циркуляции воды в С.в.у. бак-аккумулятор располагают выше коллектора солнечной энергии. С.в.у. с принудит, циркуляцией теплоносителя используется
Солнечная водонагревательная установка с незамерзающим теплоносителем
— термостат; 2 — отвод горячей воды; 3 — бак-аккумулятор; 4—расширительный бак; 5—подача горячего теплоносителя; б — коллектор солнечной энергии; 7 — теплообменник; 8 — подвод холодной воды; 9—обратная труба
обычно для горячего водоснабжения крупного объекта. Коллектор в такой установке представляет собой большой массив панелей, собранный из многочисл. модулей с параллельно-последоват. соединением. В данной схеме предусмотрено подмешивание холодной воды для обеспечения заданной темп-ры нагретой воды. В районах с суровым климатом обычно применяются двухконтурные схемы С.в.у. Они включают жидкостный или воздуш-
Компактная солнечная водонагревательная установка емкостного типа
1 — патрубок для отвода нагретой воды; 2 — остекление; 3 —водяная емкость с зачерненной поверхностью; 4 — корпус; 5 — патрубок для подвода холодной воды
ный коллектор солнечной энергии и котел-дублер, работающий на природном газе или мазуте. Преимущество двухконтурной схемы — использование незамерзающего теплоносителя (антифриза или воздуха) в контуре коллектора. Все оборудование, кроме последнего, размещается в здании, поэтому подобные системы могут эксплуатироваться и в холодный период года. Котел предназначен для доведения до требуемой темп-ры горячей воды, предварит, нагретой за счет солнечной энергии. При отсутствии поступления солнечной радиации вся тепловая нагрузка обеспечивается котлом. В климатич. условиях нашей страны С.в.у. может дать
летом за день 50—100 кВт- ч тепловой энергии (на 1 м2 площади коллектора) в виде воды, нагретой до темп-ры 45—w С. В индивид. С.в.у. с естеств. циркуляцией незамерзающего теплоносителя такой теплоноситель (напр., антифриз) нагревается в коллекторе, куда поступает по трубе подвода холодной воды, а возвращается в теплообменник по трубе подачи нагретого . теплоносителя, снабженной баком расширительным. Теплообменный аппарат расположен внутри бака-аккумулятора. Холодная вода системы горячего водоснабжения поступает в бак по обратной трубе, а нагретая вода подается потребителям по трубе отвода горячей воды. Предусмотрен электронагреватель с термостатом, к-рый включается в тех случаях, когда нагретая вода имеет недостаточную темп-ру. Компактная интегрированная С.в.у. емкостного типа состоит из одной или неск. стальных цилиндрич. емкостей, помещенных в теплоизолиров. ящик с остекл. крышкой и снабженных патрубками для подвода и отвода воды. Снизу внутр, поверхность корпуса водонагревателя может быть снабжена отражателем для повышения его кпд.
СОЛНЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание зданий энергией коротковолнового солнечного излучения (солнечной радиацией) на длине волны 0,4—2 мкм. Общее кол-во поступающего на поверхность Земли прямого и диффузного солнечного излучения, к-рое без экологии, ущерба для природы может быть использовано для произ-ва электрич. энергии и теплоты, составляет 1,05*1018кВт-ч в год, т.е. в несколько раз превышает соврем, миророе энергопотребление. Недостаток солнечного излучения как энергоресурса — низкая плотность (200—1000 Вт/м2) и периодичность поступления на поверхность Земли. Годовой поток солнечного излучения в северном полушарии составляет от 550 кВт*ч (на 1 м2 горизонт, поверхности) на 68° до 1900 кВт.ч на 39° с.ш. Наиболее благоприятные условия для применения установок солнечного отопления — на юге России, в Нижнем Поволжье и на Северном Кавказе.
В Древней Греции, Древнем Риме, Китае с V в. до н.э. при планировке городов и стр-ве домов стремились к макс, использованию солнечного излучения для отопления жилищ в холодный период года и защите от солнечной радиации в жаркое время. Улицы городов были ориентированы с севера на юг и с востока на запад; дома имели защиту от холодных ветров с севера, осн. помещения располагались в них на южной стороне с большими оконными проемами, снабж. карнизами для защиты от солнечных лучей летом. В Риме в I в. н.э. солнечное излучение использовалось для обогрева вилл богатых римлян и
обществ, бань. Тогда же начали применять остекление окон и аккумулирование теплоты в полу и подполье, заполненном землей. В 1767 швейц, естествоиспытатель Гораций де Соссюр построил горячий ящик с трехслойным остеклением верхней поверхности и внутр, теплоизоляцией, что обеспечило повышение темп-ры воздуха внутри него до ПО—160°С. В сущности это был прототип соврем, плоского коллектора солнечной энергии. Аналогичные устройства для улавливания солнечного излучения были испытаны с 1837 по 1881 г. в Англии и США. Произ-во солнечных водонагревательных установок началось в 1890 в Южной Калифорнии. Первая конструкция представляла собой простой бак объемом 110 л. Во второй конструкции 4 бака по 120 л были помещены в дерев, теплоизолиров. ящик со стекл. крышкой и соединены между собой трубками. Практич. использование солнечного излучения для отопления началось в 30х гг., но особенно возросло в 70—80 гг. XX в. В индустриально развитых странах налажено произ-во коллекторов солнечной энергии, аккумуляторов теплоты, солнечных водонагреват. установок и др. устройств. Построено большое число солнечных домов, Демонстрац. систем С.о., в т.ч. ряд крупных систем для теплоснабжения целых поселков и р-нов городов. Достижения нашей страны скромнее, однако и здесь построены десятки опытных установок солнечного горячего водоснабжения и неск. солнечных домов, выпускаются плоские коллекторы солнечной энергии. . Существуют активные и пассивные системы солнечного отопления. С.о. наиболее эффективно при низкотемп-рном теплоносителе (30°С при отоплении нагретым воздухом и 50°С в системах водяного отопления").
С.о. эффективно только в том случае, если при стр-ве дома и разработке системы его отопления соблюдены след, принципы пассивного использования солнечной энергии: снижение теплопот- ребления здания путем эффективной теплоизоляции и уменьшения подсосов холодного воздуха, оптим. его размещение и ориентация, рацион, расположение и размеры окон. Преимущества систем — легкость и гибкость интегрирования их со зданием и возможность автоматич, управления работой, недостатки — возможность замерзания теплоносителя, коррозия оборудования, высокая стоимость. Пассивные системы С.о. просты, надежны в работе и недороги; недостатки их — более низкая тепловая эффективность и трудность поддержания необходимого темп- рного режима в отапливаемых помещениях. .
См. также: Солнечно-теплонасосная система отопления.
СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ — обогревательная установка, включающая солнеч-
Схема солисчно-теплонасосной системы отопления воздушного
1 — воздушный коллектор солнечной энергии; 2 — галечный аккумулятор теплоты; 3 — испаритель теплового насоса; 4 — запорно-рсгулирующие клапаны; 5—вентилятор системы отопления; б — конденсатор теплового насоса; 7— дросселирующий вентиль; 8 — компрессор теплового насоса; 9—. вентилятор в контуре коллектора солнечной энергии; 10 — воздуховоды
Солнечный дом с прямым улавливанием солнечной энергии, конвективным конту- :ром для нагревания воздуха и
аккумулированием теплоты в слое камней
1 — воздушный коллектор; 2 — солнцезащитное устройство^ — теплый воздух; 4 — свежий воздух; 5 — регулирование воздуха; б —• камни '
ное отопление и тепловой насос, обеспечивающая полностью или частично отопление здания за счет солнечного излучения и теплоты окружающей среды. В солнечно-теплонасосной системе воздушного отопления (и охлаждения) здания воздух, нагретый в коллекторе солнечной энергии, отдает свою теплоту теплоемкому материалу (наир., гальке) в аккумуляторе теплоты и вентилятором вновь подается в коллектор. В аккумуляторе размещен змеевик испарителя теплового насоса; от его конденсатора отводится теплота, используемая для нагревания воздуха, подаваемого вентилятором в отапливаемое здание. Запорно- регулирующие клапаны позволяют переключать систему в разл. рабочие режимы, в т.ч. в режим охлаждения
здания летом. В этом случае функции испарителя и конденсатора изменяются на противоположные. С.-т.с.о. может подавать в помещения воздух; нагреваемый в аккумуляторе за счет накопл. в нем теплоты при отсутствии солнечной радиации. Предусмотрены режим работы одного теплового насоса без коллектора солнечной энергии и возможность сброса избыточной теплоты при работающем коллекторе и отсутствии потребности в теплоте. Тепловой насос включается, когда солнечное отопление не дает достаточного кол-ва теплоты. В тех случаях, когда С.-т.с.о. не в состоянии обеспечить потребность в теплоте, используется дополнит, источник теплоты. Комбинированная С.-т.с.о. обеспечивает более высокую степень замещения тепловой нагрузки по сравнению с установкой солнечного отопления.
СОЛНЕЧНЫЙ ДОМ — жилой дом, отопление и горячее водоснабжение к- рого осуществляются энергией солнечного излучения. С.д. должен располагаться так, чтобы в холодное время года улавливалось макс, кол-во солнечного
излучения; стены, пол, потолок дополнит, теплоизолируются; осн. часть окон (до 60—70%) размещается в юж. стене (по возможности дом не должен иметь сев. окон); окна в ночное время закрываются ставнями или плотными шторами; щели в окнах и дверях уплотняются. Целесообразно С.д. строить в виде 2—3-этажной конструкции. С.д. оборудуется активной или пассивной системой солнечного отопления.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ОГРАЖДЕНИЯ ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЮ — величина, обратная коэффициенту возду- хопроницания ограждений, численно равная разности давления в степени п, при крой через 1 м2 ограждения в течение 1 ч проходит 1 кг массы воздуха. Здесь пока-
затель степени п определяет режим течения воздуха через неплотности ограждения; и “ 1 — при ламинарном режиме течения, п - 0,5 — при турбулентном, п ~ "2/3 — при смеш. (напр., в окнах).
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПАРОПРОНИЦАНИЮ — хар-ка слоя материала или слоистой конструкции. С.п. численно равно величине, обратной массе влаги, проходящей через единицу площади в единицу времени при разности упругостей водяного пара в единицу давления по разные стороны слоя материала или конструкции. При пост, коэфф, паропроница- емости сопротивление паропроницанию слоя материала йп, м2 с >Па/кг, равно Rn - "j/^u , где 6 — толщина слоя материала, м; ,н — коэфф, паропроницаемости материала, кг/ (м2 с - Па).
Для слоистой конструкции, состоящей из п слоев. разл. материалов, сопротивление паропроницанию равно п'
Rn - 2d i//< 1, где I — номер слоя. i=l
СОРБЕНТЫ — твердые материалы с развитой поверхностью, применяемые в процессах очистки воды методами сорбции, биосорбции и каталитич. окисления и фильтрации. С. могут быть активные угли, углеминеральные, минеральные и спец, материалы, а также грубодисперсные примеси воды и хлопья коагулянтов. По физ.-ме- ханич. параметрам С. различают: гра- нулиров. с эффективным размером частиц d3 0,07—0,10 мм, самопроизвольно отделяющиеся от обрабатываемой воды, изготовляемые экструзией порошкообразные (d3 < <0,10 — 0,15 мм), "крупка" (0,07 — 0,10 s da S 0,20—0,5мм) и
полифракционные. Активные угли преимущественно используют для извлечения из воды неполярных и слабополяризов. органич. и элементоорганич. в-в, соединений тяжелых металлов в сла- боионизиров. формах; углеминер. С. — для извлечения слабополяризов. соединений и ионов; минер. С. — для извлечения полярных органич. и неорганич. соединений.
В нашей стране активные угли выпускают на предприятиях хим. пром-сти (типов СКТ, АШ, АГ-3, АГ-5, КАД, ОУ, УАФ) и лесохим. (типов ДАК, БАУ, ОУ) и пром-сти углепереработки и энергетики (типов БКЗ, АБД), атакжевотд. цехах разл. предприятий (крупнотоннажные произ- ва — более 1000 т/год). Гранулир. и полифракц. С. поддаются хим. и термин, регенерации. С. поставляются в мешках (20—25кг) или контейнерах (100—500кг).
СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ — физ.-хим. процессы поглощения твердыми сорбентами примесей
Марка АУСырье для производства АУОсновной ' размер частиц d, ммПлотность, г/см3Прочность по истираниюнасыпнаякажущаясяСКТТорф1,50,422,5СКТ-6Торф0,5'0,550,741,00,4175ААУголь каменный1,00,550,941,50,340,32АГМУголь каменный1,00,450,63731,5АГ-31,5Уголь каменный3АГ-5 ■1,00,450,6751,5АБД0,50,60,9Уголь бурыйf,5БКЗ0,50,71,21,51,366КАД-1Уголь каменный.20,45ДАК0,50,23Древесина1,50,350,3835БАУ10,250,25ДАУУголь каменный1305F-300(USA)-0,70,410,757520,48Марка АУСырье для производства АУОсновной ' размер частиц d, ммПлотность, г/см3Прочность по истираниюнасыпнаякажущаясяСКТТорф1,50,422,5СКТ-6Торф0,5'0,550,741,00,4175ААУголь каменный1,00,550,941,50,340,32АГМУголь каменный1,00,450,63731,5АГ-31,5Уголь каменный3АГ-5 ■1,00,450,6751,5АБД0,50,60,9Уголь бурыйf,5БКЗ0,50,71,21,51,366КАД-1Уголь каменный.20,45ДАК0,50,23Древесина1,50,350,3835БАУ10,250,25ДАУУголь каменный1305F-300(USA)-0,70,410,757520,48Основные характеристики активных углей, используемых для очистки водОсновные характеристики активных углей, используемых для очистки вод(молекул, ионов) из воды. Сорбционный процесс самопроизвольный, имеет обратимый характер. При сорбции происходит . поглощение и кон-, центрирование в-в из раствора на поверхности и в порах сорбента. Движущей силой этого процесса является разность хим. потенциалов в-ва в свободном и ад- сорбиров. состояниях. 3 реальных условиях контакт сорбента и очищаемой вб- ды кроме адсорбции сопровождается адгезией и коалесценцией примесей на сорбенте, а иногда и частичной деструкцией
Марка АУ
Сырье для производства АУ
Основной ' размер частиц d, мм
Плотность, г/см3
Прочность по истиранию
насыпная
кажущаяся
СКТ
Торф
1,5
0,42
2,5
СКТ-6
Торф
0,5'
0,55
0,74
1,0
0,41
75
АА
Уголь каменный
1,0
0,55
0,94
1,5
0,34
0,32
АГМ
Уголь каменный
1,0
0,45
0,63
73
1,5
АГ-3
1,5
Уголь каменный
3
АГ-5 ■
1,0
0,45
0,6
75
1,5
АБД
0,5
0,6
0,9
Уголь бурый
f,5
БКЗ
0,5
0,7
1,2
1,5
1,3
66
КАД-1
Уголь каменный.
2
0,4
5
ДАК
0,5
0,23
Древесина
1,5
0,35
0,38
35
БАУ
1
0,2
5
0,25
ДАУ
Уголь каменный
1
30
5
F-300
(USA)
-
0,7
0,41
0,75
75
2
0,48
Марка АУ
Сырье для производства АУ
Основной ' размер частиц d, мм
Плотность, г/см3
Прочность по истиранию
насыпная
кажущаяся
СКТ
Торф
1,5
0,42
2,5
СКТ-6
Торф
0,5'
0,55
0,74
1,0
0,41
75
АА
Уголь каменный
1,0
0,55
0,94
1,5
0,34
0,32
АГМ
Уголь каменный
1,0
0,45
0,63
73
1,5
АГ-3
1,5
Уголь каменный
3
АГ-5 ■
1,0
0,45
0,6
75
1,5
АБД
0,5
0,6
0,9
Уголь бурый
f,5
БКЗ
0,5
0,7
1,2
1,5
1,3
66
КАД-1
Уголь каменный.
2
0,4
5
ДАК
0,5
0,23
Древесина
1,5
0,35
0,38
35
БАУ
1
0,2
5
0,25
ДАУ
Уголь каменный
1
30
5
F-300
(USA)
-
0,7
0,41
0,75
75
2
0,48
Основные характеристики активных углей, используемых для очистки вод
Основные характеристики активных углей, используемых для очистки вод
сорбата. С.о.в. используется для извлечения из природных, сточных и оборотных вод органич., элементоорганич. и следов минер, соединений, как правило, биорезисторного характера, преимущественно в целях дальнейшего использования воды (фенолы, нефтепродукты, хлорор- ганич. в-ва, СПАВ, соединения хрома, меди, др.). .
Сорбция как процесс перемещения в- ва в пространстве зависит от соотношения размеров адсорбируемых молекул и пор сорбента. Существуют их оптим. соотно-
шения. Вследствие совместного влияния диффузионных и экзотермич. процессов конкретный сорбц. процесс имеет оптим. темп-ру осуществления (часто 20-50°С) либо интенсифицируется с понижением темп-ры. Сорбируемость в-в и равновесная сорбц. емкость сорбента повышаются с ростом конечной (остаточной) концентрации примеси в воде, и в большинстве случаев эта зависимость носит пропорцион.характер. ..
С.о.в. осуществляется либо в режиме фильтрации через гранулиров. сорбент, либо при контакте воды и порошкообразного сорбента с перемешиванием (5— 15 мин). В качестве фильтров-адсорберов используют скорые механич. фильтры из металла или железобетона (в антикорроз. исполнении) с высотой загрузки сорбента 1,5—2,5 м (в одну —две ступени) и скоростью фильтрации 5—8 м/ч. По мере роста гидравлич. сопротивления фильтры-адсорберы промывают водой (10—15 мин, интенсивность 5—8 л/(с < м2) без подачи воздуха). Вследствие низкой прочности и высокой стоимости сорбентов целесообразна минимизация числа их промывок путем осветления воды перед подачей ее на сорбцию. Срок службы (время защитного действия) и, следовательно, общие расходы сорбентов на очистку воды снижаются при предварит, выделений из воды высокомолекулярных примесей (смол, белков) и предозонировании воды дозами 3—5(10) мгОз/л. Отработ. сорбент, исчерпавший сорбц. свойства, регенерируется непосредственно в адсорбере или в спец, реакторах или печах. Поэтому адсорберы оборудуют системой гидроперегрузки сорбента (эжекторы и резинотканевые трубы Лу - 50 мм, со скоростью транспортировки сорбента типа ГАУ 7—12 м/ч).
Эффективность С.о.в. зависит в осн. от выбора сорбента: для сорбции монозагрязнений (ф^нол, толуол, др.) — микропористые активные угли марок АГМ, КАД-1, ДА; при доочистке вод от смесей органич. в-в — сорбенты с полидисперс- ной пористой структурой марок ДАУ, АГ-3, АБД; при извлечении полярных органич. в-в и соединений тяжелых металлов — углеминер. сорбенты и высокозольные активированные угли — АБД, ЛАУ.
' СОРБЦИЯ И ДЕСОРБЦИЯ ВОДЯНОГО ПАРА МАТЕРИАЛАМИ — процесс поглощения или отдачи водяного пара материалом в окружающую среду, к-рый приводит к равновесному влажностному состоянию материала с окружающей средой. Осн. хар-ками рассматриваемого процесса являются изотермы сорбции и десорбции водяного пара материалом, представляющие- собой зависимость равновесной влажности материалов (сорбц. илидесорбц.) от относит.
давления водяного пара (относительной влажности воздуха). Если предварительно высуш. образец материала помещают последовательно в среду с повышающимся относит, давлением водяного пара, то возникает сорбция водяного пара, если ув- лажн. образец помещают последовательно в среду с уменьшающимся относит, давлением водяного пара, то десорбция. Эксперимент, изотермы сорбции и десорбции могут определяться след, методами: эксикаторный, при к-ром образец материала приобретает равновесную влажность, находясь в эксикаторе над раствором серной к-ты или соли определ. концентрации; динамический, при к-роМ образец материала приобретает равновесную влажность, находясь в потоке воздуха заданной темп-ры и влажности; вакуумный, при к-ром образец материала приобретает равновесную влажность, находясь в вакуумиров, сосуде, где поддерживается заданное давление водяного пара. Изотермы сорбции и десорбции определяются строением и хим. составом материала путем проявления разл. ме-г ханизмов взаимодействия молекул воды со скелетом материала. Среди последних можно отметить адсорбцию, капиллярную конденсацию, заполнение молекулами воды микропор и межслоевого (межкристаллич.) пространства, хим. взаимодействие воды с в-вом скелета материала и др.
Под адсорбцией понимается явление, при к-ром поверхность пор материала покрывается молекулами воды, образующими непрерывную или прерывистую пленку. Основой теории адсорбции является теория полимолекулярной адсорбции, предлож. в 1938 С. Брунауэром, П. Эмметом и Э. Теллером (БЭТ). Согласно ей водяной пар адсорбируется слоями, при этом молекулы воды конденсируются на свободных местах и испаряются с занятых мест с равными скоростями. Принимается, что энергии взаимодействия молекул второго и третьего, третьего и четвертого и т.д. адсорбиров. слоев равны между собой и меньше, чем энергия взаимодействия первого монослоя с поверхностью пор материала. Эта модель позволила получить ур-ние БЭТ p/ps 1 с -1
+(р/рв),
<О (1 - р/р$) е> тС <О тС
где p/ps — относит, упругость водяного пара, доли ед.; (о — сорбц. влажность материала, кг/кг; <о m — емкость монослоя, т.е. влажность материала, соответствующая покрытию поверхности пор материала мономолекулярным слоем, кг/кг; с — константа ур-ния; при нек-рых предположениях можно получить, что она численно равна отношению "времени жизни" молекулы воды в первом монослое
ко "времени жизни" во втором или в любом из последующих адсорбционных слоев.
Эксперимент, изотермы сорбции могут быть описаны этим ур-нием только на нач. участке при 0,05 s р/р8 < 0,35. Величины а> m и с являются параметрами ур-ния БЭТ, они могут быть рассчитаны по эксперимент, точкам нач. участка изотермы сорбции. Исключительно важна возможность определять по изотерме сорбции величину а» т, поскольку это позволяет вычислять уд. поверхности материала, т.е. площадь поверхности пор й капилляров, приходящуюся на единицу массы материала А ~ (wm lM3N\Ami где А — площадь уд. поверхности материала, м2; М — молекулярная масса воды, кг/кмоль; ^A — число Авогадро, равное 6,02; 10 кмоль"1; Ат — посадочная площадь молекулы воды, м2.
При расчетах величину Ат чаще всего принимают равной 10,6-10"20 м2 исходя из наиболее плотной упаковки молекул воды. Площадь уд. поверхности материала может иметь многочисл. применения, напр. для анализа замерзания воды в порах материала, для определения кол-ва агрессивного газа, к-рое материал может адсорбировать, для анализа коэфф, влагопереноса материала и в др. случаях. Если сорбция водяного пара материалом проходит только по механизмам адсорбции, то
Стандартная изотерма адсорбции водяного пара
изотермы сорбции <о / а)т практически не зависят от материалов при значениях р/р8 > 0,50, а при меньших значениях р/р» различие этих изотерм сорбции объясняется различием констант ур-ния. Такая изотерма наз. стандартной изотермой адсорбции водяного пара для значения с* “со и может быть описана ур-нием N- "V-а/(RTlnp/р8Нг,\ где N — статистич. число адсорбиров. слоев воды; К — универе. газовая пост., равная 8314 Дж/(кмоль-К); Т— темп-pa, К; д — константа ур-ния, равная 2,55; а — константа ур-ния, зависящая от значения p/ps, Дж/кмоль:
. а =7,83 1031/{р7аЛЩ
приО< р/р8<0,1;
а = 7,83 10 при0,15р/р8£ 0,85;
а = 7,83 103^Г^7й7№' при 0,85 < р/р« < 1.
С использованием стандартной изотермы адсорбция водяного пара любым материалом во всем диапазоне изменения р/р8 может быть описана ур-нием ш iN™ =<Dw(c/c- 1) - (1/с- Dto /Np/pa),треста же самая константа, что и в 1 -м ур-нии.
Явление капиллярной конденсации основано на том, что макс, упругость водяного пара над искривленной поверхностью воды меньше, чем над плоской. Соотношение между ними описывается ур-нием Кельвина 1п(р/ра) - aMJ/p RT, где а — поверхностное натяжение воды, Н/м; J — кривизна поверхности воды, м"1; р — плотность воды, кг/м3.
При образовании на поверхности пор материала пленок адсорбиров. воды с вогнутой поверхностью величина J отрицательна, и конденсация водяного пара на эту поверхность может происходить при упругости водяного пара, меньшей максимальной. Часто ур-ние используют для описания капиллярной конденсации в цилиндрич. капиллярах, в этом случае для сферич. вогнутого мениска кривизна может быть определена как J - VY/rcos 6, где 9 — угол смачивания водой стен капилляра; для цилиндрич. вогнутого мениска — j - -1 /г. В результате исследований установлено, что капиллярная конденсация может происходить в порах, эквивалентных цилиндрич. капиллярам, радиусом от 16—20-Ю"10 до 1000—2000 • 10*10 м; такие поры наз. мезопорами. Адсорбция и кайиллярная конденсация обусловлива- < ются в основном пористой структурой материала. Поэтому с их помощью можно описать сорбцию водяного пара только в капиллярно-пористых материалах, в к- рых не происходит хим. взаимодействия воды со скелетом материала.
В большинстве случаев изотермы десорбции не совпадают с изотермами сорбции, и наблюдается т.н. сорбц. гистерезис. Его возможные типы представлены на схеме. Тип 0 гистерезиса, т.е. отсутствие гистерезиса, соответствует случаю чистой адсорбции и характерен для таких материалов, как минер, вата, глиняный кирпич, керамзит, кварцевый песок. Тип 1 гистерезиса соответствует проявлению адсорбции и капиллярной конденсации и характерен для ряда пенопластов, напр. для фенольно-резольного пенопласта. Тип 2 гистерезиса соответствует случаю, когда в результате сорбции водяного пара изменяется сорбц. способность материала, и характерен для целлюлозных материалов. Тип 3 гистерезиса соответствует случаю, когда молекулы воды запол-
Типы сорбционного гистерезиса для строительных материалов
няют межслоевое (межкристаллич.) пространство, и характерен для цементных бетонов. Если описание изотерм типов 0 и 1 возможно на основании единых теоретич. положений, то изотермы типов 2 и 3 могут быть описаны только с помощью эмпирических соотношений на основании нек-рых гипотез. С понижением темп-ры как сорбц., так и десорбц. влажность материалов увеличивается, что связано со снижением энергии молекул воды.
СОСРЕДОТОЧЕННАЯ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — струя воздуха, создаваемая приточным отверстием или насадком, обеспечивающим параллельность векторов воздуха на входе в вентилируемое помещение. Сечения отверстий могут быть круглыми иЛи квадратными, прямоугольными или в виде щели. Для С.п.с. характерны большая дальнобойность, слабое затухание скорости воздуха по длине струи, малый угол раскрытия границ в горизонт, и вертик. направлениях (по сравнению с веерными и закрученными приточными струями).
СПОСОБЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ — приемы гидравлического расчета системы отопления, обеспечивающие циркуляцию определ. кол-ва теплоносителя, принятые в практике проектирования отопления зданий и сооружений. Наиболее распростран. С.г.р.с.о. — по уд. линейной потере давления, когда диаметр теплопроводов системы водяного отопления подбирается для пропуска заданного кол-ва теплоносителя, исходя из равных (употребляется также термин — постоянных) перепадов темп-ры нагретой (tr) и охлажд. (/0) воды в стояках и ветвях (А /ст) , причем таких же, как расчетный
перепад темп-ры теплоносителя в системе в целом (А /ст ” А /с, где А /с ” /г - to). При этом фактически определяются расходы теплоносителя, и тогда вычисляются на каждом участке системы потери давления отдельно на трение (Л/) и местные сопротивления (Z) по ф-ле A Ry4—Rl*Z, где R—уд. потеря давления на трение теплоносителя о стенки трубы длиной 1 м (Па/м). Общие потери давления в системе отопления, состоящей из последовательно соединен, участков, при расчете должны составлять (SRI + Zy4) )%0,9 А рр, где А рр — расчетное давление циркуляционное (Па). Этот С.г.р.с.о. применяется для расчета систем не только водяного, но и парового (низкого давления), и воздушного отопления. '
Второй С.г.р.с.о. — по характеристикам гидравлического сопротивления и проводимости элемента системы отопления — используется для расчета однотрубных систем водяного отопления с тупиковым движением теплоносителя в их магистралях (при турбулентном режиме течения). В результате расчета устанавливается фактич. распределение общего расхода воды в системе по отд. стоякам и ветвям, и в каждом из них определяется действительный 'неравный (употребляются также термины — переменный, скользящий) перепад темп-ры воды: А /ст 5 А /с, причем допускается отклонение А /ст от А /с на ~ 7°С (при /г до 115 и to^ 60°С). Предварительно выбирается внутр, диаметр труб (</в) на каждом участке с учетом допустимости получающейся скорости движения воды и конструктивных соображений. Одновременно с определением расходов воды на участках Суч (т.е. потокораспределения в системе) находятся потери давления на каждом участке — А руч (Па) по ф-ле А руч "• 8учОуч^, где 8уч — хар-ка гидравлич. сопротивления участка, выражающая потери давления на участке при расходе воды 1 кг/с (или 1 кг/ч). Общие потери давления в каждом циркуляц. кольце системы водяного отопления, как и по первому способу, должны составлять 2 А руч ^ 0,9 А рр. При применении этого С.г.р.с.о. потокораспределение между паралл. соедин. участками (напр., в приборном узле с замыкающим участком) устанавливается пропорционально проводимости каждого из этих участков. Третий С.г.р.с.о. — по приведенным длинам участков — применяется для расчета систем парового отопления высокого давления, а также наружных теплопроводов. При этом способе расчета известное на каждом участке значение Ry4 — уд. потери давления на трение о стенке трубы длиной 1м — умножается на приведенную длину-/пр участка, т.е. А руч - ТЗуч/пр, где /пр “ /уч + /экв и /зкв "S £ уч<1в//. • Здесь
фактич. длина участка /уч увеличивается на дополнит, длину 1экв, эквивалентную по потерям давления потерям в местных сопротивлениях на1 рассматриваемом участке. Четвертый С.г.р.с.о. — по динамич. давлениям (рдин “ pw"/2, где w — скорость движения воды, м/с) — предназначается для расчета систем водяного отопления с короткими участками и мно- гочисл. местными сопротивлениями. На каждом участке к значению 2 £ уч — к действит. сумме коэфф. местных сопротивлений прибавляется их'дополнит, сумма, эквивалентная по потерям давления линейным потерям на участке, т.е. 2 £пр **2 £ уч+2 £ экв, где 2 £ ” (Я /t/в) /уч, и тогда потери давления на участке вычисляются как А руч " 2 £ nppwH, где р — средняя плотность нагретой воды в системе отопления (наир., 972 кг/ м3 при темп-ре воды 80 °C).
СТАБИЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — процесс водоподготовки, направленный на предотвращение коррозии и отложений карбоната кальция в трубопроводах, оборудовании и аппаратах. Вода считается стабильной, если она не вызывает растворения карбоната кальция и не выделяет его. Способность воды образовывать карбонатные отложения или, наоборот, растворять их определяется произведением активностей Са2+ и СОз2-. При концентрации растворенного в воде СОг ниже равновесной происходит сдвиг равновесия в сторону накопления в воде ионов СОз , сопровождающийся образованием и выделением в твердую фазу СаСОз. Если же концентрация СОг превышает равновесную, то создаются условия для растворения СаСОз. При оценке состояния равновесий часто используют два показателя: 1) отношение произведения активностей кальций-иона и карбонат-иона к тер- модинамич. произведению растворимости карбоната кальция, иногда наз. степенью насыщения воды карбонатом кальция, и 2) индекс насыщения карбонатом кальция. Последний представляет собой разность между фактич. значением pH воды и его гипотетич. значением, отвечающим состоянию насыщения воды карбонатом кальция. В агрессивной воде степень насыщения 1, а индекс насыщения — отриц. величина. Наоборот, в водах, способных образовывать отложения карбоната кальция, степень насыщения 1, и индекс насыщения положителен, а вода перенасыщена карбонатом кальция. Наиболее надежные значения индекса насыщения и степени насыщения воды карбонатом кальция получают в ходе эксперимент, определения путем продолжит, обработки воды порошком углекислого кальция (карбонатные испытания). Применяются и др., в осн. расчетные, оценочные показа
тели, учитывающие наряду с параметрами карбонатно-кальциевой системы концентрации в воде хлоридов, сульфатов, ионных пар, растворенного кислорода, кремния, нитратов, магния и органич. углерода, но обладающие органич. универсальностью.
Мягкие природные, опресненные, умягченные Н-катионированием и кислые сточные воды относят к агрессивным. К водам, способным к отло- ' жению карбоната кальция и др. солей, часто относят артезианские (особенно баль- неологич.) и геотерм, воды, воды, используемые для охлаждения технологич. оборудования, а также обработ. известью в схемах умягчения и ■ кальцинации. Для стабилизации агрессивной воды применяют обработку ее реагентами, фильтрацию, а также декарбонизацию. В качестве реагентов используют известь, соду и соединения органич. и неорганич. фосфора. Стабилизац. фильтры зафужают дроблеными природными карбонатами — мрамором, известняком, мелом, доломитом, кораллами, силикатами и искусственными — магномассой, нютралайтом, а также анионообменной смолой. Стабилизация состава вод щелочными соединениями сводится к связыванию угольной к-ты согласно уравнениям:
едким натром — NaOH + СОг” -NaHCOs;
содой —■ NazCOs + СОг + НгО- “2NaHCOs;
известью — СаО + 2С0г + НгО” “Са(НСОз)г;
мелом или мрамором СаСОз + НгО + +СО2-Са(НСОз)г;
магномассой — MgOCaCOa + +ЗСОг +* 2НгО - Mg(HCO3)2 + +Са(НСОз)г.
Дозы реагентов назначают исходя из стехиометрии реакций связывания ими СОг, допуская небольшое пересыщение воды СаСОз. Соединения фосфора — гексаметафосфат ' или триполифосфат натрия, а также оксиэтилидендифосфоно- вая к-та (ОЭДФК) — применяют в составе ингибиторных противокорроз. композиций в сочетании с солями цинка или хрома. Реагенты дозируют в обрабатываемую воду в виде растворов. При использовании негашеной извести известковые растворы приготовляют в гасителях и сатураторах. Загрузку карбонатных фильтров принимают с большим избытком по отношению к стехиометрически необходимому ее расходу при минимизации размеров ее зерен. Анионит в стабилизац. фильтрах переводят в бикарбонатную форму и производят при фильтровании обмен части растворенных в воде сульфатов и хлоридов на бикарбонаты. Глубина замены зависит от кол-ва углекислого натрия, затрачиваемого на регенерацию
Схема основных химических равновесий воды в состоянии насыщения ее карбонатом кальция CaSOd, СаСОЗ, СаОН+, СаНСОЗ+ — ионные пары
загрузки. Фильтры с дробленым силикатом применяют для горячей воды, когда растворимость кремния повышается. Осн. областью использования наиболее удобных в эксплуатации фильтрац. установок стабилизации являются мягкие и опресненные воды. В жестких водах реакционная способность стабилизац. установок резко падает, поэтому их заменяют реагентами, к-рые необходимо точно дозировать. Введение их при значит, избытке может привести к умягчению воды в результате взаимодействия с солями жесткости. Использование едкого натра и соды офаничивается их дефицитностью и высокой стоимостью.
. При декарбонизации удаление СОг достигается либо продуванием через воду воздуха, либо подогревом воды до темп-ры 40—50°С, либо вакуум-деаэрацией. Ввиду высокой энергоемкости декарбонизация применяется на установках малой произ-сти и в основном в жестких водах. Для предотвращения отложений карбоната кальция применяют умягчение, подкисление, карбонизацию, фосфатирование воды и воздействие на нее электрическими, магнитными и ультразвуковыми полями. Практически все известные методы умя!чения (реагентами, катионированием и нагреванием) применимы для предотвращения карбонатных отложений в водах любого состава (см. Умягчение воды катионированием, Умягчение воды реагентами).
Подкисление воды достигается обычно введением серной или соляной к-ты. Дозу к-ты выбирают с таким расчетом, чтобы остающиеся в растворе бикарбонаты были стабилизированы наличным и выделяющимся при подкислении СОг. При использовании серной к-ты ограничения
предусматривают для предотвращения сульфатных отложений. Во всех случаях кислотной обработки происходит увеличение солесодержания воды за счет добавки анионов к-т. Метод подкисления не требует громоздкого реагентного х-ва, но предусматривает тщательный контроль за добавкой к-ты. При карбонизации СОг вводят в воду в составе либо дымовых газов, либо атмосферного воздуха, либо вводят чистый СОг часто пищевого качества. В сильно пересыщ. водах присадка СОг способствует зарождению кристаллов СаСОз, к-рые ищут быть выделены из воды до ее использования. В умеренно пересыщ. водах предварит, ввод СОг ком-, пенсирует потерю углек-ты, напр. при нагревании воды, и тем самым предупреждает распад бикарбонатов. В питьевом водоснабжении совместной обработкой мягких вод известью и СОг достигается повышение в них карбонатной жесткости до уровня, обусловл. сан.-гигиенич. требованиями. Доза СОг при стабилизации мягких вод практически эквивалентна дозе к-ты, требуемой для той же цели. При карбонизации повышения минерализации не происходит. По сравнению с кислотным углекислотное х-во безопаснее, надежнее и легче управляемо.
При фосфатировании вследствие поверхностно-активных свойств соединения неорганич. и органич. фосфора адсорбируются на поверхности зародышей кристаллов СаСОз и препятствуют их росту и выпадению. Фосфатирование проводится при темп-ре нагрева воды не более 60—70°С. При более высоких темп-рах происходит образование и выделение в осадок ортофосфатов кальция и магния. Воздействие электрич., магнитного и ультразвукового полей изменяет условия кристаллизации СаСОз, к-рый выпадает в виде тонкодисперсных кристаллов в объеме воды.
При этом антинакипный эффект объясняется либо воздействием полей на примеси воды, либо изменением ее структуры. Однако обработка воды этими полями не всегда дает устойчивый противонакипный эффект.,
СТЕСНЕННАЯ ■ ПРИТОЧНАЯ СТРУЯ — воздушная струя, развивающаяся в' огранич. пространстве, оказывающем на нее заметное влияние. Все вентиляц. приточные струи стесненные. Степень стеснения в первую очередь определяется соотношением площадей поперечных сечений приточного отверстия и обслуживаемого струей помещения или его части. Аэродинамика С.п.с. весьма сложна. Схема движения приточного воздуха в помещении зависит от мн. факторов: вида приточного насадка, его расположения по высоте и в плане помещения, нач. скорости воздуха, размеров и
конфигурации помещения, расположения и габаритов оборудования, расположения и помещении и мощности тепловых источников и др. Первые исследования С.п.с., проведенные до 1941 В.В.Ба- туриным, В.И.Ханжонковым и В.Н.Розенбергом, показали всю сложность рассматриваемого процесса. Фундамент. исследования С.п.с. В.А.Бахарева и В.Н.Трояновского подтвердили наличие обратных потоков воздуха, повышение его давления в застойной зоне помещения в результате поршневого действия струи и разрежения в зоне ее активной части. На базе этих исследований созданы методика и способ расчета т.н. сосредоточ. подачи приточного воздуха в вентилируемое помещение.
Г.Н.Абрамович применил для анализа С.п.с. модель взаимодействия приточной струи со встречным потоком. Для решения инж. задач используют ме-
Схема стесненной приточной струи в помещении
1 — помещение; 2 — приточное отверстие (насадок); 3 — вытяжное отверстие; 4 — стесненная приточная струя; 5—застойная зона помещения; х их ц,хд — соответственно длины I и II критич. зон и дальнобойность струи; V/ п — калибр помещения
тодику, созданную на базе работ И.А.Ше- пелева и М.И.Гримитлина. Согласно этой методике в С.п.с. различают неск. режимов движения. До первого критич. сечения, где xi -1,3, струя развивается как свободная, эжектируя воздух и расширяясь. Далее до второго критич. сечения, где хи “ 2,2, она перемещается как поток воздуха, эжекция практически отсутствует, движение затормаживается. Между первым и вторым сечениями наблюдается наибольшая скорость в обратном потоке воздуха. За вторым критическим сечением струя вырождается, поток воздуха разворачивается и уходит в виде обратного потока в ту часть помещения, где струя активно подсасывает его. Расстояние xg до полного разворота С.п.с. наз. дальнобойностью струи. Обычно она составляет 3—4 калибра помещения (корень квадратный из площади поперечного сечения помещения). Если помещение протяженней, чем дальнобойность С.п.с., то оставшаяся часть помещения не проветривается, и в ней образуются циркуляц. неорганизов. потоки воздуха. Расположение вытяжного отверстия
в нач. или конце помещения практически не влияет на схему развития С.п.с. и ее дальнобойность. Снижение скорости воздуха по длине С.п.с. предложено учитывать, вводя коэффициент стеснения Ac S 1. Значения Кс получены методом сдвига поля скорости в сечении С.п.с., основанном на законе сохранения массы.
Скорость воздуха на оси С.п.с. равна Vxct “ VxKc, где vx — скорость воздуха на оси свободной приточной струи. Скорость воздуха (макс.) в обратном потоке определяют как функцию нач. скорости, коэфф, затухания скорости и отношения площадей поперечных сечений приточного отверстия и помещения. В нашей стране получили распространение управляемые С.п.с., дальнобойность к-рых увеличивается за счет размещ. по длине помещения источников импульсов (вентиляторы осевые, воздушные эжекторы).
СТОЯК СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — вертик. теплопровод, соединяющий магистрали системы отопления с подводками к отопительным приборам или с ветвями системы отопления. С.с.о. наз. подающим при использовании его для распределения теплоносителя между подводками или ветвями и обратным — для сбора отдавшего теплоту теплоносителя. В однотрубной системе водяного отопления и бифилярной (двухПо- точной) системе отопления ф-ции распределения и сбора теплоносителя совмещаются в одном С.сЮ. Направление движения теплоносителя в С.с.о. может быть сверху вниз и снизу вверх. С.с.о. размещается в помещении открыто у стены или скрыто в спец, выемке в стйне. Скрыто проложенный С.с.о. целесообразно покрывать тепловой изоляцией. При прокладке С.с.о. предусматривается компенсация удлинения труб, нагреваемых теплоносителем, путем: изгиба их в местах присоединения С.с.о. к магистралям, ветвям и подводкам (напряжение на изгиб для стальных труб не должно' превышать
Стояк системы отопления в вертикальной системе центрального отопления с верхней (а) и нижней (6) разводками, а также с "опрокинутой" (в) циркуляцией воды
1.2 — подающие (Т1) и обратные (Т2) магистрали; 3, 4 — подающие и обратные стояки; 5,6 — подающие и обратные подводки; 7— отопительные приборы (стрелками показано направление движения теплоносителя)
80 МПа/см2). Устанавливается также спец, компенсатор на главном С.с.о., соединяющем коллектор системы отопления в тепловом пункте с располож. наверху системы магистралью. Для аварийного отключения каждого С.с.о. в здании, имеющем более 3 этажей, близ магистралей устанавливаются запорные пробочные или шаровые краны. При этом для слива воды или конденсата и впуска воздуха в отключ. С.с.о. применяются вентили, выполняющие ф-ции спускных и воздушных кранов. Слив воды осуществляется в канализационную сеть через переносные резиновые шланги или дренажную линию системы отопления. С.с.о., располож. в неотапливаемом или искусственно охлаждаемом помещении, а также в местах,- где возможны замерзание теплоносителя, воспламенение и взрыв газов и пыли, ожоги людей, покрывается тепловой изоляцией, имеющий-кпд не менее 0,75. При гидравлическом расчете системы отопления стремятся к относительно большим Потерям давления в С.с.о. по сравнению с потерями давления в магистралях.
СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА, строительная теплотехника — раздел строит, науки и техники, в к-ром рассматривается тепломассообмен в зданиях, сооружениях, ограждающих конструкциях, системах обеспечения микроклимата, в технология. процессах изготовления строит, материалов, конструкций и изделий, при взаимодействии инж. систем с сезоннопромерзающими или многолетнемерзлыми грунтами, а также изучается термика гидротехнич. сооружений.
С.т. — теоретич. основа стр-ва. Она находится на стыке стр-ва и энергетики, поэтому в ней широко используются теории строит, конструкций, тепломассообмена, термодинамики, климатологии, санитарии и гигиены, методы теории подобия, аналитич. и числ. расчетов на ЭВМ, метод аналогии, теории измерений. Она возникла в XVII—XVIII вв. в работах Н.А.Львова, И.И.Свиязева, С.Б.Лука- шевича на основе теорий теплоты М.В.Ломоносова и гигрометрии Г.В.Рихмана. Однако основоположником С.т., вероятно, следует считать О.Е.Власова, издавшего в 20-х гг. ряд работ по этой отрасли знаний. В 40-е — нач. 50-х гг. были разработаны классич. теория теплоустойчивости ограждений и помещения (О.Е.Власов, С.Н.Муромов, А.М.Школо- вер, Л.А.Семенов), теории строит, климатологии (К.Ф.Фокин, В.М.Ильинский), теплопередачи ограждений (В.Д.Мачин- ский, К.ф.Фокин, Б.Ф.Васильев), влажностного режима ограждений (О.В.Власов, К.Ф.Фокин, А.В.Лыков, Ф.В.Ушков, Э.Х.Одельский, А.М.Шкловер), воздухо
проницаемости ' ограждений (Р.Е.Брилинг, Ф.В.Ушков), теплообмена в помещении (С.Н. Шорин, Л.А. Семенов) и летнего теплового режима (Б.Ф.Васильев). Немало проблем С.т. было разработано в то время в трудах Г.А.Селиверстова и Н.Е.Ермолаева.
Главным предметом рассмотрения в С.т. является теплофизика зданий и сооружений. Ed осн. разделы: внутр, микроклимат, общий теплообмен в помещении, комфортность, оптимальность внутр, условий (защитные свойства ограждающих конструкций, их теплопередача, воздухопроницаемость и влажностный режим); строит, климатология, расчетные зимние и летние условия, годовой режим изменения внешн. климатич. воздействий; тепловой, воздушный и влажностный режимы здания как единой энер- гетич. системы; создание современ. здания с заданной обеспеченностью внутр, условий и эффективным использованием энергии и др.ресурсов.
Значение С.т. заметно возросло в связи с индустриализацией, массовостью и многообразием стр-ва, с появлением и широким применением новых конструкций и строит, материалов. Основополагающими стали градостроит., объемнопланировочные и конструктивные решения при сооружении зданий с комфортным для человека и оптим. для технология. процессов микроклиматом в условиях крайне разнообразного и сурового климата нашей страны. В С.т. разработаны разл. конструктивные и производств, решения и приемы, связанные с тепломас- сообм. процессами в зданиях, сооружениях и др. объектах стр-ва.
' С.т. определяет основополагающие параметры, к-рые должны учитываться при проектировании здания: его ориентацию в застройке относит, сторон света и доминирующих ветров, форму, этажность, планировку, устройство лоджий, балконов, уменьшение "изрезан- ности" фасадов, наличие спец, устройств для аэрации, возможность сквозного проветривания помещений и пассивного использования солнечной радиации и др. низкопотенц. нетрадиц. источников энергии. Важную роль для обеспечения комфортных для человека условий С.т. отводит наружным ограждениям здания. Они должны обладать хорошими теплозащитными свойствами, равноэффективными в разл. сечениях, быть достаточно герметичными и иметь сопротивление воздухопроницаемости, достаточное для обеспечения вентиляц. воздухообмена, удовлетворять сан.- гигиенич. требованиям и быть оптим. в технико-экономич, отношении. Конструкция ограждения должна исключать накопление влаги (см. Влажность материала) . На основе теории тепло-
устойчивости с использованием показателей теплоусвоения и теплопогло- щения помещения рассчитывают теплоустойчивость ограждений и помещений, определяющую стабильность темп-ры. Тепловые условия в помещении характеризуются двумя условиями комфортности, к-рыми учитываются лучисто-конвективный и струйный теплообмены и связывается темп-ра помещения с темп-рой воздуха и радиац. темп-рой, а также подвижностью и влажностью воздуха. Степень соблюдения расчетных условий определяется коэффициентом обеспеченности, к-рый учитывают при выборе расчетного наружного климата для зимы, лета и всего года. Расчетные значения теплофиз. хар-к строит, материалов определяются также заданным коэфф, обеспеченности. Применяется вероятностно-де- терминиров. оценка обеспеченности расчетных условий, к-рая включает параметры климата, теплофиз. хар-ки материалов, конструкций и устройств кондиционирования микроклимата. Тепломассообменные процессы в здании и его устройствах взаимосвязаны, поэтому С.т. рассматривает их как единую энергетич. и ' аэродинамич. систему.
В нашей стране исследования в области С.т. проводятся в НИИ строит, физики, МПИИТЭП, ЦНИИпромз- даний, КиевЗНИЭП, ЛенЗНИЭП, ЦНИИЭП жилища, Ин-т тепломассообмена АН Беларуси, МИСИ, МАрхИ, ЛТИХП, ВНИИГС, ЛМСИ, ВИТКУ, Ассоциации инженеров; в США — в технич. ун-тах Беркли, Иллинойском, Станфордском; в Дании — в технич. ин-те Копенгагена; в Венгрии — в Будапештском технич. ин-те; в Германии — в ин-те строит, физики об-ва им. Фраунгофера, в Берлинском, Штуттгартском, Мюнхенском, Эссенском и др.; во Вьетнаме — в Ханойском инж.-сроит, ин-те, а также в научно-технич. обществах — международной ассоциации по мостам и конструкциям IABSE, европейском REHVA, американском ASHRAE, скандинавском SCANYAS, Международном союзе строителей CIB, Пассивной и низкоэнер- гегич. архитектуры PLEA, По качеству воздуха в помещении и микроклимату INDOOR AIR и др.
СТРУЙНЫЙ НАСОС — насос, в к- ром жидкость (газ) перемещается, увлекаемая потоком (струей) жидкой или газообразной среды. В зависимости от вида струи различают жидкоструйные (напр., водоструйные), газо- и пароструйные насосы. С.н. для нагнетания газа или жидкости в резервуары иногда наз. инжекторами, для отсасывания — эжекторами, для транспортировки нек-рых гидросмесей — гидроэлеваторами. С.н. не имеют движущихся частей и просты в изготовлении, обладают
Схема инжектора
1 — рукоятка пускового клапана; 2, 3, 5 — паровой, смесительный и нагнетательный конусы; 4^6 и 8— вестовой, обратный и пусковой игольчатый клапаны; 7—корпус инжектора
хорошими кавитац. качествами. Их кпд до 40%. Широко применяют в ,теплоэнергетике, в газовых горелках и т.д.
СТУПЕНЧАТОЕ ИСПАРЕНИЕ — метод повышения чистоты пара, вырабатываемого барабанным котлом путем искусств, распределения солей и иных примесей в котловой воде. С.и. основано на создании повыш. концентрации
Схема ступенчатого испарения котла
а — виутрибарабанного; б—трехступенчатого с выносным циклоном; 1 — чистый отсек (1-я ступень испарения); 2—пар; 3 — переток котловой воды; 4 — солевой отсек (2-я ступень испарения); 5 —■ циклон (3-я ступень испарения); б, 7 — продувная и питательная вода
примесей в той части котла, откуда ведется его продувка, и пониж. — в той части, где вырабатывается осн. кол-во пара и откуда он уходит в пароперегреватель. Водяной объем котла при С.и. разделяют перегородками на неск. отсеков. Питательную воду непрерывно подают в отсек 1-й ступени; благодаря разности уровней между смежными отсеками котловая вода 1-й ступени перетекает через отверстия в перегородке в отсеки 2-й ступени, являясв для них питат. водой, и т.д. Солесодержание котловой воды увеличивается в каждой последующей ступени испарения; непрерывную продувку котла ведут на последней ступени. Обычно применяют двух- или трехступенчатое испарение, при этом солевые отсеки выполняют иногда в виде выносных циклонов. Длит, эксплуатация котлов, оборудов. устройствами С.и., показала значит, повышение качества пара.
СУХИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ — устройства, в к-рых улавливание частиц пыли в сухом виде из газового (воздушного) потока основано на использовании гравитац. эффекта, эффекта инерции осаждения частиц пыли при резком изменении направления скорости транспортирующего их газа (воздуха) или центробежного эффекта при вращении газового (воздушного)' потока. К С.м.п. относятся пылео- садительные камеры, пылеуловители инерционные, циклоны, пылеуловители вихревые с дополнит, подводом газа и пылеуловители (ротационные). С.м.п. в системах очистки являются первой ступенью улавливания пыли (для удаления пыли из очищаемых газов) или наиболее крупнодисперсных частиц пыли либо единств, ступенью очистки, если улавливаемая пыль достаточно крупная или не требуется особо высокой эффективности очистки воздуха. ■
СЦЕПКА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ — объединение двух и более радиаторов в системе водяного отопления парными трубами DyS 32 мм, соединяющими верние и нижние отверстия в торцевых секциях приборов. Длина С.о.п. между двумя радиаторами должна быть не более 1,5 м. При сцепке двух радиаторов применяется одностороннее, неск. — разностороннее присоединение теплопроводов к крайним приборам. С.о.п. производится в пределах одного помещения или в случае, коща присоединяемый радиатор предназначается для нере- 1улируемого отопления второстеп. помещения (напр., коридора) без прокладки стояка. Сцепка радиаторов применяется в ветвях горизонт, однотрубной системы водяного отопления.
Червячная подвесная стационарная таль1 — подвесной крюк; 2 — корпус; 3,4 — колеса червячное и тяговое; 5 — тяговая цепь; б — подвижной цепной блок с обоймой; 7 — грузовой крюкЧервячная подвесная стационарная таль1 — подвесной крюк; 2 — корпус; 3,4 — колеса червячное и тяговое; 5 — тяговая цепь; б — подвижной цепной блок с обоймой; 7 — грузовой крюкТоль электрическая .Толь электрическая .Таль с кошкой, оборудованной механизмом передвижения1 — гоночное колесо; 2 — бесконечная (кольцевая) цепьТаль с кошкой, оборудованной механизмом передвижения1 — гоночное колесо; 2 — бесконечная (кольцевая) цепь
Червячная подвесная стационарная таль
1 — подвесной крюк; 2 — корпус; 3,4 — колеса червячное и тяговое; 5 — тяговая цепь; б — подвижной цепной блок с обоймой; 7 — грузовой крюк
Червячная подвесная стационарная таль
1 — подвесной крюк; 2 — корпус; 3,4 — колеса червячное и тяговое; 5 — тяговая цепь; б — подвижной цепной блок с обоймой; 7 — грузовой крюк
Толь электрическая .
Толь электрическая .
Таль с кошкой, оборудованной механизмом передвижения
1 — гоночное колесо; 2 — бесконечная (кольцевая) цепь
Таль с кошкой, оборудованной механизмом передвижения
1 — гоночное колесо; 2 — бесконечная (кольцевая) цепь
ТАЛЬ (от голл. talie) — подвесное грузоподъемное устройство, предназнач. для вергйк. и горизонт. перемещения хрузов, са- моепростое и наиболее распространенное на водопроводных и канализац. сооружениях. Используется как самостоят. подъемнотранспортный механизм или входит в комплект крана мостового. Червячную подвесную стационарную Т. с ручным приводом выпускаютхрузоподъемностью!; 3,2;5и8т. Подъем груза вручную осуществляется при движении бесконечной (кольцевой) тяговой цепи, к-рая приводит во вращение тяговое колесо, находящееся на одной оси с червячным валом, передающим вращение червячному колесу и звездочке. Последняя придает движение калибров, цепи, поднимающей (опускающей) цепной блок с обоймой и хру- зовой крюк с грузом. Тормоз находится на оси червяка и действует автоматически от
егоосевогоусилия, пропорционального массе груза. Длина цепи обеспечивает подъем груза на высоту 3 м; по особому заказу Т. комплектуют цепью, позволяющей подаем хруза до 12 м. Масса Т. в зависимости от грузоподъемности составляет 32; 75; 145 и
270 кг. При комплектовании подвесной Т. кошкой (тележкой) появляется возможность горизонт, перемещения Т. грузоподъемностью 0,25—1 т вдоль подвижного пути, монорельсом к-рого служит двутавровая балка (двутавр №16; 18 и 20) при радиусе
закругления пути до 1,5 м. Кошка с ручным приводом имеет четыре колеса и движется путем толкания груза вручную. Для уменьшения усилия, необходимого для передвижения кошки, ее ходовые колеса монтируются на подшипниках, а их ободы
механизмы подъема и передвижения; 5—крюковая подвеска; 4 — грузовой канат; 5,6 — тормоза дисковый грузоупорный и колодочный электромагнитный; 7, 8 — тележки двухканатные холостая и приводная; 9 — траверса, с которой шарнирно соединен механизм подъема; 10 — кнопочная станция (блок управления) ■
Класс крупности .| Обозначение| Размеры кусков, ммПлитныйП100-200 (300)КрупныйК50-100ОрехО25-50МелкийМ13-25СемечкоС6-13ШтыбIII0-6Рядовойр0-200 (300)Класс крупности .| Обозначение| Размеры кусков, ммПлитныйП100-200 (300)КрупныйК50-100ОрехО25-50МелкийМ13-25СемечкоС6-13ШтыбIII0-6Рядовойр0-200 (300)Классификация твердого топливаКлассификация твердого топлива
Класс крупности .
| Обозначение
| Размеры кусков, мм
Плитный
П
100-200 (300)
Крупный
К
50-100
Орех
О
25-50
Мелкий
М
13-25
Семечко
С
6-13
Штыб
III
0-6
Рядовой
р
0-200 (300)
Класс крупности .
| Обозначение
| Размеры кусков, мм
Плитный
П
100-200 (300)
Крупный
К
50-100
Орех
О
25-50
Мелкий
М
13-25
Семечко
С
6-13
Штыб
III
0-6
Рядовой
р
0-200 (300)
Классификация твердого топлива
Классификация твердого топлива
имеютсферич. профиль. Т. скошкой,оборудованной шестеренчатым механизмом передвижения, грузоподъемностью 1 —3,2 т обеспечивает равномерное перемещение грузд по горизонтали. Передвижение ее по монорельсу осуществляется с помощью гоночного колеса, приводимого во вращение бесконечнойцепьювручнуюусилиями 1 —3 рабочих в зависимости от массы груза. Т. электрич. применяют в водопроводных и ка- нализац. вооружениях для выполнения тех- нолошч. операций, перегрузки реагентов, монтажа и ремонта оборудования в сооружениях большой длины или при значит, высоте подъема груза, а также в качестве грузоподъемного механизма в электрич. кранах. Они имеют электрич. привод механизмов подъема груза и передвижения тележки по монорельсу — двутавровой балке (кроме Т. ТЭ 025-31100-31 грузоподъемностью 0,25 т, оборудов. двумя неприводными двухкатковыми тележками для ручного передвижения). Их грузоподъемность составляет 1; 2 и 3,2 т. Механизм подъема включает в себя канатный барабан с редуктором, электродвигателем, тормозными устройствами, ограничителем подъема и др. Управление механизмами про-изводится с пола подвесным кнопочным переключателем. Электроэнергия для питания Т. подводится по гибкому навесному кабелю, подвешиваемому на стальном канате вдоль монорельса или с помощью троллей.
ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО — ископаемое топливо, по степени углефикации исходного органич. материала подразделяемое на торф, угли ископаемые, горючие сланцы. Угли ископаемые классифицируют по типам: бурые, каменные, антрациты. Каменные угли разделяют по маркам: газовые, длиннопламенные, жирные, коксовые и тощие. Марки угля различают по выходу летучих в-в и характеру летучего остатка. Т.т. — термически нестойкое разлагающееся при нагреве в-во, в результате чего происходит деструкция термически нестойких ложных углеводородсодержап^их соединений с выделением горючих (водорода, углеводородов, оксида углерода) и негорючих (углек-ты и водяных паров) летучих в-в. По мере увеличения степени уг- лефикацииТ.т. выходлетучих в-вуменьша- ется. Их выход, % общей массы, составляет: для сланцев — 80—90, торфа — 70, бурых углей—40—60, каменных углей—35—45, тощих углей — 11—13, антрацитов—2—9. После выхода из Т.т. летучих в-в остается высокопористый твердый остаток, содержащий углеродный продукт деструкции угля и зольную его часть, наз. коксовым остатком. Минер, негорючие компоненты в Т.т. образуются либо за счет минер, в-в исходного органич. материала, либо вследствие попадания их в массу топлива извне на стадиях углеобразования или добычи угля. О содержании минер, примесей в Т.т. судят
по его зольности, к-рая в зависимости от его месторождения меняется в широких пределах. Несгоревшая часть Т.т. образует очаговые остатки, к-рые в общем случае включают золу и шлак топливный. Их гл. составляющими являются глинозем, кремнезем, сульфиды, сульфаты, карбонаты. Поведение очаговых остатков при высоких темп-рах (размягчение, плавление, текучесть образовавшегося расплава) относится к числу важнейших теплотехнич. хар-к Т.т., к-рые влияют на конструкцию котла, его надежность, условия эксплуатации и, как следствие, на себестоимость вырабатываемой теплоты. Компоненты очаговых остат-
■ ков, как правило, тугоплавкие.
Коен. физ.свойствамТ.т. относят плотность, сыпучесть, транулометрич. состав, размолоспособность. Т.т. — неоднородная высокопористая система, плотность к-рой является усредн. величиной. Различают действие., кажущуюся (объемную) и насыпную плотносгиТ.т. Термином "действит. плотность" /?д обозначают усредн. значение плотности твердых составных частей топлива рд - g/Pr, где g — масса образца топлива; Ут — истинный без пор объем
образца. Кажущаяся (объемная) плотность рк — усредн. по объёму плотность массы Т.т., включая поры. Чем больше объем пор в единице массы Т.т., тем его кажущаяся плотность меньше. Насыпная рн — усредн. по объему плотность слоя Т.т., образованного множеством кусков или частиц , произвольных размеров и включающего в себя промежутки между ними; на значение рн влияет плотность укладки частиц в слое. Гранулометрии, состав Т.т. характеризует распределение частиц в массе топлива по их крупности. Т.т. классифицируют по предельным наименьшим размерам частиц или кусков в их массе, разделяя их на классы.
Допускается образование совмещ. классов Т.т., напр. ПК, ОМ, ОССШ, СШ и др., в к-рых верхние и нижние пределы крупности соответственно смещаются. Как правило, обозначения класса крупности Т.т. совмещают с обозначением его марки, напр. БЗР — бурый уголь с влажностью менее 30 %, рядовой; АШ—антрацит, штыб и т.п. Гранулометрия, состав Т.т. определяют путем рассева его на неск. стандартных ситах с последующим расчетом массовых долей Т.т., оставшегося на каждом сите.
Стоимость Т.т. зависит от его энер- гетич. ценности, характеризуемой .теплотой сгорания, от затрат на добычу, от содержания в нем минер, присадок и влаги, принятых за расчетные при определении цены.
Угли ископаемые — твердые горючие полезные ископаемые осадочного происхождения, один из осн. видов энер- гетич. сырья. Осп. направления их пром, использования: произ-во электро- и теп- лоэнергии, получение при хим. переработке разнообразных продуктов, использование в качестве керамич. и огнеупорного сырья, строит, материалов, средств очистки пром, сточных вод. Для оценки качества углей в нашей стране разработана их пром, бассейновая классификация на основе высшей теплоты сгорания во влажном беззольном состоянии и выхода летучих в-в на сухое беззольное состояние. Разработана также единая метрологич. классификация, основ, на выходе летучих в-в и петрографич. составе угля. Ведущий показатель при использовании ископаемых углей в энергетич. целях — низшая теплота сгорания в пересчете на рабочее
топливо (7нр, МДж/кг, изменяется в пределах: 8,4—20,9 — для бурых, 17,2—28,9 — для каменных, 23,9—26,8 — для антрацитов. Массовый выход летучих в-в из ископаемых углей последоват. снижается с повышением степени углефикации: 45— 8% у каменных углей и 9—2% у антрацитов. Их предельная зольность при слоевом сжигании не должна превышать 20—37%, пылевидном — 45%.
Древесный уголь — твердый, пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при нагревании древесины без доступа (или при незначит. доступе) воздуха в печах и ретортах. В зависимости от вида древесины из 1 м3 получают 140— 180 кг древесного угля, 280—400 кг жидких продуктов и около 80 кг горючих газов. Теплота сгорания древесного угля 30—35 МДж/кг. Плотность березового угля 380 кг/м3, менее плотные угли дают сосна (300 кг/м3) и ель (260 кг/м3). Большая пористость обусловливает высокие адсорбц. свойства древесного угля. Он обладает способностью при обычной темп- ре соединяться с кислородом воздуха, чем объясняются случаи его самовозгорания.
'При выгрузке из печей влажность древесного угля составляет 2—4%, при хранении повышается до 7—15%. Его зольность не более 3%, содержание летучих в-в — не более 20%. Древесный уголь широко применяют как топливо в быту, произ-ве активного угля и для др. целей. Горючие сланцы имеют пром, значение как топливо и энергохимич, сырье.
ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ — отходы жизнедеятельности человека, текущего ремонта квартир, местных отопит, устройств и т.п., а также разл. мусор из зданий обществ, назначения. В нашей стране Т.б.о. ежегодно образуется около 30 млн т. Т.б.о. характеризуются фракц. и морфология, составом, физ-механич. и аэродинамич. свойствами. Фракц. состав представляет собой процентное содержание в массе Т.б.о. компонентов, проходящих через ячейки сита разного размера, и характеризует крупность частиц Т.б.о. По морфологич. признаку Т.б.о. подразделяют на: бумагу и картон, пищевые отходы, дерево, металл, текстиль, кости, стекло, кожу и резину, полимерные материалы, неклассифицируемые части и отсев (размером > 15 мм). Физ.-механич. свойства Т.б.о. определяются их средней плотностью, среднегодовое значение к-рой для разных городов составляет 0,19— 0,23 т/м3; сдвиговыми и компресс, хар- ками. Аэродинамич. хар-ками Т.б.о., определяющими процессы их пневмотранспортировки и пневмосепарирования, являются критич. скорость, скорости трогания и витания. Большинство сооружаемых зданий оборудуют мусоропроводами, мусороприемными клапанами и спец, камерами, ще Т.б.о. накапливаются и затем транспортируются обслуживающим персоналом к месту их загрузки в мусоровозный транспорт. Эти работы в осн. выполняются вручную. В сборе иудалении Т.б.о. участвуют более 200 тыс. мусоросборщиков, занятых тяжелым ручным трудом, опаснымвсан. отношении. Для сбора и удаления Т.б.о. применяютсистемы "сменяемых" контейнеров (контейнерных мусоровозов) и "несменяемых" сборников (кузовных мусоровозов) . Совершенствование существующей технологии сбора и вывозаТ.б. о .происходит в осн. путем внедрения более легких и удобных емкостей и двухэтапного способа вывоза его с применением мусороперегрузочных станций. Новая технология сан. очистки городов "с использованием пневматического транспортаТ.б.о.иозволяетполностъюме- ханизировать и автоматизировать их сбор в жилыхмикрорайонах, при этом исключается контакт отходов с окружающей средой и персоналом.
ТЕЛЕКОНТРОЛЬ И ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕМ — централизов. контроль и управление процессами теплоснабжения на расстоянии с
применением средств телемеханики. Используют в системах диспетчерского управления теплоснабжением, в автоматизированных системах диспетчерского управления (АСДУ) и автоматизированных системах управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения. Телеконтроль выполняет функции: телеизмерения —- передача значений величин, характеризующих режим работы контролируемых установок и сооружений; телесигнализации — передача сигналов о состоянии контролируемых объектов и их оборудования как при норм, эксплуатации, так и при аварийных ситуациях. Функции телеуправления — передача командных импульсов, воздействующих на исполнит, механизмы управляемых установок и агрегатов. Первичный сбор телеизмерит. информации на объектах выполняется датчиками измерения и нормирующими преобразователями, к-рые преобразуют сингалы на выходе датчика в унифициров. выходной электрич. сигнал для последующего ввода • в аппаратуру телемеханики и передачи на диспетчерский пункт. Датчиками телесигнализации являются контакты конечных выключателей задвижек, блок- контакты магнитных пускателей электродвигателей насосов, контакты датчиков давления, темп-p и др. подобных приборов. Телеуправление осуществляется подключением исполнит, цепей аппаратуры телемеханики к цепям управления местного оборудования (магнитным пускателям, реле управления, задатчикам автоматич. регуляторов).
Составы (объемы) информации для телеизмерения, телесигнализации и телеуправления приведены ниже по каждому из осн. сооружений системы теплоснабжения..
Для теплоподготовит. установки ТЭЦ и р-ной котельной. Телеизмерение — давления, темп-ры и расхода теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах на выходе; расхода подпиточной воды; содержания кислорода и солей жесткости в подпиточной и сетевой воде; уровня жидкости в баках-аккумуляторах; расходов топлива (газа) и электроэнергии; расхода отпущ. тепловой энергии по магистралям. Теле-сигнализация — об увеличении расхода подпиточной вода сверх предела; аварийном отключении котла; положении головных задвижек; аварийно-предуп- редит.: о предельных значениях давления воды в обратном трубопроводе каждой магистрали, расхода подпиточной воды, темп-ры воды на входе в каждый котел.
Для насосных станций на сетях. Телеуправление — включением и отключением сетевых насосов, головными задвижками, задатчиками регуляторов давления. Телеизмерение —
давления воды до и после насосной, расходов сетевой воды и электроэнергии, темп-ры воды в подающем и обратном трубопроводах, тока электродвигателей насосов. Телесигнализация — о состоянии сетевых насосов, задвижек насосов и задвижек на входе и выходе насосной; аварийно-предупредит.: об отключении сетевого насоса, о предельных значениях давлений воды, срабатывании клапана рассечки и охранной сигнализации, превышении темп-ры подшипников насосов, неисправности в электроцепях автоматики.
Для групповых (центральных) тепловых пунктов. Телеуправление — включением и отключением смесит, и др. насосов, головными задвижками, задатчиками регуляторов темп-ры и давлений. Телеизмерение — давления воды в обратном трубопроводе, темп-ры воды в системе отопления и горячего водоснабжения, расхода сетевой воды. Телесигнализация — о состоянии насосов и задвижек на входе; аварийно-предуп- редит.: об отключении насосов и включении резервных, автоматич, включении резервного электропитания, предельных значениях давлений в обратном трубопроводе и водопроводе, темп-ры воды на горячее водоснабжение, неисправности автоматич. регуляторов, срабатывании охранной сигнализации.
ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ — техника управления оборудованием систем газоснабжения и контроль за его состоянием на расстоянии передачей сигналов по общей линии связи, к-рая соединяет органы управления, располож. на диспетчерском пункте, с устройствами, находящимися на контрольных пунктах. Структурно телемеха нич. система включает в себя полукомплекты пункта управления и контрольного пункта и устройства связи полукомплектов между собой. В качестве последних обычно используют каналы телеф. сети. Контрольные пункты являются местами сосредоточения объектов телеуправления, телеизмерения и телесигнализации. В отличие от телеуправления передача телесигнализации и телеизмерений имеет обратное направление (с контрольного пункта на пункт управления). Функции телемеханич. устройств: телеизмерение — передача значений контролируемых величин; телесигнализация — передача данных о состоянии и отклонениях режимов работы оборудования; дистанц. изменение режимов работы оборудования. Осн. критерий оценки телемеханич. системы — эффективность, характеризуемая кол-вом переданных в ней сообщений. Макс, эффективность наз. пропускной способностью. * Надежность телемеханич.
системы включает в себя помехоустойчивость и помехозащищенность. Осн. источник информации и объект управления — контрольный пункт, к-рым оборудуют сетевые и объектовые газорегуляторные, пункты. (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ). На контрольном пункте осуществляют телеизмерения след, параметров: давления газа на входе и выходе; расхода и темп-ры газа; телесигнализацию — предельных давлений на входе и выходе; предельной загазованности воздуха; засоренности фильтров; срабатывания предохранит, клапанов; телеуправление — запорными устройствами; перенастройкой регуляторов давления газа; двухсторонним телевызовом. .
ТЕМПЕРАТУРА МОКРОГО ТЕРМОМЕТРА — темп-pa воздуха при полном насыщении era водяным паром при пост, энтальпии.
ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ — темп-pa перехода твердого кристаллич. тела в жидкое состояние. Т.п. при нормальном атм. давлении (101325,2 Па, или 760 мм рт.ст.) наз. также точкой плавления.
ТЕМПЕРАТУРА ПОМЕЩЕНИЯ — осредненная темп-pa окружающих поверхностей и внутр, воздуха. Осреднение производится по признаку эквивалентности конвективно-лучистого теплообмена человека в помещении. Значение темп-ры помещения в каждом конкретном случае зависит от его назначения, соотношения нагретых, охлажденных и нейтральных поверхностей, интенсивности физической работы, одежды человека и т.п. Рекомендуемые темп-ры помещения в разд, периоды года в зависимости от интенсивности работы приведены ниже.
Период годаТемпература помещения, °C, при работе.покой (П) | легкой (Л) | умеренной (У)| тяжелой (Т)Период годаТемпература помещения, °C, при работе.покой (П) | легкой (Л) | умеренной (У)| тяжелой (Т)ЗимаЛетоЗимаЛето21-2328-2621-2328-2619-2126-2419-2126-2417-1921-2217-1921-2214-1722-2014-1722-20ТЕМПЕРАТУРА СБРОСНОЙ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ВОДЫ — показатель для отраб. геотерм, теплоносителя перед его сбросом в водоем или обратной закачкой в водоносный пласт, характеризующий эффективность геотермального теплоснабжения. Эффективность последнего возрастает при снижении сбросной темп-ры за счет полезного использования теплоты геотермальной воды. В то же время в системе с обратной закачкой геотермальной воды этот показатель существен-
Период года
Температура помещения, °C, при работе.
покой (П) | легкой (Л) | умеренной (У)
| тяжелой (Т)
Период года
Температура помещения, °C, при работе.
покой (П) | легкой (Л) | умеренной (У)
| тяжелой (Т)
Зима
Лето
Зима
Лето
21-23
28-26
21-23
28-26
19-21
26-24
19-21
26-24
17-19
21-22
17-19
21-22
14-17
22-20
14-17
22-20
но влияет на продолжит, эксплуатации термоводозабора, к-рая обусловлена скоростью отбора теплоты горных пород.
ТЕМПЕРАТУРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ — темп-pa среды, предназн. для передачи теплоты с целью обогревания зданий и сооружений. В системах отопления с теплоносителями водой и воздухом различается расчетная и текущая. Расчетная темп-ра выбирается т.о., чтобы темп-ра поверхности оборудования в системе отопления не превышала допустимую по сан.- гигиенич. требованиям. За расчетную темп-ру в системах водяного отопления принимается высшая (предельно допустимая) темп-ра теплоносителя в зависимости от назначения помещений при расчетной темп-ре наружного воздуха для проектирования отопления. Расчетная темп-ра в системах водяного отопления может изменяться от 85 в лечебных учреждениях до 150°С (в производств, помещениях без выделений пыли и аэрозолей). Расчетная темп-ра в системах воздушного отопления определяется в зависимости от расчетных тепловой нагрузки и расхода воздуха, причем последний принимается по условиям совмещения воздушного отопления с приточной системой вентиляции. Наивысшей (предельно допустимой) темп-рой воздуха считается 60°С (исключение для воздушно-тепловых завес: у наружных дверей — 50, у наружных ворот и проемов — 70°С). Текущая темп-ра воды и воздуха при действии систем отопления ниже расчетной и устанавливается по графику качеств. регулирования системы отопления в зависимости от фактич. темп-ры наружного воздуха вокруг здания, чтобы сохранялся тепловой баланс воздуха помещения при заданной темп-ре внутр, воздуха. За расчетную темп-ру в системах парового отопления принимается наивы-
сшая (предельно допустимая) темп-ра теплоносителя в зависимости от назначения зданий, но на более низком уровне по сравнению с теплоносителем водой. Наивысшая темп-ра пара водяного для отопления разл. производств, зданий составляет 130°С (при теплоносителе воде 150°С) или 110°С (при теплоносителе воде 130°). Регулирование Т.т.с.о. предусматривается в тепловом пункте здания. Начальная расчетная и текущая темп-ры изменяются по длине теплопроводов. Из
менение темп-ры определяется в результате теплового расчета системы отопления.
ТЕОРИЯ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ — раздел строительной теплофизики, в к-ром рассматривают вопросы периодич. колебаний темп-p и тепловых потоков в ограждении и помещении. Основоположники Т.т. — О.Е. Власов, Л.А. Семенов, С.И. Муромов и А.М. Шкловер. В трудах последнего Т.т. получила наиболее полный вид. В основе подходов А.М. Шкловера к разл. аспектам теплового режима ограждений и помещений при периодич. тепловых воздействиях лежит решение дифференц. ур- ния теплопроводности для гармонических тепловых (температурных) волн. При рассмотрении теплоустойчивости сначала решается задача для однослойной однородной стенки, когда тепловая и температурная волны направлены от среды с одной ее стороны к поверхности на др., со стороны к-рой темп-ра среды постоянна. Ось х направлена навстречу темп-рной волне. При этом с возрастанием координаты увеличиваются амплитуды колебаний темп-ры, и решения получаются более простыми. А.М. Шкловер применил ранее использованное С.И. Муромовым в подобной задаче частное решение ур-ния теплопроводности Фурье в гиперболич. функциях комплексного переменного. Темп-ра t в любой точке х описывается комплексным числом:
t-e23№UchxV2^^ +
+ №hx ^n/Tcpl/X ,
где Т — период колебаний; z — текущее время; с — уд. теплоемкость материма; р — плотность материала; X — его теплопроводность; А и В — произвольные пост, интегрирования.
Приведен, выше ур-ние хорошо согласуется с периодич. характером (без начальных условий) самой задачи и решается методом разделения переменных. Выражение в скобках ур-ния является радиусом-вектором темп-ры 6, определяющим для каждой точки х внутри стенки амплитуду и нач. фазу колебаний.
Одним из основополагающих положений Т.т. является понятие коэффициента теплоусвоения поверхности ограждения Ух, впервые введенного в практику расчетов О.Е. Власовым. Для плоскости х койфф. Ух есть отношение колебаний теплового потока к колебаниям темп-ры. С привлечением этого коэфф, выведены ф-лы для затухания и запаздывания темп-рной и тепловой волн в стенке. В результате для любого момента в любом сечении может быть определена темп-ра.
Решение для однослойной стенки
применимо для решения многослойной. А.М. Шкловер предложил в каждом слое многослойной конструкции иметь свои координаты, т.е. каждый стык между слоями считать началом отсчета координаты для след. слоя. В результате задача распалась на ряд однослойных задач. Условия равенства темп-p и тепловых потоков на стыках слоев заменяют их отношениями, т.е. коэфф, теплоусво- ения. Коэфф, теплоусвоения наружной поверхности (т - 1)-го слоя приравнивают к коэфф, теплоусвоения внутр, поверхности m-го слоя. Т.о., число ур-ний граничных условий сократились в 2 раза, что упростило решение, а ф-лы этих решений для последующих слоев получили рекуррентный вид.
Инж. (упрощен.) решения ур-ния теплопроводности связаны, во-первых, с принятой формой записи гармонически изменяющихся темп-рных или тепловых волн в виде косинусоиды, когда в качестве’ нач. фазы принимают время макс, этой величины. Во-вторых, для получения инженерных решений векторные величины (коэфф, теплоусвоения, затухания и др.) описывают их модулями и аргументами. В таком виде операции умножения и деления векторов с гармониками довольно просты. В-третьих, инж. решения связаны с заменой величины th jRmSm V7 , входящей в расчетные ф-лы (где Лт — термин, сопротивление слоя, а Sm — коэффициент теплоусвоения материала) , приближ. значением.
Полученные для гармонич. воздействий решения применены к задачам негармонич. периодич. тепловых воздействий, часто встречающихся на практике. Негармонич. периодич. изменение темп-ры представляют в виде ряда Фурье и к каждой гармонике ряда применяют решение для гармонич. воздействия, затем получ. результаты складывают, при этом реализуется принцип суперпозиции. Описанным способом получено решение задачи теплового режима ограждения при теплообмене со средой, в к-рую поступает прерывистая теплоподача (прерывистое тепловыделение).
Т.т. ограждений позволила решить задачу теплоустойчивости помещения. Колебания тепловых потоков, приникающих в него, считаются источником тепловых волн, направленных изнутри. Влияние теплоустойчивости помещения приводит к сглаживанию колебаний темп- ры воздуха и на внутр, поверхности ограждений. Хар-ками теплоустойчивости помещения являются показатель теплоусвоения и показатель теплопоглощения помещения. Для отыскания колебаний темп-ры воздуха и внутр, поверхностей ограждений определяют теплопоступ- ления при пост, внутр, темп-ре, к-рые затем учитывают во взаимодействии с тепло
аккумулирующей способностью помещения. Такой порядок расчета позволяет определять изменения темп-ры в виде суммы отд. составляющих, формирующихся под воздействием разл. источников поступления теплоты, что облегчает анализ вклада каждого источника в нагрузку на системы кондиционирования микроклимата. Подход к задаче о тепловом режиме помещения осуществлен с разной степенью детализации: на основе общего теплового баланса помещения; с раздельным учетом лучистой и конвективной природы тепловыделений; с рассмотрением взаимного облучения всех внутр, поверхностей помещения.
Т.т. широко применяют в проектной практике при выборе толщины теплоизо- ляц. слоя наружных ограждений в южных р-нах, при определении расчетной нагрузки на системы вентиляции и кондиционирования воздуха, при расчете теплового режима помещения для прерывистых режимов отопления и вентиляции.
ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ СТЕНА, с т е й а Тромба — остекл. южная стена дома с пассивной системой солнечного отопления, изготовл. из материала с высокой теплоемкостью и окраш. в темный цвет. Т.е. предназначена для улавливания и аккумулирования солнечного излучения, используемого для нагревания воздуха* внутри отапливаемого здания. Как правило, Т.е. изготовляется из бетона, камня или кирпича, иногда ее заменяют емкостями с водой. Циркуляция воздуха в пространстве между остеклением и лучепоглощающей поверхностью Т.е. естественная, при этом воздух из каждого помещения выходит через отверстие в нижней части Т.е., а нагретый воздух возвращается в него через отверстия в верхней части Т.е.
ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ — разновидность полифункцион. ограждения здания, выполняющего кроме осн. назначения функцию аккумулятора теплоты. От обычных ограждений отличается новыш. объемной теплоемкостью одного из слоев, предназнач. для накопления теплоты, а также устройствами (или расположением слоев ограждения), обеспечивающими условия для интенсивного подвода теплоты к теплоаккумулирующему слою от какого- либо источника и последующей передачи ее в помещение (последний признак не обязателен). Наиболее известна теплоаккумулирующая стена (стена Тромба).
ТЕПЛОВАЯ (ТЕМПЕРАТУРНАЯ) ВОЛНА— распространение колебаний теплового потока в пространстве. Источник Т. (т.) в. — среда, темп-ра к-рой
периодически изменяется во времени. В твердом теле, соприкасающемся с такой средой, распределение темп-ры аналогично распределению смещения колеблющихся точек при распространении волнового процесса в упругой среде. Самая простая периодич. функция — гармоническая, т.е. изменяющаяся по закону синуса или косинуса. Всякие др. периодич. тепловые воздействия могут быть приведены к сумме гармонических. Поэтому все осн. решения воздействия Т. (т.) в. на ограждение и помещение получены для гармоники. Гармонич. колебания, наир, темп-ры (темп-рную волну), записывают в виде
t - /itcos [2л /T(z - co) |,(1)
где At — амплитуда колебаний темп-ры; T — период колебаний; я — текущее время; с» — время макс, темп-ры.
Если представить, что вектор с модулем At и нач. фазой (2л /T)z0, начиная с момента сет 0, равномерно вращается вокруг нач. координат против часовой стрелки, делая один оборот за время 7', то проекция этого вектора на ось t будет выражаться ур-нием (1). Рассмотренный вектор наз. радиусом-вектором 9 гармоники. В математич. литературе для его записи пользуются формой показат. функции комплексного переменного
О = AtA271^2^'1.
Вектор на плоскости также может быть выражен комплексным числом
9 - а + bi - Acos (2л /Т) zo + + Asin (2л jT)zoi.
Если известны а и Ь, то амплитуда
A- Va2 А- У ; нач. фаза (2л/Т)хою -■arctg (6 / а).
Замена гармоники радиусом-вектором или комплексным числом упрощает математич. действия гармоническими функциями. При распространении Т.(т.) в. в плоской стенке длина ее Л , т.е. рассто яние между точками, находящимися в одинаковой фазе (отличающимися по фазе на 2л ), зависит от тешюфиз. хар-к материала стенки и периода колебаний Т: А - 2 VnTXTcp , где А , с, р — коэфф, теплопроводности, уд. теплоемкость, плотность материала. Распределение темп-ры по глубине стенки происходит по закону косинуса с постен, затуханием и запаздыванием. Т.(т.) в.
В расчетах теплового режима помещения и ограждения колебания «темп-ры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации рассматриваются как воздействия Т. (т.) в. (или их сумм). Колебания темп-ры помещения в результате
изменяющихся теплопоступлений и периодич. работы систем отопления и вентиляции также являются Т.(т.) в., направленными изнутри помещения.
ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ВОЗДУХОВОДА — слой теплоизоляц. материала на внешн. поверхности воздуховода и секциях кондиционера, необходимый для предотвращения бесполезных потерь теплоты или холода, поддержания заданных параметров воздуха на входе в помещение из воздуховода и устранения выпадения конденсата на его стенках (внутри или снаружи). Обязательна Т.и.в., проходящих вне здания или через неотапливаемые помещения, подполья, чердаки. Необходимость Т.и.в. в остальных случаях определяют технико-эко- номич. расчетом.
ТЕПЛОВАЯ ИНЕРЦИЯ ОГРАЖДЕНИЯ — способность ограждения сопротивляться изменению темп-рного поля при перем, тепловых воздействиях. Инерц. свойства ограждения в распрост-
Затуханис температурных колебаний в массивном слое
ранении темп-рного поля оцениваются величиной, обратной коэфф, температуропроводности, Ma-ср И , с/м2, где Л и р — теплопроводность и плотность материала. В периодич. процессах теплоинерционные свойства характеризуются показателем D-Rs, где R — термин, сопротивление, (м^Ю/Вт (см. Теплофизические характеристики материалов'). Показатель D пропорционален числу темп-рных волн п, укладываемых в ограждении, D - 8,9п. В пределах каждой 1/8,9 части тепловой волны (D - - 1) колебания затухают (по амплитудам) примерно в 2 раза (v - 2) и запаздывают
на 7/8,9 ч, где Т — период колебаний, ч. В этом смысле D является показателем "полузатухания" колебаний. Толщина слоя, м, полузатухания А - 2 Is существенно зависит от периода Т. При прочих равных условиях для годовых колебаний она примерно в 19 раз больше, чем для суточных. Если суточные колебания практически затухают на полуметровой толщине, то годовые проникают значительно глубже. Для многослойных ограждений величина D определяется суммой показателей отд. слоев и с достаточной точностью характеризует не только теплоинерц. свойства ограждения, но и его реакцию на периодичность протекающих процессов.
ТЕПЛОВАЯ ИНЕРЦИЯ ПОМЕЩЕНИЯ — способность помещения сопротивляться изменению темп-ры при перем, тепловых воздействиях. При установившихся периодич. воздействиях его теплоинерц. свойства оценивают показателями теплоустойчивости помещения. В случае произвольных тепловых воздействий переходной процесс остывания помещения подобен процессу охлаждения любого тела. В начале его темп-pa воздуха резко снижается, достигая через непро- должит. время уровня осредненной темп- ры поверхностей (см. Иррегулярный режим). Затем темп-pa воздуха и всех ограждений одновременно начинает понижаться. Скорость изменения логарифма избыточной темп-ры (темп охлаждения) остается практически неизменной и не зависит от координат, времени и нач. распределения темп-ры (см. Регулярный режим). Значения темпа охлаждения т колеблются в широком диапазоне — от 0,01 1 /с для кирпичных зданий до 0,06 1 /с для дерев.
При известном темпе охлаждения изменение относит, избыточной темп-ры помещения в - (^ - /и) / (?п - tR) во времени z после прекращения или уменьшения теплоподачи определяют по графику (см. Переходные процессы теплопередачи), где критериальный комплекс BiFo - mz; tn — темп-pa наружного воздуха, °C; tn — темп-pa помещений, °C, равная средне- радиац. темп-ре внутр, поверхностей ограждений в начале процесса охлаждения. При частичном изменении теплоподачи конечной темп-рой переходного процесса . является темп-pa нового стационарного режима при измененной теплоподаче.
ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — макс, кол-во теплоты, на к-рое рассчитана система отопления для передачи в здание или сооружение в единицу времени при темп-ре наружного воздуха, принятой для про
ектирования отопления в данной местности. Единица измерения — Вт (кВт). Расчетная Т.м.с.о. выявляется при составлении теплового баланса воздуха помещения. Она зависит прежде всего от тепл- опотерь помещения через ограждающие конструкции. Т.м.с.о. в течение отопительного сезона используется частично в зависимости от изменения дефицита теплоты (с учетом теплопоступлений в помещения) при текущем значении темп-ры наружного воздуха.
ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА — кол-во теплоты, к-рое необходимо передать в единицу времени отопительному прибору, отопит, установке или теплопроводу для отопления обслуживаемых ими помещений. Т.н. определяется дефицитом теплоты, полученным в результате составления теплового баланса воздуха помещения при темп-ре внутр, и наружного воздуха, расчетной для проектирования отопления зданий в данной местности. Т.н. прибора или установки принятого типа используется для выбора их размера (площади нагревательной поверхности), а также для вычисления расхода теплоносителя в системе отопления.
Т.н. теплопровода (.магистрали, стояка, ветви системы отопления) устанавливается как сумма Т.н. отопит, приборов и установок, причем Т.н. подающего теплопровода выражает запас теплоты в теплоносителе, а Т.н. обратного теплопровода — затраты теплоты теплоносителя для отопления обслуживаемых помещений.
ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ОСАДКОВ — способ улучшения водоотдающих свойств органич. осадков сточных вод путем их нагрева до темп-ры 180—200°С и выдерживания при этой темп-ре в течение 0,5—2 ч. В результате такой обработки разрушается коллоидная структура осадка и часть органич. в-ва, прежде всего белковые соединения, переходит в жидкость и газ. Метод Т.о.о. впервые был разработан в Англии в 40-х гг. и по имени его автора назван "методом Портеуса". В 80-х гг. в мире насчитывалось примерно 50 установок по Т.о.о. Распад органич. в-ва составляет до 20% для сброженных осадков и до 60% для активного ила. Осадок после тепловой обработки имеет низкое удельное сопротивление фильтрации осадков, хорошо уплотняется, полностью обеззаражен. При механич. обезвоживании такого осадка не требуется предварит, реагентная обработка. Жидкая фаза осадка, отделяемая при 'последующем уплотнении и механич. обезвоживании (иловая вода)., содержит большое кол-во раствор, органич. соединений, имеет темно-серую окраску и сильный специфич. запах. БПК иловой воды в зависимости от концентрации и со-
РКРКПринципиальная схема тепловой сетии — высшего уровня; 6 — схема районного теплового пункта с насосным присоединением распределительных сетей; в — то же, с присоединением тепловых сетей через водо-водяные подогреватели;1 —- закольцованные тепломагистрапи высшего уровня; 2 —- перемычка, резервирующая тепловую сеть; Л — крупные тепловые узлы (районные тепловые пункты); 4 — перемычки, резервирующие источники теплоты; 5 — тепловые пункты потребителей; 6 — распределительные сетиПринципиальная схема тепловой сетии — высшего уровня; 6 — схема районного теплового пункта с насосным присоединением распределительных сетей; в — то же, с присоединением тепловых сетей через водо-водяные подогреватели;1 —- закольцованные тепломагистрапи высшего уровня; 2 —- перемычка, резервирующая тепловую сеть; Л — крупные тепловые узлы (районные тепловые пункты); 4 — перемычки, резервирующие источники теплоты; 5 — тепловые пункты потребителей; 6 — распределительные сети
РК
РК
Принципиальная схема тепловой сети
и — высшего уровня; 6 — схема районного теплового пункта с насосным присоединением распределительных сетей; в — то же, с присоединением тепловых сетей через водо-водяные подогреватели;
1 —- закольцованные тепломагистрапи высшего уровня; 2 —- перемычка, резервирующая тепловую сеть; Л — крупные тепловые узлы (районные тепловые пункты); 4 — перемычки, резервирующие источники теплоты; 5 — тепловые пункты потребителей; 6 — распределительные сети
Принципиальная схема тепловой сети
и — высшего уровня; 6 — схема районного теплового пункта с насосным присоединением распределительных сетей; в — то же, с присоединением тепловых сетей через водо-водяные подогреватели;
1 —- закольцованные тепломагистрапи высшего уровня; 2 —- перемычка, резервирующая тепловую сеть; Л — крупные тепловые узлы (районные тепловые пункты); 4 — перемычки, резервирующие источники теплоты; 5 — тепловые пункты потребителей; 6 — распределительные сети
става исходного осадка может составлять от 3 до 20 г Ог/л, ХПК — до 30 г Ог/л. При гидролизе белковых в-в в воду в процессе тепловой обработки переходит значит, часть азотистых соединений.
Технолошч. процесс Т.о.о. состоит из ряда последоват. операций: измельчение частиц в исходном осадке, нагревание, выдержка нагретого осадка в реакторах, охлаждение нагретого осадка с рекуперацией теплоты на предварит, нагрев исходного осадка, уплотнение и механич. обезвоживание. Для нагрева осадка до темп-ры 180—200°С необходимо в системе создать давление 2—2,5 МПа. Нагрев осадка и его охлаждение с рекуперацией теплоты производят в теплообменном оборудовании. Насосное оборудование и реакторы для выдержки осадка должны быть рассчитаны на высокое давление. Технология, линия по Т.о.о. требует применения автоматич, контроля и регулирования процесса. Технология теплового кондиционирования связана с достаточно высокими затратами энергии, к- рые можно существенно сократить при рациональном процессе рекуперации теплоты и локальной очистке иловой воды. В случае подачи последней в систему биологич. очистки в связи с ее высокой загрязненностью на 20—30% возрастает нагрузка на аэротенки и ухудшается качество очищенной воды. Поэтому иловую воду
Схема установки с трубчатыми теплообменниками '
— резервуар — накопитель осадка; 2 — измельчитель; j — насос; 4 — промежуточный резервуар; 5 — высоконапорный насос; 6 — трубчатый теплообменник; 7 — паровой инжектор; 8 — редукц. клапан; 9 — колонный реактор; 10 — промывной бак; 11 — котельная; 12 — вентилятор; 13 — охладитель; 14 — выгружное устройство; 15 — радиальный уплотнитель; 16—центрифуга; 17 — вакуум-фильтр; 18— вытяжная вентиляция; 19 — фильтр-пресс; 20 — конвейер обезвож. осадка; 21 — приемный бункер
часто очищают на локальных установках с использованием методов анаэробного сбраживания в сочетании с последующей аэробной обработкой, упариванием и захоронением или сжиганием осадков, росле Т.о.о. можно применять любые аппараты механич. обезвоживания осадка, однако наиболее предпочтительны камерные фильтр-прессы. Наиболее распространены установки, в к-рых в качестве теплоносителя применяют термостойкие масла.
ТЕПЛОВАЯ СЕТЬ — система трубопроводов, по к-рой транспортируют и распределяют между потребителями теплоноситель. Т.е. — осн. звено системы теплоснабжения, в значит, степени определяющее надежность, качество й экономичность подачи теплоты потребителям. Под Т.е. понимают трубопроводы с оборудованием и сооружения на сетях — насосные, дроссельные станции, тепловые пункты. Т.е. больших централизованных систем теплоснабжения представляют самостоят. систему, имеющую два иерархия, уровня: магистр, сети и распределит. — квартальные и микрорайон- ные. Магистр, сети соединяют источники теплоты с р-ными тепловыми пунктами и являются осн. теплопроводами. Они имеют большие диаметры (500—1400 мм) и представляют собой гор. инж. соОру-
жения, охватывающие всю территорию города. Их сооружают в виде единой за- кольцов. системы, обеспечивающей надежное и удовлетворяющее спрос на теплоту транспортирование теплоносителя. Разделение Т.е. на два иерархии, уровня облегчает ее эксплуатацию и служит основой для создания автоматизиров. системы управления, к-рая повышает надежность
и качество теплоснабжения. Верхний иерархия. уровень выполняется с резервными связями, объединяющими ис гочники теплоты, и образует единую управляемую систему, обеспечивающую требуемые эксплуатац., гидравлич. и тепловые режимы, совместную работу источников теплоты, взаимное резервирование их и тепломагистралей. Соблюдение необходимых режимов позволяет точно распределять теплоноситель по тепловым пунктам, экономить топливо при использовании теплоты и совместной работе ее источников. Автоматизация и телемеханизация магистралей и р-ных тепловых пунктов позволяет управлять потоками теплоносителя при аварийных отказах элементов Т.е., обеспечивая подачу теплоты всем неотключенным потребителям.
Оперативное управление Т.е. осуществляется с помощью запорных органов (обычно задвижек, разделяющих Т.е. на участки), манипулируя к-рыми отключают и включают отд. участки Т.е., насосно- перекачивающие и дроссельные станции. Для повышения надежности подачи теплоносителя в р-ные тепловые пункты последние присоединяют ответвлениями с двух сторон секционирующей задвижки. Задвижки диаметром 400—500 мм и более делают с электроприводом. Расстояние между задвижками — 1—2 км. Управление Т.е. основывается на контроле за режимами, состоянием элементов, возникающими утечками теплоносителя. В р-ных тепловых пунктах устанавливается защита от гидравлических ударов — сбросное устройство.
Разводящие Т.е. кварталов и микрорайонов (нижний иерархич. уровень) создают как локальные, нерезервиров. в виде разветвл. тупиковых систем, часто с автономными режимами, получающими теп-
доноситель из тепловых пунктов. Их диаметры невелики, обычно до 400 мм, поэтому связ. с ремонтами перерывы теплоснабжения потребителей считаются допустимыми. Автоматизация тепловых пунктов позволяет оперативное управление, способствующее экономии в расходовании теплоты на отопление зданий.
Распределит. Т.с. присоединяют к магистр, непосредственно с помощью смесит, или смесит.-циркуляц. насосов или через водоподогреватели. В последнем случае гидравлич. режимы магистральных и распределит. Т.с. разобщаются, что делает систему более надежной, гибкой и маневренной. В Т.с. верхнего иерархия, уровня теплоноситель может подаваться из разл. источников с разл. темп-рами, превышающими темп-ру воды в магистралях. Наличие неск. источников питания сокращает необходимый резерв пропускной способности кольцевой сети.
В системах теплоснабжения с насосами в тепловых пунктах отсутствует гидравлич. изоляция магистр. Т.с. от распределительных. Это усложняет управление эксплуатац. и аварийными гидравлич. режимами. Однако и в этом случае возможно поддерживать самосто- ят. циркуляц. и темп-рный режимы в распределит. сетях, отличные от режимов в магистралях. Принцип, схема Т.с. большой системы теплоснабжения имеет два иерархии, уровня. Верхний уровень представлен кольцевой магистр. Т.с. с ответвлениями к р-ным тепловым пунктам (на схеме показан один пункт), присоединяемым ординарным способом. В таком случае при отказе участка магистрали, к к- рому осуществлено присоединение, потребители лишаются теплоснабжения. От р-ного теплового пункта идут локальные распределит. Т.с., к к-рым присоединены потребители. Они составляют нижний иерархии, уровень. К магистр. Т.с. пот’ ребителей не подключают, Теплоноситель поступает в магистр. Т.с. от двух ТЭЦ и р- ной котельной. На схеме показаны два варианта присоединения распределит. Т.с. к р-ным тепловым пунктам. Резервирование Т.с. осуществлено путем соединения перемычками подающих, а также обратных магистралей. Одни перемычки резервируют Т.с., обеспечивая ее функционирование при отказах участков теплопроводов или оборудования, др. — источники теплоты, обеспечивая переток теплоносителя из зоны теплоснабжения одного источника в зону др. Тепло- магистрали вместе с перемычками образуют единую кольцевую сеть. Диаметры теплопроводов Т.с., включая перемычки, рассчитывают на пропуск необходимых расходов теплоносителя при самых неблагоприятных аварийных ситуациях. В норм, режиме теплоноситель движется по всем теплопроводам системы, и понятие
"кольцующая перемычка" теряет смысл. Резервирование будет нагруж. Возможен др. метод с использованием ненагруж. резерва. В этом случае перемычки при норм, режиме перекрыты и не работают. Их включают при отказах элементов тепловой сети.
Осн. элементом тепловых сетей являются теплопроводы, по к-рым движетсятеп- лоноситель — горячая вода, несущая теплоту потребителям. Теплопроводы прокладывают под землей и над землей. Надземная прокладка долговечнее из-за уменьшения наружной коррозии. При ней легче контролировать состояние трубопровода и проводить ремонты. Однако применение наружной прокладки в городах ограничено из архитектурных соображений. Осн. вид прокладки — подземная. Теплопроводы прокладывают в спец, каналах, выполненных из железобетона, или бесканально непосредственно в фунте.
В процессе эксплуатации теплопроводы заполняются горячей водой, опорожняются от нее, а темп-pa воды изменяется в течение года. В результате темп-ра стенки трубы непрерывно изменяется, и для восприятия темп-рных удлинений ■ трубопроводы оборудуют компенсато- , рами. Участок трубопровода закрепляют по концам в неподвижных опорах, а между ними устанавливают компенсатор. С помощью неподвижных опор трубопроводы закрепляют вблизи теплообменных аппаратов, насосов и др. оборудования, чтобы снять нагрузки от темп-рных деформаций. Неподвижные опоры располагают в камерах и непосредственно в каналах. Трубопроводы в каналах укладывают на подвижные опоры. Для возможности экс- ■ плуатац. наблюдений за состоянием оборудования тепловых сетей и их ремонта сооружают спец, подземные камеры. В них размещают задвижки, компенсаторы, спускные и воздушные краны. При больших диаметрах теплопроводов (500 мм и выше) для создания благоприятных условий обслуживания теплопроводов, задвижек с электроприводом над камерами устраивают надземные сооружения в виде павильонов. Тепловые пункты и насосные подстанции Т.с. размещают в спец, зданиях.
Ввиду многообразия возможных решений по схемам, способам трассировки тепловых сетей и их прокладки проектирование ведется вариантно. Для разработанных конкурентоспособных вариантов проводят технико-экономич. расчеты, и для стр-ва принимается наиболее экономичный вариант. Технико-экономич. расчетом определяют диаметры труб, тепловую изоляцию, напор насосов. Учитывают затраты на сооружение теплопроводов, -потери теплоты в окружающую среду и. расходы энергии на перекачку теплоносителя. Оптим. варианту соот
ветствует минимум приведенных расходов.
См. также Непроходные каналы тепловых сетей. Продольный профиль тепловой сети.
ТЕПЛОВАЯ ТРУБА — теплопередающее устройство, представляющее собой герметически замкнутое вакуумир. пространство в виде трубы или плоского канала, частично заполн. легкокипящей жидкостью (аммиак, этиловый спирт, фреоны ц т.п.). Поэтому Т.т. можно рассматривать как разновидность регенеративных теплообменных аппаратов с промежуточным теплоносителем. Один конец трубы размещается в среде, отдающей теплоту, др. — в среде, ее воспринимающей. На конце трубы, распо- лож. в теплоотдающей среде, жидкость испаряется (поглощает теплоту), а затем ее пары конденсируются на др. конце, отдавая теплоту воспринимающей среде. Конденсат из конденсаторной зоны может возвращаться в испарит, самотеком под действием гравитац. или капиллярных сил. В первом случае Т.т. наз. двухфазными гравитац. термосифонами, во втором — фитильными, т.к. внутри каждой трубы размещают фитиль — капиллярное пористое тело или продольные канавки для возникновения капиллярных сил. Трубы с фитилями могут работать, преодолевая силу тяжести, однако сложны в изготовлении.
Т.т. встраивают в кондиционеры, приточно-вытяжные агрегаты, воздуховоды, светильники или выполняют в виде лопаток рабочего колеса приточно-вытяжного вентилятора радиального двухстороннего всасывания. Распространены теп- лообменники-теплоутилизаторы для нагревания приточного воздуха за счет теплоты вытяжного. В этом случае трубы, собранные в пучок, имеют снаружи пластинчатое или спирально-навивное (накатное) оребрение. Область применения теплоутилизаторов на базе Т.т. аналогична области применения воздухо-воздушных рекуперативных и регенеративных теплоутилизаторов. .
ТЕПЛОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — свойство всех обогреват. установок или приборов пропорционально изменять теплоотдачу при изменении темп-ры и расхода теплоносителя в системе отопления в течение отопительного сезона. При этом имеется ■ в виду, что структура системы не нарушается (не отключаются ее части, не изменяются площади отопительных приборов и т.д.). Наибольшую Т.у. имеют системы водяного отопления с естеств. циркуляцией (гравитационное отопление),. затем в порядке убывания вертик., горизонт. однотрубные системы водяного отоп-
ления и бифилярные (двухпоточные) системы отопления, двухтрубные системы отопления с нижней разводкой. Наименьшей Т.у. обладают насосные двухтрубные системы с верхней разводкой. В циркуляц. кольцах этих систем в результате изменения разл. по величине естеств. циркуляц. давления нарушается расчетный гидравлич. режим отопит, приборов: нагретая вода, подаваемая циркуляц. насосом в стояки, перераспределяется между отопит, приборами — в холодный период значительно увеличивается расход воды в отопит, приборах верхней части стояков при сокращении расхода в нижних, в теплый период возрастает расход воды в нижних отопит, приборах за счет верхних. Т.о., возникает вертик. гидравлич. и, как следствие, тепловое разрегулирование системы отопления — нарушение ее тепловой устойчивости.
ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ — показатель, Вт/(м3- °C), определяемый уд. потерями теплоты единицей объема здания при расчетной
Зависимость тепловой характеристики здания от его размеров и теплозащиты ограждений
разности темп-р, равной 1°С. Уд. тепловая хар-ка q, Вт/ (м -С), зависит от обьемно- планировочного и конструктивного решений здания. Реперная точка соответствует значениям q = 0,415 Вт/(м3-°С) — для здания шириной 5 - 11 м, высотой Н - - 30 м и объемом' V •* 20-103 м3, d - 25% (процент остекления фасадов), Хок” “ 3,5 Вт/(м2°C) (коэфф, теплопередачи окон), Ro - 0,86 (м- О/Вт (сопротивление теплопередаче стен). Каждая кривая соответствует зависимости q от одного параметра (дополнит, шкалы по оси абцисс) при неизменных прочих условиях. Вторая шкала на оси ординат показывает эту зависимость в процентах.
Кривая V одновременно описывает зависимость q от относит, сопротивления теплопередаче' стен (отнесенного к сопротивлению, требуемому по сан. нормам). Из графика видно, что наибольшее влияние на q оказывает изменение остек- ленности d и ширины В здания. При увеличении теплоизоляции стен Д тепловая хар-ка уменьшается незначительно, в то время как при ее снижении q начинает быстро возрастать. Дополнит, теплозащита оконных проемов (шкала Хок) заметно уменьшает q. Значения q для гражданских зданий в зависимости от объема V приведены ниже:
V.l&^M3до 5101515
q,Bt!(m .С)..... 0,56—0,41 0,52—0,32 0,49-0,31 0,46—0,21
Привед. данные не учитывают всех составляющих теплового баланса зданий (инфильтрац. теплопотерь, внутр, тепловыделений и др.). Их можно использовать только для прикидочных расчетов отопит, нагрузки микрорайонов, источников теплоснабжения и теплотехнич. оценки проектируемых зданий. Более точными являются уд. тепловые хар-ки отопления жилых и обществ, зданий (на 1 м2 общей площади), получ. для нового стр-ва и учитывающие все балансовые составляющие.
ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДУХА — определ. сочетание таких тепловых и влажностных хар-к, как темп-pa, уд. энтальпия и уд. влагосодержание влажного воздуха. Т.с.в. характеризуют положением точки на диаграмме I—d влажного воздуха.
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ — электромагнитное излучение поверхности нагретого тела в инфракрасной области спектра. По отношению к инфракрасному излучению различают абсолютно черные и серые тела. Поверхность первого полностью поглощает падающий лучистый поток, а второго — частично отражает. Спектральная интенсивность излучения поверхности 1п, Вт/ (м^мкм), абсолютно черного тела в зависимости от длины волны А, мкм, и темп-ры поверхности Т, К, подчиняется закону Планка. Смещение макс, излучения в сторону более коротких волн при повышении темп-ры устанавливается законом Вина: X тахТ " 2990. Для поверхностей помещения со сравнительно узким диапазоном темп-p (от 0 до 150°С) не- значит. смещением максимумов можно пренебречь и принимать спектр, состав излучения одинаковым для всех поверхностей (квазимонохроматич. излучение) с осредненной длиной волны А а 10 мкм. Интегральное (суммарное) излучение, Ео, Вт/м2, поверхности по всем направлениям
пространства определяется законом Стефана — Больцмана: Ео - Co(7V100)4, где Со — коэфф, излучения абсолютно черного тела, равный 5,77 Вт/(м2 к4). Направл. интегральное излучение (под углом к поверхности) подчиняется закону Лом- берта (закон косинуса).
Для поверхности реального (серого) тела падающий лучистый поток А’пад
Структура лучистых потоков на поверхности серого тела ■
частично отражается Е(1Гр. Собственное интегральное излучение &об, Вт/м2, серого тела всегда меньше, чем абсолютно черного тела: Есоб ” е Е», где к “ CJCo < 1 — относит, коэфф, излучения поверхности серого тела (степень черноты). В соответствии с законом Кирхгофа для моно- хроматич. излучения относит, коэфф, излучения е и поглощения Р поверхностью непрозрачного тела равны между собой (Дпог “ АДпаЩ Догр ” (1 -Р)Дпад- ь
Общий лучистый поток, покидающий поверхность, паз. ее эффективным излучением Е^, а условная темп-ра, определяющая эквивалентное излучение поверхностью абсолютно черного тела, — эффективной темп-рой поверхности Т^.
Количеств, соотношения лучистых потоков на поверхности серого тела определяются ее радиац. свойствами. Эти свойства зависят не только от материала, состояния поверхности и ее темп-ры, но и от характера падающего излучения и его направления к поверхности. С увеличением темп-ры источника падающего излучения поглощат. способность поверхности, как правило, снижается, а отражат. возрастает. Значения коэфф, е и Р для разл. видов радиац. воздействия приведены в литературе. Для осн. материалов в области монохроматич. длинноволнового излучения (в помещении) относит, коэфф, излучения и поглощения близки к 1 (превышают 0,85), что позволяет пренебречь отраж. потоком и оценивать эффективное излучение поверхности только по величине собств. интегрального излучения: Д3ф “ Есоб.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЯ — сумма всех поступлений и потерь теплоты в воздухе помещения. Описывается ур-нием теплового баланса осн. объема воздуха: X a k,i(Ti -fa) Ej + <2в ” 0, где первое слагаемое характеризует интенсивность конвективного
теплообмена с поверхностями площадью F; и осредненной темп-рой т;; второе — кол-во теплоты, непосредственно передаваемое воздуху помещения или отбираемое от него вследствие вентиляции, воздушного отопления или кондиционирования воздуха. При этом коэфф. конвективного теплообмена а ц и темп-pa внутр, воздуха принимаются неизменными по поверхности в объеме помещения.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА — соотношение, связывающее приход и расход теплоты; является выражением закона сохранения энергии для него. Для работающего котлоагрегата тепловой баланс составляют на основании результатов его теплового испытания с целью получения исходных данных для анализа эффективности его работы и определения кпд; при тепловом расчете Т.б.к. составляют, используя нормативные данные, с целью определения расчетного часового расхода топлива для проектируемой котельной установки. Т.б.к. выражается равенством между введенной и израсходов. теплотой, отнесенной к 1 кг (для твердого или жидкого) или 1 м3 (газообразного) топлива: 0^ " 01+ + SQhot, где0^ — введенная теплота; Qi и 2 0пот — полезно использов. теплота и сумма тепловых потерь. Левая часть ур- ния Т.б.к. 0£ в общем случае может содержать 0g ” Qp + 0ф.т + 0ф.в + 0пар + (0зкз - - 0знд), где 0р — низшая теплота сгорания топлива, осн. источник энергии для произ-ва пара или горячей воды; 0ф.т — физич. теплота топлива; 0ф.в — то же, воздуха, учитываемая при его подогреве; 0пар — теплота, вводимая в топочный объем с паром при паровом распыле мазута или при вводе пара под колосниковую решетку для улучшения процесса горения при слоевом сжигании антрацита; 0зкз — теплота экзотермич. реакций нек- рых технология, процессов, к-рая может быть использована для получения пара; 0энд — затрата теплоты на возможные эн- дотермич. реакции (напр., на разложение карбонатов при сжигании сланцев). '
Расходная часть теплового баланса 0рас ”01 + 2 0пот, здесь 2 0пот - 02 + 03 + + 04 + 05 + 06 + 0ОХЛ + 0акк ,ГДв 02—06 — потери теплоты соответственно: с уходящими газами, с хим. и механич. неполнотой сгорания топлива, от наружного охлаждения внешн. ограждений котла и с физич. теплотой шлаков; 0Охл — потери теплоты на охлаждение балок, панелей, не включ. в циркуляц. систему котла; 0акк — расход (знак "+") или приход (знак "-") теплоты, связ. с неустановившимся режимом работы котла.
При установившемся тепловом
режиме работы котла можно записать, принимая располагаемую теплоту за 100%, 100 - 91 + 92 + 93 + 94 + 95 + 96 + Чохл, где 91= (01/0^/00, 92 = (02/0^700 и т.д.
Кол-во полезно используемой теплоты Qi для произ-ва водяного пара расходуется на подогрев воды 0под, ее испарение 0исп, перегрев пара в пароперегревателе 0пар, а также на нагрев в котле теплоносителя, отдаваемого затем потребителю (напр., подогрев воды тепловой сети в теплофикац. экономайзере котла) 0от.п: 01 — 0под + 0исп + 0пар + 0от.п.
Из суммы 20пот при произ-ве пара или горячей воды в котле наибольшими тепловыми потерями являются потери с уходящими газами 92, составляющие 5—10% располагаемой теплоты. С понижением темп-рыуходящихгазовна 12—15% потери теплотыуменьшаютсяна 1 %; 92уменьщает- ся также пропор-ционально уменьшению коэфф, избытка воздуха. Пути снижения потерь 92 состоят в уменьшении коэфф, избытка воздуха в топке и уходящих газах путем совершенствования процесса горения, ликвидации присосов воздуха по газовоздушному тракту котла, снижении темп-ры уходящих газов путем развития площади хвостовых поверхностей нагрева (экономайзеров и воздухоподогревателей), полезно утили-зирующих теплоту уходящих газов. Потери теплоты от хим. неполноты сгорания 93 возникают при появлении в продуктах сгорания горючих газообразных компонентов (Hz, СО, СН4, Ст, Нп и др.) вследствие неполноты сгорания топлива в пределах топочного объема котла. Причинами появления хим. неполноты сгорания могут быть: плохое смесеобразование; общий недостаток воздуха; низкая темп-pa в топочном объеме котла. При проектировании котлоагрегатов значением 93 задаются в пределах 0,5— 1,5 %, руководствуясь нормами теплового расчета. При работе на расчетных режимах при правильной эксплуатации котла и хорошо спроектиров. топке 93 практически могут быть равны нулю. Потери теплоты от механич. неполноты сгорания 94 при эксплуатации и тепловых испытаниях котлоагрегата определяют по содержанию горючих в-в в шлаке топливном и золе. При этом 94 - 94пр+ +94шл+94у“, где94пр, 94шл, 94ун — соответственно потери теплоты в провале, шлаке и уносе. В камерных топках 94 в осн. определяется значением q4yH и находится в пределах 0—0,5%. При сжигании углей с большим выходом летучих в-в 94 не превышает 0,5—1,5%. При сжигании твердых топливе жидким шлакоудалением 94снижа- ется вследствие лучших условий выгорания частиц в пределах топочного объема. Потери теплоты от наружного охлаждения 95 наблюдаются в связи стем, что темп-pa наружной поверхности котла всегда выше темп-ры
окружающей его среды. Величина 95 уменьшается с увеличением мощности котла. Потери теплоты с физич. теплотой шлака 96 при камерном сжигании топлива с твердым шлакоудалением учитывают при сжигании высокозольных топлив. При слоевом сжигании топлив, а также камерном с жидким шлакоудалением 96 равна 1 —2 % и выше.
Кпд, %, котла (брутто) наз. отношение полезно используемой теплоты к располагаемой 9®? = (01/0р Д 00-91 или 9к? - 100 - (92 + 93 + 94 + 95 + 96 + 9охл).
При определении эффективности использования топлива при выработке тепловой энергии учитывают расход энергии (тепловой и электрической) на собств. нужды, (привод насосов, тягодутьевых устройств и др.) 9сн, отнес, к 0g. В связи с этим введено понятие кпд котла (нетто) г/ка “ 91 ~ 9сн = 9ка - 9сн-
Кпд 9^ и 7/к.у котельной установки, включающей несколько котлов, определяют по ф-ле 9^ “ Qk.^!0g В^, где 0к.у и В^ — суммарная теплопроиз- сть и расход топлива котельной установки.
ТЕПЛОВОЙ НАСОС — тер- модинамич. установка, в к-рой благодаря затрате механич. энергии в компрессоре теплота передается от низкотемп- рного источника теплоты к теплопот-
Схсма теплового насоса термоэлектрического типа “воздух-воздух" для воздушного отопления помещения
1 — полупроводники; 2 — тепловая изоляция; 3,4 — оребрение горячих и холодных спаев; 5, б — вентиляторы подачи внутреннего и наружного воздуха
ребителю при более высокой темп-ре. Кроме теплоты, перенесенной от источника, теплопотребитель получает теплоту, эквивалентную затрач. механич. энергии. Изобретен в 1852 г. У.Томсоном (лорд Кельвин, 1824— 1907). Наибольшее распространение имеют парокомпрес., реже используются абсорбц. Т.н. Первые состоят из
испарителя, компрессора, конденсатора и дроссельного вентиля. В испарителе поддерживаются низкие, а в конденсаторе —- более высокие темп-pa и давление рабочего тела (холодильного агента'). Рабочим телом в Т.н. служат такие холодильные агенты, как хладон (фреон), аммиак, углекислый газ и т.п. Испаритель использует теплоту низкотемп- рного источника теплоты систем теплоснабжения за счет теплоты нагревающегося в конденсаторе теплоносителя (воды или воздуха), Рабочее тело в конденсаторе превращается в жидкость, затем в дроссельном вентиле давление его понижается, и оно частично испаряется. Эффективность работы Т.н. характеризуется величиной отопит, коэфф., равного отношению кол-ва теплоты, отводимой из конденсатора и используемой для нагревания теплоносителя, к работе, затрачиваемой в компрессоре на сжатие паров рабочего тела; обычно он составляет 2,5—5. В системах отопления применение Т.н. целесообразно при значениях отопит, коэфф, не ниже 3. Один и тот же Т.н. может использоваться и для отопления зданий, и для охлаждения их летом. Может быть нескольких типов ("воздух—воздух", "воздух—вода" и т.п.). Т.н. типа "воздух—воздух" отводит теплоту от наружного воздуха и передает ее воздуху внутри отапливаемого помещения. Обычно тепловая мощность Т.н. этого типа не превышает 100 кВт. В Т.н. "воздух—вода" мощностью 10 кВт и более отвод теплоты из конденсатора осуществляется водой, к-рая может использоваться в системе отопления или горячего водоснабжения. В Т.н. типа "вода—воздух" мощностью до 175 кВт источником теплоты служит вода из скважин, открытых бассейнов (рек, озер и т.п.).
Передача теплоты от низкотемп-рно- го источника„(напр., наружного воздуха в холодное время года) к теплоносителю (воздуху или воде) в системе отопления может осуществляться также термоэ- лектрич. Т.н. — бескомпрессорной тер- модинамич. установкой. Теплота при таком электротеплонасосном отоплении поглощается или выделяется в местах контактов (спаев) двух разных проводников при прохождении через них электрич. тока (Пельтье эффект). На схеме изображена для примера полупроводниковая термоэлектрич. батарея "воздух—воздух" с двумя изолиров. один от др. каналами, предназн. для циркуляции охлаждаемого наружного и нагреваемого внутр, воздуха. В каналах находятся спаи полупроводниковых элементов (напр., висмут- теллур) . Теплота выделяется на спаях (горячие спаи) . при протекании пост, электрич. тока от положит, полупроводников к отрицат. '
ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ — комплекс оборудования, автоматич, регуляторов и контролвно-измерит. приборов, обеспечивающий подачу теплоносителя потребителям с требуемыми параметрами. Т.п. — конечные сооружения на тепловых сетях, располагаются перед потребителями теплоты в отд. стоящих спец, зданиях или в отведенных помещениях зданий—потребителей теплоты. В Т.п. осуществляется дополнит, регулирование . параметров (темп-ры, давления, расхода) теплоносителя. В закрытых системах теплоснабжения в теплообменных аппаратах Т.п. водопроводную воду подогревают для горячего водоснабжения. В таких случаях целесообразно на Т.п. осуществлять водоподготовку для уменьшения кислородной коррозии труб. У открытых систем теплоснабжения вместо теплообменных аппаратов на Т.п. устанавливают смесит, устройства, в к-рых смешивается горячая и охлажд. вода, отбираемая из подающего и обратного теплопроводов; требуемая пропорция смешения обеспечивается регуляторомтемп-ры (см. Тепловой пункт открытой системы теплоснабжения) .
В Т.п. теплоноситель распределяется между потребителями, к-рыми являются отопительные приборы систем отопления, калориферы вентиляции и систем кондиционирования ' воздуха, теплообменники горячего водоснабжения. Подготовка теплоносителя для каждого из них имеет разл. степень централизации. Если в Т.п. зданий подготавливается теплоноситель только для систем отопления и вентиляции, то такие Т.п. наз. абонентскими вводами. Для подготовки горячей воды необходимы теплообменники и насосы для закрытых систем, что существенно осложняет оборудование Т.п. Поэтому Т.п. выполняют централизованно для группы зданий. Такие Т.п. наз. центральными тепловыми пунктами. Если горячая вода подготавливается только для одного здания, теплообменники горячего водоснабжения размещают вместе с оборудованием для отопления и вентиляции в индивидуальных тепловых пунктах. Поскольку оснащение центр, и индивид. Т.п. автоматикой и др. средствами управления требует значит, затрат, целесообразно эти функции сосредоточить в более крупных Т.п. Отсюда — двухступенчатая система тепловых пунктов с разделением функций между ними. Могут быть разл. схемы построения. Часто оборудование, связ. с управлением, располагают в первой ступени Т.п. — р-ных или крупных' центральных. В Т.п. первой ступени устанавливают подмешивающие насосы для поддержания стабильного гидравлич. режима в квартальных сетях при аварийных ситуациях на магистр, теплопроводах. ..
Р-ные Т.п. часто наз. групповыми. Их
проектируют тепловой мощностью в 30— 50 МВт. Приготовление в них воды для горячего водоснабжения нецелесообразно, т.к. при этом надо развивать 4-трубную тепловую сеть в микрор-нах, что экономически невыгодно и неприемлемо с градостроит. позиций. Поэтому им передают функции управления и стабилизации гидравлич. режима в микрор-нах при норм. эксплуатац. условиях и аварийных ситуациях. Эти функции могут быть переданы центр. Т.п., имеющим обычнотепловуюмощностыгебо- лее 10 МВт, что потребует увеличения единиц оборудования для автоматизации и управления. По мере увеличения его выпуска 2-ступенчатая схема, состоящая из центр. Т.п. и абонентских вводов, будет конкурентоспособна системе с р-ными Т.п.
Теплообменные аппараты горячего водоснабжения размещают во второй ступени Т.п. ближе к обслуживаемым зданиям: в центр. Т.п. при системе "р-ные — центр. Т.п." или в индивид. Т.п. при системе "центр. —- индивид. Т.п." В последнем случае циркуляр, насосы должны быть бесшумными. Это относится и к насосам систем отопления. Разделение функций между двумя иерархиями Т.п. создает более гибкую систему управления и эксплуатации, что оправдывается экономически. В абонентских вводах и индив. Т.п. располагаются узлы присоединения систем отопления и калориферов систем вентиляции. В узле системы отопления снижают темп-ру поступающего из тепловой сети теплоносителя до величины, допустимой в этих системах, и создают необходимый напор для циркуляции. В большинстве случаев используют элеватор, где требуемая темп-pa воды обеспечивается необходимой пропорцией смешения. Если необходимого перепада давлений между подающей и обратной линиями нет, вместо элеватора применяют подмешивающий насос. Оба узла присоединения характеризуются тем, что, теплоноситель из тепловых сетей поступает в системы отопления, т.е. эти системы оказываются гидравлически связанными, их гидравлич. режимы — взаимозависимы. Такие присоединения получили назв. зависимых. Возможен др. способ присоединения систем отопления к тепловым сетям — через поверхностные теплообменные аппараты. При нем циркуляцию теплоносителя в системе отопления обеспечивает насос. Это присоединение наз. независимым.
Калориферы вентиляционных систем присоединяют к тепловым сетям до узла присоединения системы отопления без снижения темп-ры теплоносителя. На калориферах устанавливают регуляторы темп-ры, к-рые обеспечивают требуемый режим.
К параметрам теплоносителя, подготавливаемого в Т.п. второй ступени, и
режимам его подачи потребителям предъявляются разл. требования. Для отопления зданий подача теплоты должна соответствовать темп-ре наружного воздуха, т.е. чем она ниже, тем больше теплоты необходимо для поддержания пост, темп-ры воздуха внутри помещений. В течение суток подача теплоты сохраняется пост. Изменение теплопотерь через наружные ограждения зданий в связи с изменением на протяжений дня темп-ры наружного воздуха компенсируются теплоаккумулирующей способностью строит, конструкций. Расход теплоты на горячее водоснабжение не связан с темп-рой наружного воздуха (по крайней мере в течение отопительного сезона, считая, что темп- ра холодной воды изменяется мало). Но в течение суток потребление горячей воды неравномерно. Макс, приходится на вечерний пик, миним. — на ночь. Макс, потребление теплоты превышает среднее в 2—2,5 раза. Такое различие в спросе на теплоту и теплоноситель создает на Т.п. трудности регулирования подачи теплоты, требует решения проблемы выравнивания суточного графика потребления горячей воды, чего можно достичь за счет установки баков-аккумуляторов. При раздельном регулировании подачи теплоты на отопление зданий и горячее водоснабжение за расчетный расход теплоносителя принимают макс. На него должны рассчитываться и теплопроводы. При раздельном регулировании регулятор расхода устанавливают перед системой отопления. При качеств, регулировании подачи теплоты на отопление зданий расход теплоносителя сохраняется пост., но изменяется его темп-pa. Расчетный расход складывается из расхода на отопление и макс, расхода на горячее водоснабжение. Т.к. пик потребления уменьшается с увеличением числа потребителей, макс, расходы для отд. зданий (в индивид. Т.п.) будут определяться при больших коэфф, неравномерности, чем в центр. Т.п., что обусловливается уплотнением суточного графика потребления горячей воды из-за разновременности пиков потребления. Приемлемый путь снижения расчетных расходов «теплоносителя — связанное регулирование подачи теплоты на отопление и горячее водоснабжение. При нем на входе в Т.п. устанавливают регулятр, к-рый пропускает расчетный расход теплоносителя на отопление и средний расход на горячее водоснабжение. При пиках потребления горячей воды на ее подогрев пойдет больший среднего расход теплоносителя, а в системы отопления будет подаваться теплоты меньше необходимой. Темп-pa воздуха внутри помещений станет снижаться с нек-рым запаздыванием. Ночью потребление горячей воды снижается и недоподача теплоты на отопление компенсируется. При таком регу
лировании используется теплоаккумулирующая способность зданий, и система теплоснабжения рассчитывается на средний или (с учетом изменения коэфф. теплопередачи) неск. больший среднего расход теплоты на горячее водоснабжение. В результате капиталовложения в систему теплоснабжения сокращаются. Учитывая экономич. эффект и практич. точность регулирования темп-ры внутр, воздуха, можно допустить колебания темп-ры в помещении в 1—1,5°С. Есди отношение макс, расхода теплоты на горячее водоснабжение к расчетному расходу ее на отопление меньше 0,6, то колебания темп- ры в отапливаемом помещении допустимые и можно применять связанное регулирование. При большем отношении применяют раздельное регулирование.
Несвязанный принцип регу
лирования подачи теплоты для отопления и горячего водоснабжения осуществляется в паралл. и смеш. схемах присоединения водонагревателей •горячего водоснабжения на Т.п. При паралл. схеме теплоноситель в Т.п. поступает по подающей
Параллельная схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения
I — водонагреватель (теплообменный аппарат); 2 — повысительно-циркуляционный насос; 3 — подающая линия горячей воды; 4 — обратный клапан; 5 — водомер горячей воды; 6 — циркуляционная линия; 7— водомер холодной воды; 8— регулятор температуры; 9 — циркуляционный насос; 10 — регулятор расхода; 11 — подающая линия; 12 — обратная линия; т 1и Г 2—температуры воды в подающей и обратной линиях; т 4 — температура воды после водонагревателя; tx — температура холодной воды
линии с темп-рой ti.' Часть его идет в теплообменник для подогрева водопроводной воды до темп-ры tr, равной 60—65°С, к-рая поддерживается пост, регулятором. Охлажд. вода из теплообменника с темп- рой т 4 поступает в обратную линию, где сливается с обратной водой из системы отопления с темп-рой т2. Т.о., водонагреватель присоединен паралл. системе отопления. Расход теплоносителя в ней поддерживается пост, регулятором расхода, а расход теплоносителя на горячее водоснабжение перем., что зависит от разбора горячей воды. Паралл. схемы применяют при отношении макс, расхода теплоты на
горячее водоснабжение к расчетному расходу на отопление менее 0,2 и более 1,2. В первом случае можно использовать свят занное регулирование, но ввиду малого расхода теплоты на горячее водоснабжение экономия металла на трубы не- значит., а оборудование Т.п. существенно усложняется. Во втором случае нагрузка горячего водоснабжения большая и при смеш. схемах с теплообменника I ступени удается* снять незначит. кол-во. теплоты (т.к. через систему отопления идет малый расход), что не компенсирует проигрыш, вызванный увеличением площади поверхности нагрева теплообменников. .
При смеш. схеме присоединения водонагревателей I ступень их включена после системы отопления последоват. по отношению к ней. В этой осн. отличие дан-
Двухступенчатая смешанная схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения •
1 — водонагреватели горячей воды I и II ступеней; 2 — повысительно-циркуляционный насос; 3 — подающая линия горячей воды; 4 — обратный клапан; 5,7— водомеры горячей и холодной воды; 6 — циркуляционная линия; 8 — циркуляционный насос; 9—регулятор температуры; 10 — регулятор расхода; 11 — подающая линия; 12 — обратная линия; Т 1и Т 2—температуры воды в подающей и обрат-
„ П
нои линиях; T 2 —температура воды после водонагревателя II ступени; tx -— температура холодной воды; т — промежуточная температура
ной схемы. Благодаря дополнит, теплообменнику теплота уже охлажд. воды в отопит, приборах системы отопления утилизируется. В расчетном режиме (точке излома графика темп-ры) темп-pa теплоносителя примерно 42°С, холодной воды 5°С. Поэтому воду, поступающую из системы отопления, можно дополнит, использовать для подогрева воды горячего водоснабжения. Теплообменник II ступени включен параллельно. Отсюда и назв. схемы — смешанная, т.е. теплообменники включены последоват. и параллельно. Теплоноситель из водонагревателя П ступени смешивается с теплоносителем из системы отопления. Благодаря водонагревателю I ступени расчетный расход теплоносителя на Т.п. сокращается на 4—6%, средняя темп-pa воды, возвра-
щаемой к источнику теплоты за отоп. сезон, снижается на 2—3°С, что при теплофикации приводит к дополнит, экономии топлива.
Связанное регулирование осуществляют в последоват. и смет, с ограничением расхода схемах. У двухступенчатой последоват. схемы присоединения водонагревателей горячего водоснабжения обе их сту-
Двухступснчатая последовательная схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения
1 — водонагреватели горячей воды (теплообменные аппараты) I и II ступеней; 2 — повысительно-циркуляционный насос; 3 — подающая линия горячей воды; 4—обратный клапан; 5,7 — водомеры холодной и горячей воды; 6 — циркуляционная линия; 8 — регулятор температуры; 9 — задвижки; 10 —регулятор расхода; II — подающая линия; 12 — обратная линия; Т п> V о — температура в подающей и обратной линиях .
пени по отношению к системе отопления включены последовательно. Водонагреватель I ступени, как и в смеш. схеме, утилизирует теплоту после системы отопления. В водонагревателе II ступени теплоноситель отдает часть своей теплоты для нагрева воды системы горячего водоснабжения. Поскольку в систему отопления теплоноситель должен поступать с темп- рой т1 на источнике теплоты, его надо нагревать до более высокой темп-ры та. Возникает повыш. график темп-p (по сравнению с отопит.), с помощью к-рого обеспечивается теплотой система горячего водоснабжения. Так как теплоноситель последовательно проходит через водонагреватель И ступени и систему отопления, в к-рую следует подавать пост, расчетный расход теплоносителя, повыш. график темп-p рассчитывают при отопит, расходе теплоносителя, что экономически выгодно, поскольку дополнит, кол-во теплоты на горячее водоснабжение подается за счет повышения темп-ры воды, а не за счет увеличения ее расхода. Повыш. график (график по совмещ. нагрузке отопления и горячего водоснабжения) рассчитывают на средний, сбалансиров. по суткам недели расход теплоты на горячее водоснабжение.
При средней (балансовой) нагрузке
горячего водоснабжения часть теплоносителя проходит через теплообменник II ступени, а часть — по обводному трубопроводу через регулятор расхода, к-рый поддерживает пост, расход теплоносителя через Т.п., равный расчетному расходу на отопление. После слияния воды еетемп-ра становится равной т 1. С увеличением водозабора регулятор темп-ры пропускает большее кол-во теплоносителя через водонагреватель П ступени, а по байпасу идет меньший расход, так как регулятор поддерживает пост, расход. В результате в систему отопления поступает теплоноситель с темп-рой ниже требуемой. Последоват. схема с повыш. графиком широко применяется в централизованных системах теплоснабжения. Недостаток ее в том, что при закрытом регуляторе расхода расход теплоносителя на вводе в Т.п. не регулируется и определяется степенью открытия клапана регулятора темп-ры. Если он приоткроется больше, чем надо, расход горячей воды может превзойти расчетный, повысится расход теплоты на отопление зданий, что повлечет за собой перегрев помещений и перерасход топлива. '
Связанное регулирование обеспечивает и смет. схема с ограничением, края работает по повыш. графику тёмп-р. При балансовом расходе теплоты на горячее водоснабжение теплообменник И ступени берет из тепловой сети такое же кол-
Двухступенчатая смешанная схема присоединения водонагревателей горячего водоснабжения с ограничением максимального расхода 1 —водонагреватели горячей воды (теплообменные аппараты) I и II ступеней; 2 — повысительно-циркуляционный насос; 3 — подающая линия горячей воды; 4 — обратный клапан; 5 — водомер горячей воды; б — циркуляционная линия; 7 — циркуляционный насос; 8 — регулятор температуры; 9 — водомер холодной воды; 10 — регулятор расхода теплоты на отопление; II — регулятор расхода воды; 12 —корректирующий насос; 13 — падающая линия; 14 — обратная линия
во теплоты, как и при последоват. схеме; требуемый расход теплоты идет и в систему отопления. Разница лишь в том, что в систему отопления поступает меньше теплоносителя, но с повыш. темп-рой тп. Т.о., в последоват. схеме изменяется темп-ра
теплоносителя, поступающего в систему отопления, а в смеш. схеме — его кол-во. Чтобы гидравлич. режим в системе отопления оставался стабильным, расход теплоносителя должен быть постоянным. В смеш. схеме этого достигают установкой подмешивающего корректирующего насоса, после него регулятора расхода воды, к- рый и поддерживает в системе, отопления пост, циркуляц. расход. Регулятор ограничения макс, расхода воды устанавливают на вводе в Т.п. на вводе в Т.п. Регулятор расхода теплоты на отопление поддерживает темп-ру т! теплоносителя, поступающего в систему отопления, соответственно темп-ре наружного воздуха ш. В водонагревателе П ступени теплоноситель остывает от пач. темп-ры тп до темп-ры тг теплоносителя, выходящего из системы отопления. Средняя темп-ра греющего теплоносителя оказывается ниже, чем в последоват. схеме. Это приводит к увеличению площади поверхности нагрева водонагревателя, что является недостатком смеш. схемы.
ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ ОТКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — комплекс оборудования, к-рый включает:- смесит, устройства для приготовления горячей воды требуемой темп-ры, узлы присоединения к тепловой сети систем отопления и вентиляции здания, автоматич. регуляторы и контролыю-измерит.
ВЕНТИЛЯЦИИ
Тепловой пункт открытой системы тсллоснаб-
Щц, Wo, №Ьт -тепловые эквиваленты тепловосите- лей в подающей и обратной линиях, в системе отоп . ления; И^гв11, Щщ^, Щгв^ -- тепловые эквиваленты горячей воды, отбираемой из подающей и обратной линий, поступающей в здания; РР, РТ, РДДС, PC - рыуляторы соответственно расхода, температуры, давления "до себя" и смешения; ЦЛ - циркуляционная линия '
приборы.
Для открытых систем теплоснабжения предусматривают индивидуальные тепловые пункты, т.к. смесители устанавливают в каждом здании отдельно. Тепловые сети делят на рвзервиров. магистрали и нерезервиров. квартальные сети. На ответвлениях в кварталы или жилые микрорайоны целесообразно сооружать р-ные тепловые пункты, к-рые
используют для управления системой в норм, условиях и при авариях, возникающих при отказах ее элементов. Есть открытые системы теплоснабжения, у к- рых для повышения качества воды, поступающей на горячее водоснабжение, системы отопления группы зданий присоединены через водо-водяные подогреватели, расположенные d центральных тепловых пунктах. На схеме показан Т.п.о.с.т. с несвязным регулированием подачи теплоносителя на горячее водоснабжение и отопление. Темп-pa поступающей воды в соответствии с тем-рой наружного воздуха изменяется в источнике теплоты, т.е. производится качеств, регулирование. Кол-во теплоносителя, подаваемого на отопление зданий, поддерживается пост, с помощью регулятора расхода, установл. перед системой отопления. Горячую воду из подающего теплопровода отбирают до регулятора расхода, а охлажд. — после системы отопления. Горячая вода проходит через клапан регулятора смешения, на к-ром высокое давление в подающей трубе дросселируется до давления в обратной трубе. При отборе только из подающей трубы давление в трубопроводах горячего водоснабжения растет, и обратный клапан на обратной трубе закрывается. Вся система горячего водоснабжения попадает под давление в подающей линии. Если оно слишком высокое, на ответвлении от подающей линии устанавливают регулятор давления "после себя", к-рый снижает давление до допустимого для местных систем горячего водоснабжения значения и поддерживает его постоянным. Темп-ру воды после регулятора смешения обычно поддерживают равной 65°С. Темп-pa воды в обратном трубопроводе после системы отопления при самой низкой расчетной тем-ре наружного воздуха обычно равна 70°С. Следовательно, в этом случае вода для горячего водоснабжения будет отбираться из обратной линии, клапан на подающий линии будет закрыт. Его работой управляет регулятор темп-ры. При повышении темп-ры наружного воздуха температура воды в обратной линии по графику будет понижаться, и для поддержания темп-ры горячей воды на уровне 65°С ее необходимо отбирать из обратной и подающей линий. Такой режим будет продолжаться, пока темп-pa воды в подающей линии не снизится до 65°С. Снижать ее дальше нельзя, чтобы не нарушить норм, работу горячего водоснабжения. После точки излома графика темп-p (65°С) вода для горячего водоснабжения отбирается из подающей линии. В этот период в систему отопления поступает теплоноситель с более высокой темп- рой, чем необходимо, и для обеспечения ее норм, работы вводится дополнит, автоматич. регулирование. Каждому периоду соответствуют свои расходы тепло
носителя в разл. элементах открытой системы теплоснабжения, при этом в отд. элементах потоки могут быть равны нулю, что эквивалентно отсутствию этого элемента. Т.о., с изменением режима отбора горячей воды Изменяется структура открытой системы.
При отборе воды только из подающей от источника теплоты линии в тепловой пункт поступает расход теплоносителя, равный расчетному расходу на отопление плюс расход на горячее водоснабжение. Т.к. отбор горячей воды в течение суток неравномерный, расход теплоносителя в подающих трубах будет перем., а в обратных — пост., равный расчетному расходу на отопление. При отборе воды только из обратной линии (при морозах) по подающей линии идет пост, расход теплоносителя, равный расчетному расходу на отопление. В обратной линии расход меньше отопит, и при пике водозабора может оказаться равным нулю.
Схема теплового пункта с несвязанным регулированием подачи теплоносителя обеспечивает норм, работу систем отопления и горячего водоснабжения, но характеризуется значит, изменением расходов в тепловых сетях, кроме того, подающие трубы должны быть рассчитаны на макс, расход воды для горячего водоснабжения, что влечет удорожание тепловых сетей. Для расчета труб на средний расход необходимо у потребителей теплоты устанавливать баки- аккумуляторы или использовать схемы со связанным регулированием, при к-рых на вводе в тепловой пункт устанавливают регулятор расхода, обеспечивающий подачу пост, кол-ва теплоносителя на отопление зданий и горячее водоснабжение (см. Тепловой пункт). Если используется отопит, график темп-p, теплопроводы рассчитывают на средний расход теплоносителя для горячего водоснабжения и на расчетный расход для отопления. Для сокращения расхода металла на тепловые сети регулирование ведут по совмещ. нагрузке отопления и горячего водоснабжения, применяя повыш. скор- ректиров. график темп-p, при к-ром сети рассчитывают только на отопит, расход. При низких наружных темп-pax, когда отбирается вода из обратной линии, темп- ру поступающего в тепловой пункт теплоносителя повышать нет надобности. По мере роста отбора воды из подающей линии при повышении темп-ры наружного воздуха темп-ру теплоносителя следует повышать настолько, чтобы компенсировать отбор теплоты вместе с теплоносителем. В систему отопления будет подаваться требуемое кол-во теплоты несколько меньшим по объему теплоносителем, но с более высокой темп-рой. Для стабилизации гидравлич. режима систему отопления целесообразно присоединять к
тепловым сетям с помощью подмешивающих насосов и автоматич, регуляторов, к-рые поддерживают пост, циркуляцию и темп-ру в подающей линии соответственно отопит, графику темп-p. Если в Т.п.о.с.т. автоматич, регуляторы не устанавливают, то для качеств, работы систем отопления рассчитываются спец, скор- ректиров. графики температур, к-рые и поддерживают в источниках теплоты. '
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — определение темп-ры теплоносителя в системе отопления и площади нагреват. поверхности оборудования, достаточной для подачи необходимого кол-ва теплоты для отопления помещений. Темп-ру теплоносителей воды и воздуха, изменяющуюся по длине теплопроводов системы отопления, находят, приравнивая на каждом участке уменьшение теплосодержания тепло- . носителя теплопотерям через стенки этого участка. Темп-pa теплоносителя пара определяется его давлением, и расчет теплопотерь через стенки паропроводов сопровождается расчетом кол-ва попутно конденсирующегося пара.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СХЕМ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ состоит в определении темп-p во всех ее узловых точках, расходов теплоносителей и тепловых потоков в водоподогревателях системы теплоснабжения. При паралл. присоединении . водоподогревателей заданы: расход теплоты на горячее водоснабжение Q, Вт, темп-pa воды в подающей линии т!, в системе горячего водоснабжения tx и tv- Расход теплоты макс. Приняты: отопит, график регулирования, движение теплоносителя в водоподогревателе противоточное. Кривые темп-p вдоль подогревателя имеют большую крутизну вблизи того конца теплообменного аппарата, где больше разность темп-p. Этим определяется расположение выпуклости кривых, rl известная, ее берут из графика темп-p для точки излома ( т!из), т.к. в этом режиме будут миним. темп-ры греющего теплоносителя. Темп-ру горячей воды fr принимают равной 60°С, холодной tx 5°С.
Тепловым расчетом схемы следует определять: темп-ру греющего теплоносителя т4 после подогревателя, тепловые эквиваленты расхода горячей воды ; (Уг.в и расхода воды тепловой сети й/т.с.г’в. ; Для' теплообменника существуют три ур-ния: два балансовых и теплопередачи. ; Последнее используют при расчете пло- ■ щади поверхности нагрева. Остаются два ' ур-ния при трех неизвестных, т.е, задача • не определена. Для ее решения задается ; числ. значение темп-ре сетевой воды при ; выходе из теплообменника. Чем эта темп- ра ниже, тем меньше расход тепло-!
Схемы присоединения водоподогрсвателсй горячего водоснабжения при несвязанной подаче теплоты на отопление и горячее водоснабжениеа — параллельная; 6 — смешанная; Т — температура воды в системе теплоснабжения; t — температура воды в местной системе горячего водоснабжения; СО — система отопления; I, II — водоподогреватели первой и второй ступеней •Схемы присоединения водоподогрсвателсй горячего водоснабжения при несвязанной подаче теплоты на отопление и горячее водоснабжениеа — параллельная; 6 — смешанная; Т — температура воды в системе теплоснабжения; t — температура воды в местной системе горячего водоснабжения; СО — система отопления; I, II — водоподогреватели первой и второй ступеней •вого ур-ния 01 ” Wт.с ( Г 1“ - Т Р). Для водоподогревателя I ступени известны tx, t^Wn, т г3, имеются два балансовых ур- пия. Седьмой параметр определяют, зная расход воды через систему отопления. Расход теплоты в водоподогревателе I ступени равен: 0 = РУпиСн - 1*х). Через водоподогре- ватель I ступени проходит вся сетевая вода: из теплообменника II и из системы отопления. Рассчитывают расход через систему отопления и суммарный расход:<2St= ^?.c(T 1Р-Т2Р),Темп-pa обратной воды по выходе из теплового пункта равна: 0 - W т.с ( т F - -то). Расчет последоват. и смет, с ограничением схем присоединения водо- подогревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям, работающим по принципу связанного регулирования, ве-вого ур-ния 01 ” Wт.с ( Г 1“ - Т Р). Для водоподогревателя I ступени известны tx, t^Wn, т г3, имеются два балансовых ур- пия. Седьмой параметр определяют, зная расход воды через систему отопления. Расход теплоты в водоподогревателе I ступени равен: 0 = РУпиСн - 1*х). Через водоподогре- ватель I ступени проходит вся сетевая вода: из теплообменника II и из системы отопления. Рассчитывают расход через систему отопления и суммарный расход:<2St= ^?.c(T 1Р-Т2Р),Темп-pa обратной воды по выходе из теплового пункта равна: 0 - W т.с ( т F - -то). Расчет последоват. и смет, с ограничением схем присоединения водо- подогревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям, работающим по принципу связанного регулирования, ве-носителя, но тем больше площадь поверхности нагрева теплообменника. При таком изменении экономич. хар-к существует оптимум. Оптим. значение Т4 находится в пределах 15—20°С. Можно IT т.с. определить из ур-ния QMaKC - и/ ™( т! - г г) а Иг.в— из баланса теплоты 0макс-И,г.в(^г - - /х). Тепловой эквивалент расхода воды на отопление определяется из баланса теплоты Q 8т = IT ?.с. ( г ? - г 9 ) , где Q §т — расчетный расход теплоты на отопление; IT °L — тепловой эквивалент расхода сетевой воды на отопление; т ?, т § — расчетные темп-ры воды в тепловой сети по отопит, графику. По темп-ре и расходу теплоносителей в точке слияния потоков рассчитывают темп-ру то в обратной линии, выходящей из теплового пункта: (IT ^ + W ?тс ) т0 - IT S т 4 + IT ?тс т Т, где t Р — темп-pa в точке излома графика.
Схемы присоединения водоподогрсвателсй горячего водоснабжения при несвязанной подаче теплоты на отопление и горячее водоснабжение
а — параллельная; 6 — смешанная; Т — температура воды в системе теплоснабжения; t — температура воды в местной системе горячего водоснабжения; СО — система отопления; I, II — водоподогреватели первой и второй ступеней •
Схемы присоединения водоподогрсвателсй горячего водоснабжения при несвязанной подаче теплоты на отопление и горячее водоснабжение
а — параллельная; 6 — смешанная; Т — температура воды в системе теплоснабжения; t — температура воды в местной системе горячего водоснабжения; СО — система отопления; I, II — водоподогреватели первой и второй ступеней •
вого ур-ния 01 ” Wт.с ( Г 1“ - Т Р). Для водоподогревателя I ступени известны tx, t^Wn, т г3, имеются два балансовых ур- пия. Седьмой параметр определяют, зная расход воды через систему отопления. Расход теплоты в водоподогревателе I ступени равен: 0 = РУпиСн - 1*х). Через водоподогре- ватель I ступени проходит вся сетевая вода: из теплообменника II и из системы отопления. Рассчитывают расход через систему отопления и суммарный расход:
<2St= ^?.c(T 1Р-Т2Р),
Темп-pa обратной воды по выходе из теплового пункта равна: 0 - W т.с ( т F - -то). Расчет последоват. и смет, с ограничением схем присоединения водо- подогревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям, работающим по принципу связанного регулирования, ве-
вого ур-ния 01 ” Wт.с ( Г 1“ - Т Р). Для водоподогревателя I ступени известны tx, t^Wn, т г3, имеются два балансовых ур- пия. Седьмой параметр определяют, зная расход воды через систему отопления. Расход теплоты в водоподогревателе I ступени равен: 0 = РУпиСн - 1*х). Через водоподогре- ватель I ступени проходит вся сетевая вода: из теплообменника II и из системы отопления. Рассчитывают расход через систему отопления и суммарный расход:
<2St= ^?.c(T 1Р-Т2Р),
Темп-pa обратной воды по выходе из теплового пункта равна: 0 - W т.с ( т F - -то). Расчет последоват. и смет, с ограничением схем присоединения водо- подогревателей горячего водоснабжения к тепловым сетям, работающим по принципу связанного регулирования, ве-
При смеш. схеме присоединения во- доподогревателей горячего водоснабжения необходимо рассчитать параметры для теплообменных аппаратов I и И ступеней. Теплообменный аппарат I ступени устанавливают после системы отопления, поэтому в нем вода нагревается не выше т2. Величина недогрева также является задачей технико-экономич. Приближенно ее принимают равной т2 - /п ” (5 - 10) °C. Промежуточная темп-pa воды tn между водоподогревателями определяет кол-во теплоты, передаваемой в водоподогревате- лях I и И ступеней1 Теплообменники соединены последовательно, поэтому через них проходит один и тот же тепловой эквивалент расхода воды Иг.в, к-рый определяют из баланса теплоты 0макс - ■ И^-в^г - tx)- Темп-pa воды на выходе из
водоподогревателя I ступени равна темп- ре входа в подогреватель П ступени и равна tn- Для водоподогревателя И ступени известны tn, tr, Wr.n, т У3 имеются 2 балансовых ур-ния. Для определения всех семи параметров задаются темп-рой сетевой воды на выходе из водоподогревателя, равной темп-ре воды, выходящей из системы отопления т Т • Расход теплоты равен 01 “ Жг.вНг - tn) - Эквивалент расхода теплоносителя W т.с определяют из балансо-
Послсдоватсльпая (я) и смешанная с ограничением расхода воды (б) схемы присоединения водоподогрсвателсй горячего водоснабжения к тепловым сетям
дут при совместном рассмотрении режимов водоподогрсвателсй I и П ступеней и нагреват. приборов системы отопления. Расход сетевой воды пост, и равен расходу воды на отопление. Следовательно, тепловой эквивалент расхода равен: №.=" Q 8т/( т ? - т § ). Параметры схемы
рассчитывают для точек излома графика темп-p с учетом повыш. графика. Теплообменник I ступени для любой схемы рассчитывают на балансовый расход горячей воды W г.в, к-рый получают в результате балансирования подачи теплоты в систему отопления в недельном разрезе (он примерно на 20 % больше среднего недельного). На этот режим подбирают его площадь поверхности нагрева.
• Для расчета тепловых схем заданы след, величины: все расчетные параметры для системы отопления; повышенный и отопит, графики темп-p; темп-pa, балансовый и макс, расходы горячей воды; темп- ра холодной воды. Для водоподогревателя I ступени в точке излома графика будут след, темп-ры сетевой воды: входная т г3, выходная т 83. Темп-ры подогреваемой воды: входная &, выходная t “3“ т §3 - 5 (недогрев воды в повыш. фафике принят в 5°С). Балансовый расход Q г.в задан. По трем ур-ниям для теплообменника определяют тепловые эквиваленты расходов теплоносителей: Wt.с и Ум и площадь поверхности нагрева Fi (ур-ние доя Wt.c удовлетворяется тождественно, т.к. повыш. график и схемы рассчитаны на пост, расход теплоносителя 1Ут.с " const).
Второй этап расчета состоит в определении поверхности нагрева водоподогревателя II ступени на макс, расход теплоты для горячего водоснабжения. Для этого необходимо пересчитать параметры теплообменника I ступени на новый режим — макс, водоразбора и далее рассчитать совместную работу всех трех теплообменников: двух горячего водоснабжения и нагреват. приборов, к-рые эквивалентны системе отопления. Для водоподогревателя I ступени определяют расчетные значения безразмерных параметров и пересчитывают их на макс, расход горячей воды: QX- - WJWx-WtJW^; <у?” “kF/Wr= АА/Af^p,где Af?р — расчетное значение логарифмической разности темп-p (см. Расчет переменных режимов водоподогревателей). Новый режим отличается от расчетного только изменением расхода горячей воды, поэтому И-г - Wx - W ^KC/W ^ - (1,7 - 2).
Безразмерные параметры для нового режима:
бг = б $Ж = б №, бх -1 /0г;
. <иг = а> WWt = а) ^х^г)0,4/^ =
= of W^x-toiQr.
Здесь использована аппроксимация изменения коэфф, теплопередачи с изменением режима работы секц. кожухотрубных водоподогревателей К = (Н^Жг)0,4 Последоват. схему присоединения водопо
догревателей горячего водоснабжения рассчитывают исходя из системы уравнений, написанной для всех теплообменников. Три ур-ния для водоподогревателя I ступени:
б^Т^^п-^);
in - tx ст бх(т2 - (х);'
Т2 - ГО “ Ех( Т2 - tx) • Неизвестные параметры:
б мТ, tn, *2, то.
Два ур-ния для водоподогревателя П ступени (третье ур-ние используют при расчете площади поверхности нафева):
6
макс макс zx макс.
г.вП — У г.в " М г.в! > 0&Т=1ЫГп-Т1). Неизвестные б пвйс и и. Два ур-ния для системы отопления (третьего ур-ния нет, т.к. темп-pa воздуха внутри помещения считается одинаковой):
бот " ИМ И - Т2) или 0s “ "0пваКС + бот;__
Т2 = /вн + A t ?р0о'т — 0,5А Т 8т6от- Неизвестные бот и £вн. Второе ур-ние отражает изменение темп-ры обратной воды по отопит, графику.
■ Баланс теплоты для теплового пункта в целом: Q^ = Дт-с^п — то). Неизвестное б 2 Система состоит из 8 ур-ний и имеет 9 неизвестных. Замыкается ур-нием теплопередачи через наружные офаж- дения при нестационарном режиме. Учитывая малые колебания темп-ры воздуха внутри помещения (1—1,5°С), с нек- рым приближением ее замыкают, задав tnH (напр., 17°С). Систему решают с помощью двух блоков ур-ний. В первом блоке методом итераций рассчитывают тг, по второму определяют остальные неизвестные параметры. Расчет смешанной схемы с офаничением отличается от расчета последоват. схемы. Расчет и пересчет водопо- догревателя I ступени такие же.
При расчете системы на макс, водо-
Возмущающие и регулирующие воздействия теплового 5, воздушного j и влажностного i режимов здания 'Возмущающие и регулирующие воздействия теплового 5, воздушного j и влажностного i режимов здания 'разбор три ур-ния для водоподофевателя I ступени сохраняются. Ур-ния для подогревателя II ступени изменяются:
Возмущающие и регулирующие воздействия теплового 5, воздушного j и влажностного i режимов здания '
Возмущающие и регулирующие воздействия теплового 5, воздушного j и влажностного i режимов здания '
б ^ = 6^.-6^, .
б пй$С — W т.с(Тп " Т2),
И^т-с = W т.с = И/?7с .
Второе ур-ние изменено, т.к. теплообменник присоединен по отношению к системе отопления не последовательно, а параллельно. W гх — эквивалент сетевой воды, к-рая поступает в водоподофсватель П ступени. Темп-pa после подофевателя принимается равной тг , исходя из этого рассчитывают его площадь поверхности нафева. Третье ур-ние отражает схему присоединения теплообменников. Остальные ур-ния можно использовать в той форме, в какой они записаны для последоват. схемы. Первый блок ур-ний в расчете сохраняется таким же. Второй блок неск. изменяется. ■
В последоват. и смеш. с ограничением схемах присоединения водонагревателей горячего водоснабжения к тепловой сети теплообменник I ступени рассчитывают на балансовый режим, а теплообменник И ступени — на режим макс, водоразбора. Из условий стандартизации целесообразно для обоих теплообменников иметь одинаковыйтипоразмер. Поэтому живые сечения пучков труб, по к-рым проходит нафеваемая для горячего водоснабжения вода, должны быть одинаковыми. Их подбирают по средней скорости, определяемой после теплового расчета схемы. Затем рассчитывают площади поверхности нагрева и число секций в каждой ступени. •
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗДАНИЯ — совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловое состояние его помещений. Помещения здания находятся под сложным воздействием внешн. и внутр, факторов. Поступают,ие через наружные офаждения, а также от бытового и технология. оборудования потоки теплоты у, влаги i и воздуха / являются возмущающими воздействиями. Регулирующие потоки от системы отопления (О),
tn, y’H.Vn—температура, относительная влажность и подвижность наружного воздуха; qp —* солнечная радиация;/ — осадки ,
охлаждения (ОХ), вентиляции (В) и кондиционирования воздуха (КВ) обеспечивают в помещениях необходимые темп-рные, аэродинамич. и влажностные условия. Наибольшее влияние на тешюо- щущения находящихся в помещении людей оказывает темп-pa окружающих поверхностей и внутр, воздуха. Только при определенном их сочетании составляющие теплового баланса человека не выходят за допустимые пределы, и еф система терморегуляции работает без перенапряжения (см. Комфортные условия в помещении).
Темп-рные условия в помещении предопределяются характером и интенсивностью протекающих тсплообм. процессов.
Общая схема теплообмена в помещении
1 — струи воздуха; 2 — струйный теплообмен; 3 — внешняя среда; 4—тепловой обмен теплопроводно- стью;5 — конвективный теплообмен; 6—лучистый теплообмен; 7 — воздух основного объема помещения; 8—поверхности, обращенные в помещение; /— панель (отопительный прибор) системы отопления (охлаждения); II — неизотермическая струя приточного воздуха; III — наружное ограждение
Конвективный теплообмен возникает между воздухом и неизотермич. поверхностями: лучистый теплообмен—между отд. поверхностями с разл. темп-рой. Струйный теплообмен происходит в результате турбулентного перемешивания неизотермич. струй с воздухом осн. объема помещения. Теплопередача (в осн. теплопроводность) наблюдается в ограждениях здания и от теп- лохладоносителя к поверхности приборов систем отопления и охлаждения.
Тепловой баланс любой поверхности i на основе закона сохранения энергии может быть представлен уравнением Ki+Jli + ■VTi - 0. Отд. его составляющие могут изменяться во времени, иметь разл. значения и знаки, но ур-ние остается неизменным для всех поверхностей в стационарных и * нестационарных условиях теплообмена. Исключение составляют поверхности, на к-рых происходит дополнит, выделение или поглощение теплоты (испарение или конденсация водяных паров, облучение поверхности сос- редоточ. тепловым источником и т.п.). Для
таких условий в ур-ние теплового обмена следует вводить дополнит, слагаемые. Необходимые теплозащитные свойства ограждений выбирают в каждом конкретном случае с учетом заданной обеспеченности расчетных внутренних условий и параметров наружного климата. Миним. уровень теплозащиты оценивается миним. допустимым сопротивлением теплопередаче ограждения и показателем тепловой инерции ограждения. Макс, уровень теплозащиты ограничивается экономим. соображениями. Влияние двухмерных элементов (наружных углов, откосов оконных проемов, теплопроводных включений и т.п.) обычно учитывают с помощью фактора формы, а теплозащитные свойства сложного ограждения оценивают приведенным сопротивлением теплопередаче. Совокупность теплозащитных свойств всех ограждений совместно с объемнопланировочной структурой здания определяет тепловую характеристику здания.
В летнее время офаждения и помещения находятся под активным воздействием периодически изменяющихся возмущений (см. Периодический процесс нестационарной теплопередачи). Теплопередача нестационарная наблюдается также в ограждениях и элементах систем инж. обо- рудованияприразовыхизмененияхусловий на фаницах (резкое изменение темп-ры наружного воздуха, отключение системы отопления и т.п.). Реакция помещения на такого рода изменения характеризуется показателем тепловой инерции помещения (темпом охлаждения). В офаждениях огранич. толщины наблюдаются переходные процессы теплопередачи от одного уста - повившегося состояния к др., а в полуог- ранич. массивах — процессы непрерывного нагрева (.охлаждения) тел. Для расчета темп-рного поля в нестационарных процессах используют теплопроводности уравнение совместно с условиями однозначности (начальноемграничныеусловия). Дляупро- щения решения в инж. практике применяют вспомогат. принципы, методы и закономерности: принцип эквивалентности, принцип суперпозиции, отражения; метод конечных разностей, элементарных объемов, метод злектротепловой аналогии и метод гидро- тепловой аналогии; закономерности иррегулярного и регулярного режимов и др.
ТЕПЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НА БИОТОПЛИВЕ — устройства, в к-рых в качестве источника теплоты используют органич. соединения, наз. биомассой. В процессе соединения с кислородом при сгорании биомасса выделяет теплоту. Посредством хим. или биохим. процессов она может быть трансформирована в такие виды топлива, как газообразный метан, жидкий метанол, твердый древесный уголь. Около 90% энергии, накопл. в рас
тениях на поверхности Земли, сосредоточено в деревьях. Общее кол-во такой энергии — около 635 'ГВт, что примерно равно эпергетич. ценности всех развед. запасов угля. Гл. преимущество этой энергии — ее возобновляемость. Эне- ргетич. эквивалент земного урожая биомассы на суше оценивается примерно в 29 ТВт, т.е. в 3 раза больше общемирового потребления энергии, при этом половину энергии дают леса. Энергия, акку- мулиров. водорослями в океане, составляет около 15 ТВт. Эти подсчеты основаны на миним. кпд фотосинтеза — 0,2% на суше и 0,02% в океане, к-рый в действительности бывает более эффективным. Наиболее известный метод энергетич. использования биомассы — сжигание дров для приготовления пищи и обогрева жилья. Это дает 2 ТВт мировых энергопоступлений, однако обусловливает быстрое уничтожение лесов. Во многих странах широко распространено сжигание в качестве топлива сухого навоза, однако при этом теряется ценное удобрение. Более эффективна распространенная в Индии и Китае анаэробная ферментация навоза н закрытой емкости для получения метана. В Бразилии для получения спирта-этанола —- жидкого топлива используют ферментацию биомассы из сахарного тростника и маниоки.
Сжигание биотоплива для получения теплоты используют:
для приготовления пищи и обогрева жилищ.^В этом случае чаще всего используют малоэффективные методы, связ. с применением открытого огня. Кпд использования составляет около 5%. Большие потери теплоты объясняются неполным сгоранием, потерями на излучение, уносом теплоты ветром, испарением и использованием сырого топлива;
для сушки тсхнич. с.-х. культур, осуществляемой сжиганием их отходов. При этом материал для сушки можно поместить непосредственно в поток газообразных продуктов сгорания, что связано с опасностью воспламенения и ухудшения пищевых качеств, или использовать воздух, нагретый в теплообменниках различной конструкции. Использование для сжигания эффективных печей позволяет получать потоки чистых горючих выхлопных газов (СОг + НгО + избыточный воздух) с темп-рой около 1000°С, к-рая при подмешивании холодного воздуха может быть приведена к требуемой. Избыток энергии в данном случае часто используют для пром, получения пара; .
для произ-ва теплоты и электроэнергии. Пар для обеспечения произ-ва обычно получают при сжигании разл. отходов биомассы в топках паровых котлов.
При использовании биотоплива в качестве источника теплоты рационально применение след, термохим. процессов:
пиролиз или сухая перегонка — нагрев или частичное сжигание органич. сырья для получения производных топлив или хим. соединений. Сырье — древесина, отходы биомассы. Продукты пиролиза — газы, жидкий конденсат (смолы, масла), твердые остатки (уголь, зола). Традиц. технология получения древесного угля — пиролиз без сбора паров и газов. В процессе пиролиза возможно также получение макс, кол-ва газообразного топлива, к-рое более удобно для дальнейшего использования, экологично и транспортабельно. Устройства для получения макс, выхода газов в процессе пиролиза наз. газогенераторами. Их кпд 80—90%;
гидрогенизация — процесс, при к- ром измельч., разложившуюся или перевар. биомассу нагревают в атмосфере водорода до 600°С при давлении 5 МПа для получения горючих газов, преимущественно метана и этана. Возможна гидрогенизация с применением СО и пара. При этом из продуктов реакции, идущих в присутствии катализатора, извлекается синтетич. нефть. Эффективность преобразования энергии составляет 65%;
гидролиз под воздействием к-т и ферментов — превращение целлюлозы в сахар для дальнейшего сбраживания при перегревании в серной к-те или под воздействием микроорганизмов;
спиртовая ферментация (брожение) — получение из биомассы этило-
Китайский биогазогенератор (а) и схема автоматической установки для промышленной переработки отходов животноводства (б)
вого спирта, к-рый затем используют в качестве топлива. Исходное сырье — сахарный тростник, сахарная свекла, растит, крахмал, целлюлоза.
Биогаз также может быть получен при анаэробном сбраживании биомассы, т.е. в процессе ее окисления без присутствия воздуха. Для получения биогаза (смеси СН4 и СОг) используют биогазогенераторы, позволяющие получить макс, кол-во метана ^метантенки! . При этом энергия биогаза может достигать 60—90% энергии сухого исходного материала. Такие газогенераторы экономически эффективны при работе на сточных водах от животноводч. ферм и скотобоен. Главной особенностью китайского биогазогенератора для широкого применения является стационарный сводчатый бетонный корпус. По мере выделения газа и, следовательно, увеличения его объема поток сбраживаемой массы за счет роста давления прерывается, чем достигается регулирование работы системы. На др. автоматич, установке для пром, переработки отходов животноводства процесс сбраживания идет при подогреве не менее чем до 35°С.
ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ОГРАЖДЕНИЯ — свойства, определяющие необходимый уровень теплозащиты ограждений. Осн. показателем Т.с.о. в зимних условиях с относительно стабильными темп-рами вне и внутри здания является сопротивление теплопередаче, а в изменяющихся летних — теплоустойчивость. Сопротивление теплопередаче регламентируется с&н.- гигиенич. и техиико-экономич. требованиями. Первые заключаются в 'ограничении миним. темп-ры на внутр, поверхности ограждения не ниже требуемой из условий допустимого радиац. охлаждения человека, находящегося около поверхности (см. Комфортные условия в помещении), и предотвращения конденсации водяных паров. В этих целях устанавливают допустимые темп- рные перепады AtH между темп-рами ,Вдоп
помещения t и поверхности тв . Зависимость требуемого сопротивления теплопередаче 7?отр от расчетной разности темп-p внутр, и наружного воздуха показана для характерных наружных ограждений в зданиях с повыш. сан.- гигиенич. требованиями (жилые здания, гостиницы, больницы и т.п.). Понижающий коэфф, n < 1 учитывают для ограждений, непосредственно не соприкасающихся с наружным воздухом (чердачные и надподвальные перекрытия и т.п.). Расчетную температуру наружного воздуха Гн выбирают с учетом показателя тепловой инерции ограждения. Исключение составляют светоп
розрачные ограждения (окна, балконные двери, фонари), на внутр, поверхности к-рых допускаются конденсация водяных паров и понижение темп-ры ниже комфортной. Их сопротивление теплопередаче в зависимости от назначения здания принимают по разности темп-р помещения и средней темп-ры холодной 5-дневки. Повышение темп-ры внутр, стекла может быть достигнуто вентилированием межстекольного пространства внутр. воздухом (вентилируемые окна) или за счет обдувания поверхности окна струей нагретого воздуха.
Оптимальное сопротивление теплопередаче /?оопт (экономически целесообразное) соответствует минимуму приведенных затрат Л К + ЭТ на 1 м ограждения, где К - единоврсм. (канит.) вложения на изготовление, хранение, транспортировку и монтаж (стр-во) 1 м2 ограждения, руб/м2; Э — эксплуатац. расходы, руб/(мгод), осн. составляющую к-рых оценивают по стоимости теряемой через 1 м" ограждения тепловой энергии в течение года; Т - нормативный срок окупаемости дополнит, капит. вложеций, принимаемый равным 12,5 лет. Нач. ординаты (при нулевой толщине утеплителя) соответствуют минимуму капит. вложений на возведение конструктивных слоев ограждения и максимуму эксплуатац. расходов (наибольшие теплопотери через ограждение). С увеличением толщины утеплителя капит. затраты возрастают с одноврем. снижением эксплуатац. расходов. Оптим. толщина утеплителя 3 утопт, а следовательно, оптим. сопротивление теплопередаче КООИТ соответствуют нижней точке перегиба кривой привед. затрат. Абсолютные значения зависят от текущего уровня цен на материалы, топливо, транспорт и
Требуемое сопротивление теплопередаче’ для характерных типов наружных ограждений
НС — наружная стена; Z7T — потолок верхнего этажа; ПЛ — пол нижнего этажа
др. расходов, принимаемых по действующим прейскурантам.
Расчетное сопротивление теплопередаче Ro в каждом конкретном случае зависит от получ. значений минимально допустимого 7?отр и оптим. RoonT сопротивлений теплопередаче. Если RoonT > Дотр, то окончательно принимают Ro '=' RoonT с округлением до значения, соответствующего ближайшей (большей или меньшей) стандартной толщине используемого утеплителя; если Лотр > Room, то Ro > Яотр с округлением толщины утепляющего слоя до стандартной в сторону увеличения. При этом определяют показатель тепловой инерции ограждения D и соответствующую ему расчетную темп-ру наружного воздуха и в случае ее расхождения с ранее принятой уточняют значение jR0Tp.
Для расчета теплопотерь и тепловых условий в помещении используют приведенное сопротивление теплопередачу с учетом имеющихся в ограждении двухмерных элементов (стыки, углы, откосы и т.п.). При этом темп-pa на их внутр, поверхности должна превышать темп-ру точки росы.
Помимо теплозащитных свойств ограждение должно обладать теплоустойчивостью, воздухе- и влагозащитными свойствами.
ТЕПЛОИЗБЫТКИ ПОМЕЩЕНИЯ — разность потоков теплоты, поступающих в помещение от внутр, и внешн. источников, и теплопотерь помещения. Значение Т.п. вычисляют исходя из предложения стационарности теплового режима помещения и используют для расчета вентиляц. воздухообмена помещения. Вентиляц. воздух, нагреваясь в помещении, удаляет Т.п. Различают потоки явной и полной теплоты. При анализе теплового режима используют поток явной теплоты. Если поступление явной теплоты меньше теплопотерь помещения, то термин Т.п. заменяется термином теплонедостатки помещения. В
Схема наружного ограждения (а) и графическая интерпретация определения оптимального сопротивления теплопередаче (б)
этом случае вентиляция совмещает ф-ции отопления (см. Воздушное отопление). Т.п., рассчит. по полной теплоте, позволяет определить энтальпию влажного воздуха и, следовательно, влагосодер- жание воздуха в помещении. Расчеты по полной теплоте проводят, определяя воздухообмен при кондиционировании воздуха в помещении. Источниками теплопо- ступления в вентилируемых помещениях являются: люди, солнечная радиация, освещение, нагретые поверхности оборудования, работающие электродвигатели и нагреватели, нагретые материалы, изделия и трубопроводы, транспортные средства, открытые водные поверхности, выбивающиеся потоки пара, приборы системы отопления. Теплопотери помещения обычно складываются из теплоты, теряемой через наружные ограждения или перегородку между смежным неотапливаемым помещением, а также на подогрев инфильтрующегося через неплотности окон и стен наружного воздуха, поступающего в помещение. Значение Т.п. зависит от расчетного периода (теплый, холодный и переходный) .Т.п., отнесенные к внутр, объему помещения, наз. теплонапряженностью помещения.
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции зданий и сооружений, технология, оборудования, трубопроводов и др. Т.м. характеризуются низкой теплопроводностью (коэфф, теплопроводности в пределах 0,02— 0,2Вт/м'К), высокой пористостью (70—• 98%), незначит. плотностью и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05—2,5 мН/м2). В соответствии с нормативными документами Т.м. классифицируют по след. осн. признакам: виду исходного сырья, форме и внешн. виду, структуре, средней плотности, жесткости, теплопроводности, сгораемости. По виду исходного сырья Т.м. подразделяют на две группы: неорганич. и органич. Неорганич. Т.м. — это минер, вата и
изделия из нее (среди последних распространены минераловатные плиты — твердые и повыш. жесткости), легкие и ячеистые бетоны (гл. обр. газобетон и пенобетон), "пеностекло, стекл. волокно, изделия из вспученного перлита и вермикулита, тешюизоляц. керамика, асбестосодержащие теплоизоляц. массы и изделия. Изделия из минер, ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургии, (гл. обр. доменных) шлаков в стекловидное волокно. Неор- гапич. Т.м., используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовый картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минер, вяжущих в-в (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулиты, перлиты). Для изоляции пром, оборудования и установок, работающих при темп- рах выше 1000°С (напр., печей, топок, котлов и т.д.), применяют т.н. легковесные огнеупоры, изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных оксидов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков разл. профиля). Корганич. Т.м. относят прежде всего материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесно-волокнистые плиты и древесно-стружечные плиты), с.-х. отходов (соломы, камышей и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органич. сырья. Эти Т.м. отличаются низкой водо- и биостойкостыо, чего лишены т.н. газонаполн. пластмассы (пенопласты, поропласты, сотопласты и др.) — высокоэффективные органич. Т.м. Характерная особенность большинства органич. Т.м. — низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при темп-pax не выше 150°С. Существует группа материалов, изготовляемых из смеси органич. и неорганич. сырья (фибролит, изделия из минер, ваты на синтстич. связующем, высокопористые пластмассы, напол. вспуч. перлитом, легким керамзитом и др.). Их не выделяют в особую группу, т.к. в зависимости от преобладания неорганич. или органич. части относят к одной из двух упомянутых групп (напр. минераловатные изделия на синтетич. или битумном связующем относят к неорганич. материалам, а фибролит — к органич.). По форме и внешн. виду Т.м. подразделяют на штучные (плиты, блоки, кирпич, сегменты, полуцилиндры, цилиндры), рулонные (маты, полосы, матрацы), шнуровые (шнуры, жгуты), рыхлые и сыпучие (вата — минер., стекл., огнеупорная, грану лиров., вспуч. перлит и вермикулит, торфяная крошка, молотый диатом, порошкообразные смеси, используемые для мастичной тепловой изоляции горячих поверхностей оборудования и трубопроводов) . Наиболее перспективны штучные изделия, изготовляемые в за-
нодских условиях по установл. технологии, Теплоизоляция из рыхлых и сыпучих материалов увеличивает затраты ручного труда и не гарантирует постоянство свойств набивной или засыпной изоляции в связи с уплотнением и разрушением материалов в период эксплуатации. По структуре Т.м. подразделяют на волокнистые (минер, вата, стекловолокно и др.), ячеистые (пеностекло и др.), зернистые (вспученные перлит, вермикулит и др.), по средней плотности в сухом состоянии — на группы и марки: I группа — особо легкие (ОЛ), имеющие марки 15, 25, 35, 50, 75, 100; II группа —■ легкие (Л) — 125,150,175, 200, 225, 250, 300,350; Ш группа — тяжелые (Т) — 400, 450, 500, 600. Т.м. с промежуточным значением средней плотности относят к ближайшей большей марке. По жесткости теплоизоляц. изделия подразделяют на виды исходя из относит, деформации сжатия под уд. нагрузкой. Осн. направлением развития произ-ва Т.м. является расширение выпуска высококачеств. крупноразмерных жестких изделий, применение к-рых в наибольшей степени способствует повышению уровня индустриализации стр-ва.
По теплопроводности Т.м. и изделия делят на классы [коэфф, теплопроводности А (Вт/м‘К) определяют при 25°С]: малотеплопроводные (А до 0,058); среднетеплопроводные (А = 0,058—0,116); повыш. теплопроводности (А ~ 0,116— 0,2). В эксплуатац. условиях Т.м. должны быть защищены от проникания влаги, т.к. их теплопроводность при насыщении водой возрастает в неск. раз. По возгораемости Т.м. подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. .
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ — работы по устройству теплоизоляции трубопроводов, пром, оборудования и др. В зависимости от размеров изолируемой поверхности и вида теплоизоляционных материалов устройство теплоизоляции производится: укладкой и закреплением крупных изделий заводского изготовления (плиты, блоки, сегменты) , мягких рулонных материалов (маты, шнуры), мелкоштучных изделий (кирпич); засыпкой; обмазкой; набрыз- гом; заливкой. Наиболее трудоемки Т.р., связ. с обмазкой и засыпкой. Набрызг и заливка — методы Т.р., основ, на применении гл. обр. полимерных теплоизоляц. материалов в виде отверждающихся пен. Комплекс Т.р. помимо устройства (нанесения) слоя собственно теплоизоляц. материала включает работы по гидро- и пароизоляции этого слоя и обеспечению его защиты от механич. повреждений. Нанесение гидро- и пароизоляц. слоев пре
дусматривается в тех случаях, когда теплоизоляц. слой подвергается увлажнению (напр., на трубопроводах, пролож. на открытом воздухе, под землей и др.). Защита теплоизоляц. слоя от механич. повреждений осуществляется облицовкой его плотными материалами, установкой спец, защитных кожухов, оштукатуриванием и др. способами.
В индустр. стр-ве Т.р. выполняются - преимущественно в заводских условиях, в процессе изготовления сборных конструкций и изделий. Для монтажной теплоизоляции выпускаются полностью готовые элементы, сводящие Т.р. лишь к закреплению (монтажу) их на изолируемой поверхности, что существенно повышает произ-сть и качество Т.р.
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, тепловая изоляция — защита зданий, тепловых пром, установок, холодильных камер, трубопроводов и др. аналогичных устройств от нежелат. теплообмена с окружающей средой. Напр., в стр-ве и теплоэнергетике Т. необходима для уменьшения теплопотерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике — для защиты аппаратуры от притока теплоты извне. Т. обеспечивается устройством спец, ограждений в виде оболочек, покрытий из теплоизоляционных материалов, затрудняющих теплопередачу. Сами теплоизоляц. средства также наз. Т. При преимуществ, конвективном теплообмене для Т. используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене — конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение; при теплопроводности — материалы с развитой пористой структурой. Эффективность Т. при переносе теплоты определяется термич. сопротивлением R изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции R = 6/Х , где 5 — толщина слоя изолирующего материала; А — его коэфф, теплопроводности. Повышение эффективности Т. достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воздушными прослойками.
Задача Т. зданий — снизить потери теплоты в холодный период года и обеспечить относит, постоянство темп-ры в помещениях в течение суток при колебаниях темп-ры наружного воздуха. Применяя для Т. эффективные теплоизоляц. материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и т.о. сократить расход осн. строит, материалов (кирпича, цемента, стали и др.), увеличить допустимые размеры сборных элементов. В тепловых пром, установках (котлах, печах и т.п.) Т. обеспечивает
значит, экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов , и повышению их кпд, интенсификации технологич. процессов, экономии осн. материалов. Экономия, эффективность Т. часто оценивают коэфф, сбережения теплоты ^ ю (01 - 02)/01, где 01 и 02 — теплопотери установки или трубопровода без и с Т. Т. установок, работающих при высоких темп-pax, способствует также созданию норм, сан.-гигиенич. условий труда обслуживающего персонала и предотвращению производств, травматизма. Т. трубопроводов и оборудования тепловых сетей применяется при всех способах прокладки теплопроводов независимо от темп-ры теплоносителя. Область применения Т. определяется темп-рной стойкостью в-ва, способностью сохранять первонач. тепловые и механич. свойства при высоких темп-pax теплоносителей. Состояние Т. и ее долговечность зависят также от режимов работы установок, оборудования теплопроводов.
ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ — см. Теплообменный аппарат.
ТЕПЛОНАПРЯЖЕННО СТЬ ПОМЕЩЕНИЯ — уд. хар-ка, определяемая отношением теплоизбытков помещения к его внутр, объему. По значению Т.п. различают теплонапряж. вентилируемые помещения (Т.п. выше 23 Вт/м3) и нетеп- лонапряж. (Т.п. ниже 23 Вт/м3). В нек- рых инж. способах расчета требуемого воздухообмена в вентилируемом помещении по значению Т.п.и потока явной теплоты определяют прирост темп-ры по высоте помещения и, следовательно, темп-ру уходящего вентиляц. воздуха.
ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА — устройство для передачи внутр, энергии от энергоносителя с низкой темп- рой к энергоносителю с высокой темп-рой при затратах механич. или электрич. энергии. Применяют для теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений пром., с.-х., обществ, и жилого назначения, а также в пром-сти для термич. разделения в-в; в процессах сушки и для др. целей. Впервые в Европе мощная Т.у. применена в Цюрихе в 1938 для отопления здания. ■
Принцип действия Т.у. основан на том, что при подводе низкопотенц. теплоты в испаритель происходит процесс кипения рабочего тела, пары к-рого сжимаются в компрессоре с повышением энтальпии и темп-ры. В конденсаторе теплота фазового перехода рабочего тела передается технологич. теплоносителю. В дроссель-клапане снижаются темп-ра1 и давление рабочего тела, поступающего обратно в испаритель. Круговой процесс
Схема теплонасосной установки (а) и цикл теплового насоса на Т-, S-диаграмме (5)
К — конденсатор; И — испаритель; КМ — компрессор; ДВ — дроссельный клапан; Qo и Q — подвод и отвод тепла
идеальной парокомпрессионной Т.у. на Т, S-диаграмме: 1—2 — изоэнтропное сжатие влажного пара от давления в испарителе до давления в конденсаторе; 2—3 — изобарно-изотермич. конденсация рабочего тела; 3—4 — изоэн- тальпийное расширение в дроссель-кла- пане до давления в испарителе; 4—1 — изобарно-изотермич. кипение (испарение) рабочего тела. Осн. термодинамич. хар-ка Т.у. — коэфф, преобразования, к- рый определяется отношением теплоты, отданной в конденсаторе, к затрач. в компрессоре работе. Для оценки эффективности преобразования энергии в Т.у. используют понятие эксергетического кпд — отношение эксергии теплового потока в конденсаторе к подведенной.
Т.у. классифицируют:
по принципу работы — на термоме- ханич., использующие процессы повышения и понижения давления рабочего тела; электромагнитные, использующие пост, или перем, электрич. или магнитные поля. Термомеханич. Т.у. разделяют на компресс, (парожидкостные, газожидкостные и газовые), сорбц. (абсорбц. и ад- сорбц.) и струйные (эжекторные и вихревые с замкнутым и разомкнутым контурами). К электромагнитным Т.у. относят термоэлектрич. системы (основанные на эффекте Пельтье), магнитокалорич. (трансформация теплоты осуществляется последовательным намагничиванием и размагничиванием парамагнетиков или ферромагнитных тел), термомагнитные (используется эффект Эттингсхаузена при совместном действии на полупроводники магнитного и электрич. полей) и электрокалорич. (основаны на действии электрич. поля на сегнетоэлектрики);
по характеру трансформации — на установки с повышающей и расщепит, трансформацией. В первом случае теплота, подведенная к установке при темп-ре Тн, отводится от нее с более высокой темп- рой Тв. Во втором — к установке подводится поток теплоты среднего 14 Заказ 4724
потенциала с темп-рой Тс, к-рый в Т.у. делится (расщепляется) на 2 потока — низкого Тн и повыш. Тв потенциала. Работа осуществляется за счет подведенного теплового потока среднего потенциала;
по характеру протекания процесса во времени — непрерывного действия (работают постоянно между плановыми остановками, хар-ки меняются в пределах графиков регулирования) и периодич. действия (работают по временному графику, где периоды получения теплоты (холода) чередуются;
по характеру процесса — с циклич., квазициклич. и нециклич. процессами.
В качестве рабочих тел в термомеханич. Т.у. применяют хладагенты — в-ва и их' смеси с темп-рами кипения Тк ■“ - 350... 120 К, криоагенты (7 к < 120 К), абсорбц. пары в-в — рабочие агенты и абсорбенты (напр., H2O--LiBr, NH3—Н2О) и воду (гл. обр. в установках кондиционирования воздуха абсорбц. и эжекторного типов).
В пром-сти в осн. используют Т.у. компрессионного, абсорбц. и эжекторного типов. Особенно распространены компресс. Созданы полупроводниковые Т.у. небольшой единичной произ-сти, работающие в относительно малых интервалах темп-p Тв и Тн, отличающиеся простотой устройства и эксплуатации. Они могут применяться для индивид, теплоснабжения в юж. р-нах. '
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ — движущаяся жидкая или газообразная среда, используемая для осуществления процесса теп- лопереноса. Т. могут служить вода, водяной пар, газы, жидкие металлы, хладоны.
'’ТЕПЛООБМЕН — самопроизвольный необратимый процесс переноса энергии (в форме теплоты) в пространстве с неоднородным полем темп-ры. В общем случае Т. может вызываться также неоднородностью полей др. физ. величин, напр. концентрацией (диффуз. термоэффект) . Различают конвективный теплообмен, лучистый теплообмен и теплопроводность. '
ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, тепломассообменный аппарат— устройство, входящее в состав кондиционера и предназнач. для передачи теплоты (холода) от теплоносителя (холодоносителя) воздуху. Если процесс переноса теплоты сопровождается переносом (испарением или конденсацией) влаги, то Т.а. наз. тепломассообменным. Т.а. существуют двух видов: контактные и поверхностные. В контактных Т.а. тепловлажностная обработка осуществляется при непосредств. контакте воздуха с поверхностью воды или водного раствора. К этому типу аппаратов относятся оросит.
форсуночные камеры, орошаемые насадки и пенные аппараты. В поверхностных Т.а. теплообмен воздуха с теплоносителем (холодоносителем) осуществляется через разделяющую их стенку. Такие аппараты (воздухонагреватели и воздухоохладители) имеют пучки оребренных снаружи труб, по к-рым движется вода, а в межтрубном пространстве — воздух.
ТЕПЛООТДАЧА — конвективный теплообмен между движущейся средой и поверхностью ее раздела с др. средой (твердым телом, жидкостью или газом). Иногда Т. трактуют более широко, включая в нее также и лучистый теплообмен. Интенсивность теплообмена характеризуется коэфф. теплоотдачи а = у/A t, Вт/ (м^К), где q — плотность потока энергии (плотность теплового потока); А (— темп-рная разность между средой и поверхностью, К.
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА — совокупность необратимых процессов переноса теплоты, происходящих в неравномерно нагретых телах (средах) или между средами с разл. темп-рами, раздел, промежуточным телом. Т. в общем случае является собират. процессом, включающим все элементарные составляющие: теплопроводность, конвективный теплообмен, лучистый теплообмен. В зависимости от характера протекания процесса различают теплопередачу стационарную с неизменной темп-рой в каждой точке в любой момент времени и теплопередачу нестационарную, когда темп-рное поле тела изменяется во времени. Теория Т. и вытекающие из нее закономерности лежат в основе изучения процессов тепломассо- переноса в элементах систем кондиционирования микроклимата и др. инж. оборудования. Совместно с общест- роит. и технич. дисциплинами образует один из разделов общей теории зданий.
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА НЕСТАЦИОНАРНАЯ — неустановившийся тепловой процесс в телах и средах, характеризуемый изменением темп-ры в пространстве и во времени. Т.н. возникает в элементах зданий и инж. оборудования при изменении возмущающих воздействий (темп- ры внутр, и наружного воздуха, солнечной радиации, скорости и направления ветра, при пуске и остановке отопительно- вентиляц. систем, теплообменных устройств и др.). Учет нестационарное™ тепловых процессов позволяет обосновать требуемую теплозащиту ограждений, тепло- и холодопроиз-сть систем кондиционирования микроклимата, режим их функционирования, допустимую продолжительность отклю-
чения в аварийных условиях и т.п.
В зависимости от характера изменения темп-ры различают следующие виды неустановившихся тепловых процессов: переходные процессы теплопередачи непрерывного нагрева (охлаждения) тел и периодический процесс нестационарной теплопередачи. Скорость изменения рн- тальпии тела в любом нестационарном процессе (скорость перестройки темп- рного поля) определяется коэфф, температуропроводности а = Мер , мНс, где А — коэфф. теплопроводности, Вт/(м‘К); ср — объемная уд. теплоемкость, Дж/(м3‘К). При нагреве (охлаждении) жидких или газообразных сред возникающая конвекция способствует пространств, выравниванию темп-ры и ее изменению только во времени.
Описание процесса Т.н. для тела определен, геометрич. формы включает дифференц. уравнение теплопроводности в частных производных, распределение темп-ры внутри тела в нач. момент времени (начальное условие) и закон взаимодействия между окружающей средой и поверхностью тела (граничные условия). Совокупность нач. и граничного условий наз. краевыми условиями (условиями однозначности). Для многослойных тел дополнит, учитывают условия сопряжения на границах слоев. В случае необходимости условия однозначности дополняют термодинамич. ур-ниями состояния окружающей среды.
Решение задачи Т.н. заключается в отыскании зависимости изменения темп- ры и кол-ва переданной теплоты во времени для каждой точки тела.. В этих целях используют методы: аналитич. (разделения переменных — метод Фурье, метод источников, операц. и вариац. методы и др.), полуаналитич. (с использованием понятия регулярного режима), численные (метод конечных разностей и элементарных объемов), эксперимент, (метод элек- тротепловой аналогии). Возможности аналитич. методов расширяются при использовании принципа суперпозиции, отражения, эквивалентности и взаимного влияния. Многие сложные задачи успешно решают также с помощью ЭВМ.
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА СТАЦИОНАРНАЯ — теплопередача между средами с разл. темп-рами через разделяющую стенку. Характеризуется неизменными во времени параметрами процесса. Т.с. устанавливается при длительном поддержании темп-p теплообменивающихся сред на одном и том же уровне (теплообменники, отопительные приборы, наружные ограждения зданий при стабильных темп-pax внутр, и наружного воздуха и т.п.). Простейший и чаще всего наблюдаемый одномерный процесс —
теплопередача с изменением темп-рного поля только в одном направлении. Изо-
термич. поверхности одномерного поля параллельны поверхностям разделяющей стенки, а линии тока (теплового потока) им перпендикулярны. Примером одно
мерного темп-рного поля может служить поле плоской стенки, длина и ширина к-рой намного превышают ее толщину. При огранич. размерах стенки одномерность нарушается и в зависимости от соотношения ее размеров темп-рное поле на
отд. участках становится двух- или трехмерным. В одномерном процессе теплопе
редачи плотность теплового потока q, Вт/м2, от более нагретой к менее нагретой
среде пропорциональна разности темп-р Д t (темп-рному напору): q - kM, где к — коэфф, пропорциональности, называемый коэфф, теплопередачи, Вт/ (м20С). Величина, обратная коэфф, теплопередачи, называется сопротивлением теплопередаче Ro (м^О/Вт, и определяет теплозащитные свойства ограждения —■ разделяющей стенки. Чем больше Ro, тем большая разность темп-p возникает между теплообменивающимися средами. По этой причине в теплообменных аппаратах, где требуется повыш. интенсивность теплопередачи, предусматривают тонкие ме-
таллич. разделяющие стенки с исчезающе малым сопротивлением теплопроводности (Rct —> 0). Сопротивление теплопередаче Ro в этом случае определяется только суммой сопротивлений теплообмену на поверхностях стенки (Кп -1 / а п), обусл. конечными значениями коэфф, теплообмена а п. Величину а п в общем случае принимают равной сумме конвективной и лучистой составляющих.
Наружные ограждения зданий, напротив, должны обладать повыш. сопротивлением теплопередаче, чтобы поддержать нужные темп-рные условия в помещениях. Необходимое сопротивление теплопередаче обеспечивают, ^водя в ограждение дополнит, (помимо конструктивного) теплоизоляц. слой со значит, сопротивлением теплопроводности [2?т - бт! Ат, где Зт — толщина теплоизоляц. слоя, м; А т — коэфф, теплопроводности материала, Вт/(м‘°С)]. Располагать теплоизоляц. слой желательно с наружной стороны ограждения (за конструктивным), защищая его от атм. осадков. Такое расположение приводит к повышению теплоустойчивости ограждения, предотвращению конденсации водяных паров в толще конструкции, устранению замерзания влаги и образования льда в зоне контакта с конструктивным слоем. Для уменьшения расхода теплоизоляц. материала в качестве утепляющего слоя иногда используют замкнутые воздушные прослойки незначит. толщины (не более 0,05—0,07 м). Устройство прос-
Линейное распределение температуры по сечению ограждения
лоек большей толщины нежелательно вследствие усиления в них конвективного теплообмена и снижения термин, сопротивления А?в.п. Повышение А?в.п возможно за счет оклеивания "теплой" поверхности прослойки алюминиевой фольгой (степень черноты е =. 0,08) и расположения прослойки ближе к наружной поверхности ограждения (в зоне отрицат. температур). В общем случае сопротивление многослойной конструкции наружного ограждения теплопередаче складывается из сопротивлений теплопроводности отдельных материальных слоев Ri, бездушной прослойки jRB.n (при ее наличии) и теплообмену на внутр. Ra и наружной Rh поверхностях. Распределение темп-ры по сечению ограждения легко получить из графика, построенного в масштабе термич. сопротивлений, включая сопротивления теплообмену на поверхностях.
Выявленное сопротивление теплопередаче и распределение темп-p справедливы в случае одномерного темп-рного поля. В отд. элементах ограждения (наружные углы, откосы оконных проемов, стыки с внутр, ограждениями и др.) одномерность нарушается, что приводит к снижению темп-ры на внутр, поверхности этих элементов и усилению теплового потока из помещения. Увеличение теп- лопотери через двухмерный элемент 02м по сравнению с одномерным 01м той же площади наиболее просто учитывать с помощью т.н. фактора формы/- Q2M/Q1m = (F/ 6)im/(F/ б Им, где (Г/ <5 Нм — геометрич. параметр двухмерного элемента, равный отношению его площади (ширины по поверхности) к "толщине" (по направлению теплового потока); (F/ б Им — то же, одномерного. При этом ширину двухмерного элемента, м (по наружному или внутр, обмеру), принимают равной двум толщинам основной конструкции ограждения (в калибрах): Of - 2jR0A , где 7?0 — сопротивление теплопередаче ограждения в зоне одномерного поля (м2К)/Вт; А — теплопроводность материала утепляющего слоя Вт/ (м-К). Нулевая изотерма & ” Цв - t)/(tB - tH) совпадает с внутр.
2,82,82,62,62,42,42,22,21,81,81,61,67,47,41,21,2ии^н^н0,20,2е=ое=о1,01,00,80,80,60,60,40,4О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4ии1,6 х/61,6 х/6бб
2,8
2,8
2,6
2,6
2,4
2,4
2,2
2,2
1,8
1,8
1,6
1,6
7,4
7,4
1,2
1,2
и
и
^н
^н
0,2
0,2
е=о
е=о
1,0
1,0
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
и
и
1,6 х/6
1,6 х/6
б
б
а у/6
термич. границей ограждения, единичная изотерма — с наружной. В пределах каждого криволинейного квадрата среднее расстояние между изотермами соответствует среднему расстоянию между линиями тепловых потоков. Определяя геометрии, параметр (F /<5)2м отношением числа трубок тока (интервалов между линиями тепловых потоков) к числу изотермич. полос (интервалов между изотермами) и учитывая, что аналогичное отношение в одномерной зоне стены тех же размеров (F/ <5 ) iM - 2, получают /М4 - 1,18 (по внутр, обмеру) и 0,68 (по наружному обмеру). В пределах двух калибров от угла ограждения по внутр, поверхности теплопотери на 18% больше, а по наружной — на 32% меньше, чем через такую же площадь по глади стены. Темп-pa угла при этом снижается. В первом приближении ее можно определить по плотности входящего теплового потока и нормативному коэфф, теплообмена на внутр, поверхности. Прямая линия соответствует изменению темп-ры по сечению на глади стены в отдалении от угла. Разность ординат позволяет определить понижение темп-ры в углу относительно глади стены. Если темп-pa внутр. угла ниже темп-ры точки росы, необходимо предусмотреть мероприятия по предотвращению конденсации водяных паров и осушению угла (усиление теплозащиты прилегающей зоны, прокладка стояка
Ортогональная сетка изотерм и линий тепловых потоков в сечении наружного угла однородного ограждения (а) и изменение относительной избыточности температуры (б) на его глади (/) и по оси угла (2)
системы отопления и т.п.). Аналогичным образом определяют факторы формы и для др. типичных двухмерных элементов. При наличии в ограждении неск. двухмерных элементов общие потери теплоты через сложное ограждение рассчитывают с помощью приведенного сопротивления теплопередаче Яо.пр “ rRo, где г — показатель приведения сложного процесса теплопередачи к одномерному. Его значение, как правило, меньше 1 и в каждом конкретном случае зависит от значений факторов формы и площадей имеющихся двухмерных элементов.
ТЕПЛОПОТЕРИ ПОМЕЩЕНИЯ — кол-во теплощы, теряемое в помещении в течение холодного времени года, когда темп-pa наружного воздуха Ниже темп-ры внут^. При пост, темп-ре внутр, воздуха Т.п. изменяются в зависимости от темп-ры наружного воздуха. Единица измерения — Вт (кВт). Т.п. возникают, когда теплота теряется через наружные ограждения помещения, расходуется на нагревание попадающего в помещение холодного воздуха, материалов, транспортных средств, изделий, одежды, затрачивается в технология, процессах (напр., при испарении жидкости). Различаются Т.п. расчетные и текущие. Расчетные Т.п. определяются при расчетной темп-ре наружного воздуха, по ним устанавливается тепловая нагрузка
отопительного прибора или установки в помещении. Текущие Т.п. определяются при более высокой темп-ре наружного воздуха, т.е. являются частью расчетных. Осн. составляющими расчетных Т.п. считаются теплопотери через наружные ограждающие конструкции и на нагревание проникающего в помещение воздуха (см. Инфильтрация воздуха через ограждения). Расчетные Т.п. gorp через отд. ограждающие конструкции площадью А, м2, определяются по ф-ле Qorp - Ы(?в - fa)n (1 + S /3 ), где к — коэфф. теплопередачи ограждения, ВтАмчД, численно равный величине, обратной общему сопротивлению теплопередаче ограждений от внутр, воздуха (темп-pa ta) в наружный (темп-pa (н), характеризует плотность теплового потока на поверхности ограждения при разности темп-ры внутр, и наружного воздуха, равной 1 °C; п — коэфф., учитыв. положение наружной поверхности офаждения по отношению к наружному воздуху; р — добавочные потери теплоты в долях осн. потерь, обусловл. ориентацией ограждений по сторонам горизонта, наличием'в помещении двух и более наружных стен, поступлением холодного воздуха через часто открываемые наружные двери и ворота. Расчетные Т.п. QH, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха находят по ф-ле Qh “ 0,278 i. GhcUs - 1н)К, где Х(?и — расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения; с — уд. теплоемкость воздуха, 1 кДж/ (кг'°С); fa и fa — расчетная темп-ра воздуха, °C, соответственно в помещении и наружного; К — коэфф., учитыв. влияние встречного теплового потока (напр., 0,8 — для окон с раздельными переплетами).
ТЕПЛОПРОВОД — труба, предназ- нач. в теплоснабжении для передачи теплоносителя (горячей воды или пара) потребителю.. Существуют подземный и надземный способы прокладки Т. Подземный — осн. для городов и нас. пунктов, т.к. при нем не загромождается территория, не ухудшается архитектурный облик жилых р-нов, снижаются теплопотери за счет теплозащитных свойств грунта. На пром, площадках этот способ применяется при наличии проездов, не насыщ. подземными коммуникациями. Возможно использование для технологич. прокладок единых коллекторов. Промерзание грунта не опасно для Т. Чем меньше глубина заложения тепловой сети, тем меньше объем земляных работ и ниже стоимость ее стр-ва. Подземные тепловые сети чаще всего прокладывают на глубине 0,5—2 м ниже поверхности земли, предпочтительно выше уровня грунтовых вод. При отсутствии такой возможности предусматривают
Прокладка трубопроводов малого диаметра на высоких опорах.Прокладка трубопроводов малого диаметра на высоких опорах.
Прокладка трубопроводов малого диаметра на высоких опорах.
Прокладка трубопроводов малого диаметра на высоких опорах.
Типы высоких опор
а —жесткие; б—гибкие; в—качающиеся; 1 — анкерные (неподвижные); 2 — промежуточные; 3 —- трубопровод
попутный дренаж для понижения уровня вод в зоне заложения, а для наружных поверхностей строит, конструкций и закладных деталей.— обмазочную битумную изоляцию. При невозможности устройства попутного дренажа предусматривают оклеечную гидроизоляцию из битумных рулонных материалов с защитными ограждениями на высоту, превышающую макс, уровень грунтовых вод на 0,5 м, или др. эффективную гидроизоляцию. Трассу тепловых сетей в городах и др. нас. пунктах располагают в отвед. для инж. сетей технич. полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений. Внутри микрорайонов и кварталов трассу тепловых сетей предусматривают также вне проезжей части дорог. Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия принимают, м, не менее: до верха перекрытий каналов и тоннелей —.0,5, до
1 — несущий вант (из круглой стали); 2 — траверса;
3 — подвеска; 4 — трубопровод; 5 — железобетонная стойка
верха перекрытий камер —• 0,3, до верха оболочки бесканальной прокладки — 0,7. Строит, конструкции тепловых сетей при подземной прокладке принимают сборными из унифициров. железобет. и бетонных элементов. Каркасы, кронштейны и др. опорные строит, конструкции под теплопроводы в местах, доступных для обслуживания, предусматривают из металла с антикорроз. покрытием, а в местах, недоступных для обслуживания, —- из сборного и монолитного железобетона. Подземные Т. прокладывают в проходных, полупроходных и непроходных каналах или бесканальным способом. В жилых микрорайонах распределит, сети прокладывают иногда в технич. подпольях (коридорах, тоннелях) зданий, что удешевляет и упрощает их стр-во и эксплуатацию. Конструкция канала полностью разгружает Т. от механич. воздействия массы грунта- и временных транспортных нагрузок. Прокладка в каналах обеспечивает свободное перемещение трубопроводов при темп-рных деформациях как в продольном (осевом), так и в поперечном направлениях, что позволяет использовать их самокомпеисирующуюся способность на угловых участках трассы тепловой сети. Несмотря на гидроизоляцию каналов, естеств. влага, содержащаяся в грунте, проникает через их наружные стенки, испаряется и насыщает воздух. При охлаждении влажного воздуха на перекрытиях и стенках канала скапливается
Сечения эстакад
а — одноярусное; б — двухъярусное; в — трехья- русное; 1 — продольные балки; 2 — трубопроводы;
— надстройка; 4 — настил для прохода и обслуживания
влага. Стекая вниз, она может вызывать увлажнение изоляции. Для сбора влаги дну канала придают поперечный уклон не менее 0,002 в одну сторону, где иногда делают закрытые (плитами, решетками) лотки, по к-рым вода стекает в сборные приямки, а затем в водостоки. В проходных каналах должна быть предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция. Прокладка в проходных каналах (тоннелях) обеспечивает пост, доступ обслуживающего персонала к трубопроводам для контроля за их работой и ремонта, что обеспечивает их надежность и долговечность. Однако стоимость прокладки теплопроводов в проходных каналах, имеющих к тому же большие габариты, высокая, поэтому их устраивают при прокладке большого числа труб в одном направлении, напр. на выводах с ТЭЦ.
Находящиеся в эксплуатации полупроходные каналы являются переходной ступенью между проходными и непроходными каналами тепловых сетей, габариты их меньше, чем проходных. Их применяют для двухтрубных тепловых сетей в стесн. условиях местности, на отд. участках, напр. для прокладки' теплопроводов под ж.-д. путями, а также под центр, проездами городских улиц с интенсивным уличным движением, где затруднено вскрытие поверхности земли для осмотра и ремонта трубопроводов. Осмотр и ремонт теплопроводов в полупроходных каналах допускаются только при отключении теплоносителя. Проходные и полупроходные каналы проектируют прямоугольной или цилиндрич. формы. Все большее развитие получает бесканальная прокладка теплопроводов.
Надземные Т. применяют на территориях пром, предприятий, на площадках, свободных от застроек, вне пределов города или местах, где они не влияют на архитектурное оформление и не мешают движению транспорта. Надземная Т. прокладка предпочтительна и в р-нах с высоким уровнем грунтовых вод и с сильно пересеч. рельефом'местности. Ее преимущества: доступность для осмотра и удобство эксплуатации; потенциальная возможность в кратчайшие сроки обнаружить и ликвидировать аварию; удобство использования более надежных в работе П-образ- ных компенсаторов; отсутствие электро-
коррозии от блуждающих токов и коррозии от агрессивных грунтовых вод; меньшая стоимость сооружения по сравнению со стоимостью подземных прокладок тепловых сетей. Надземную прокладку осуществляют: на отд. стоящих опорах (мачтах) ; на эстакадах с пролетным строением в виде перегонов, ферм или подвесных (вантовых) конструкций. На территории пром, предприятий межцеховые коммуникации иногда прокладывают на кронштейнах, заделанных в стенах здания. Опоры и мачты выполняют железобет. или металлич. Для врем, прокладок применяют дерев, стойки, однако они недолговечны. Пролетные строения эстакад и анкерные стойки (неподвижные опоры), воспринимающие вертик. и горизонт, нагрузки, обычно изготовляют металлич. Осн. вертик. нагрузка от массы труб, теп-
доносителя, изоляции и небольшая горизонт., возникающая от трения опорных конструкций труб, ложатся на промежуточные стойки.
Для надземной прокладки Т. на свободных от застроек площадках применяют в осн. низкие опоры. В этом случае расстояние в свету от поверхности земли до низа тепловой изоляции Т. должно быть не менее 0,35 м. Высокие опоры по принципу работы подразделяются на жесткие, гибкие и качающиеся. Жесткие представляют собой отд. колонны или рамы, прочно соедин. с фундаментом. При темп-рном удлинении труб они изгибаются от трения опорных конструкций трубы и стойки. Гибкие опоры — стальные стойки жестко заделаны в фундамент, а их верх шарнирно соединен с трубопроводом. При удлинении трубы верх стойки перемещается с нею, отчего в стойке образуется изгиб. Качающиеся высокие опоры состоят из стальной или железобет. стойки, низ к-рой шарнирно соединен с фундаментом, а верх — шарнирно с опирающимся трубопроводом. За счет поворота вокруг нижнего шарнира стойка может свободно передвигаться в горизонт, направлении при перемещении трубопроводов из-за изменения темп-ры. Высоту опор определяют исходя из заданных габаритов для проездов. Их рассчитывают на массу пролета труб, горизонт, осевые и боковые усилия, возникающие от трения теплопроводов на подвижных опорах, а также на ветровую нагрузку. При прокладке труб небольшого диаметра на отд. опорах промежуточные опоры создаются посредством вантовых растяжек и подвесок. Такая прокладка Т. наиболее экономична, т.к. позволяет значительно увеличить расстояние между мачтами и тем самым уменьшить расход строит, материалов.
Для совместной прокладки тепловых сетей с трубопроводами разл. назначения применяются эстакады. В зависимости от кол-ва одновременно прокладываемых трубопроводов пролетные строения эстакад могут быть одно-, двух- и многоярусными. На нижнем ярусе ближе к краю обычно прокладывают Т. с более высокой темп-рой теплоносителя, обеспечивая тем самым лучшее расположение П-образных компенсаторов, имеющих разные размеры. Теплопроводы больших диаметров обычно опираются непосредственно на стойки эстакад, а малых — на опоры, уложенные в пролетном строении. Размещение трубопроводов в поперечном сечении эстакады должно быть таким, чтобы перекос одной стороны (от оси эстакады) не превышал 30% полной нагрузки на ее сечение. При большей протяженности эстакад . пролетные строения разделяют темп-рными разрывами на блоки. В пролетных строениях между трубами соору
жаются проходы шириной не менее 0,6 м, с к-рых проводится обслуживание арматуры, теплоизоляции, опор. Эстакады с проходами по всей длине трассы наз. проходными. При небольшом кол-ве труб обслуживание трубопроводов производится с переносных лестниц или площадок, такие эстакады наз. непроходными.
При пересечении водного пространства применяются подводные переходы — проходные тоннели или дюкеры. Первые выполнены сваркой из стальных листов и усилены ребрами жесткости, вторые представляют собой металлич. цилиндр большого диаметра с толстой стенкой, также усил. ребрами жесткости. Проходные тоннели сооружаются при большом числе прокладываемых инж. сетей и длинных подводных переходах. Такой подводный теплофикационный тоннель общей длиной 176 м был проложен в подводной траншее глубиной 7,5 м от поверхности Москвы-реки для передачи через нее горячей воды и пара от ТЭЦ-12. Его стальной цилиндр имеет диаметр 2500 мм, толщину стенки 12 и 16 мм, ребра жесткости через каждые 3 м. Масса стальной оболочки с противокорроз. покрытием 160, чугунных пригрузов 744 т. В тоннеле размещены два теплопровода, два паропровода и конден- сатопровод диаметрами соответственно 500, 400 и 200 мм. Тоннель доступен для обслуживания и ремонта теплопроводов, оборудован приточно-вытяжной вентиляцией, рассчит. на поддержание внутр, темп-ры воздуха 40°С при норм, режиме эксплуатации и 30°С при осмотре и ремонтных работах. Бетонный блок в середине тоннеля фиксирует направление его темп- рных деформаций. Дюкеры применяются при пересечении тепловыми сетями и др. коммуникациями рек. Дюкер —-сложный инж. комплекс. Погружается на дно на заранее подготовленное гравийное ложе посредством заполнения водой его внутр, пространства. Дополнительно пригружа- ется чугунными или железобет. грузами, не позволяющимй ему всплыть после откачки воды. Обслуживание дюкеров производится из береговых камер. В 70-гг. дюкеры проложены через р. Витим и Волгу и через Волго-Донское водохранилище. Т., проложенные в дюкерах, менее надежны в работе, чем те, что пересекают водоемы в проходных тоннелях, т.к. их невозможно осмотреть и в случае необходимости произвести ремонт.
ТЕПЛОПРОВОД СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — один из осн. конструктивных элементов центрального отопления — труба или канал, предназ- нач. для подачи теплоносителя с запасом теплоты (подающий теплопровод) для отопления здания или его части, группы помещений или отд. помещения, а также для отведения отдавшего теплоту тепло
носителя (обратный теплопровод). В наиболее распростран. центральных системах водяного и парового отопления Т.с.о. подразделяются на магистрали, стояки, ветви системы отопления, подвески к отопительным приборам. Диаметр Т.с.о. определяют в зависимости от его тепловой нагрузки.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ УРАВНЕНИЕ — 1) дифференциальное уравнение, в частных производных описывающее непрерывный процесс распространения теплоты в среде. Совместно с начальным и граничными условиями служит для расчета темп-рных полей в ограждениях зданий и элементах инж. оборудования. Чаще всего используется в одномерной постановке (с изменением темп-ры t во времени z только в одном направлении х): dt/ dz - а&Ч / дх, где а — коэфф, температуропроводности, м2/с.
Уравнение в конечных разностях, заменяющее непрерывный процесс теплопроводности дискретными изменениями параметров в отд. точках: Az t /A z - a A xt / (А*)2, где Az t — изменение во времени темп-ры в центре элементарного слоя толщиной Ах; Az — выбранный интервал времени; A xt -— вторая конечная разность темп-p между элементарными слоями по координате (разность разностей). Т.у. в конечных разностях является приближенным. Используется при расчете с помощью ЭВМ темп- рных полей методами сеток, аналогий.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ — один из видов теплопередачи в неравномерно нагретой неподвижной среде вследствие теплового движения и энергетич. взаимодействия между микрочастицами. В газах перенос теплоты Т. происходит путем столкновения и диффузии молекул, в металлах — в осн. электронами проводимости, в диэлектриках и жидкостях — колебаниями кристаллич. решетки. В классич. теории Т. игнорируют молекулярным строением в-ва и рассматривают его как сплошную среду (континуум), к крой применимы положения и законы, установленные из опыта, показывающего, что передача теплоты Т. происходит по кратчайшему пути (нормали) к изо- термич. поверхности от более нагретых участков к менее нагретым. Для изотропной среды справедлив закон Фурье, согласно к-рому вектор плотности теплового потока пропорционален и противоположен градиенту темп-ры. Последний также является вектором, направл. в сторону возрастания темп-ры. Его составляющие по осям координат равны соответствующим частным производным и находятся в прямой зависимости от характера распределения темп-p. Выявление темп-рного поля
и темп-рных градиентов в каждой точке исследуемого пространства в любой момент времени является основной задачей теории Т. В простейшем случае одномерного стационарного темп-рного поля в однородной стенке толщиной <5 с плоскими изотермич. границами закон Фурье имеет вид q - Пт A t, где q — плотность теплового потока, Вт/м , A t —■ разность темп-p на поверхностях стенки, К; Пт ” Х!5 — показатель проводимости теплоты Т., ВтДм^К) [здесь X — Т. материала стенки, Вт/(мгК). См. также Теплофизические характеристики материалов] .
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ — обеспечение теплотой потребителей, осуществляемое системой теплоснабжения. Теплота передается с помощью теплоносителей, в качестве к-рых используют горячую воду или водяной пар. Системы, транспортирующие и распределяющие горячую воду, наз. водяными. Если теплота передается с помощью водяного пара, система теплоснабжения наз. паровой. Теплоносители с требуемыми параметрами (темп-рой и давлением) получают на источниках теплоты систем теплоснабжения, где теплота сгорания органич. топлива трансформируется в энтальпию теплоносителя. Для' его нагрева на источниках теплоты могут быть использованы: теплота, выделяемая при ядерных реакциях расщепления в реакторах на атомных станциях; тепло Земли (геотермальная вода); тепло Солнца; вторичные энергетические ресурсы пром, предприятий. Однако преобладающая часть источников теплоты использует органич. топливо.
Под Т. жилых, коммун, и обществ, зданий понимаются подача и распределение теплоты с целью отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а под Т. пром, потребителей — также подача и распределение пара (реже горячей воды) по теплоизолирующим установкам. Подача горячей воды и пара осуществляется с учетом режимов работы потребителей теплоты, что обеспечивается и контролируется автоматикой (См. Автоматизация подпитки, Автоматизация систем теплоснабжения. Автоматизация тепловых пунктов. Автоматическое включение резерва). Удовлетворить теплотой перечисл. потребителей могут централизованные системы теплоснабжения, имеющие источник теплоты, и тепловые сети, по к-рым теплоноситель транспортируется к разл. объектам, установкам и подсистемам. Де- централизов. системы могут выполнять лишь отд. задачи: отопление зданий, горячее водоснабжение, обеспечение теплом мелких установок. Централизов. системы,
осуществляющие комбиниров. выработку электрич. и тепловой энергией, наз. теплофикационными системами. Теплофикация обеспечивает существ, сокращение расхода топлива на электро- и Т. городов, что имеет не только экономич., но и весьма важное экологии, значение. Эколог. эффект централизов. теплоснабжения проявляется особенно в городах с разновысотной застройкой. Это объясняется сложностью отвода продуктов сгорания от большого числа котельных установок, располагаемых в зданиях, при децентрализов. Т. Поэтому преимуществ, областью децентрализов. Т. являются малоэтажная застройка и сельские поселки.
ТЕПЛОСЧЕТЧИК — устройство для измерения кол-ва тепловой энергии, отпущенной источником теплоты системы теплоснабжения или использов. потребителем. Принцип действия Т. основан на реализации математич. зависимости, связывающей кол-во теплоты с объемным расходом и разностью энтальпий теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах при соответствующих темп-pax. Т. состоит из измерителя расхода проходящего теплоносителя с преобразователем, двух датчиков темп-ры и вычислителя с отсчетным устройством. В качестве измерителя расхода могут применяться водосчетчики с дистанц. выходом, дифференц. манометры с измерит, диафрагмой, ультразвуковые или индукц. расходомеры; в качестве датчиков темп- ры — термопреобразователи сопротивления. Измерители кол-ва теплоты представляют собой счетные устройства электронного типа. По принципу действия такая конструкция Т. относится к однопоточным двухточечным приборам учета теплоты и применяется при условии равенства расходов теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Если это условие не выполняется, как, напр., в открытых системах теплоснабжения, то для учета теплоты следует применять двухпоточные трехточечные приборы, а при отсутствии — 2 однопоточных двухточечных прибора.
Т. обеспечивает также возможность передачи показаний о мгновенном расходе тепловой энергии в виде унифицированного сигнала в информац.-измерит. системы (АСУ).
ТЕПЛОТА, количество теплоты— энергетич. хар-ка процесса аккумуляции и теплообмена, определяемая кол-вом энергии, к-рое получает (отдает) тело в процессе теплоаккумуляции. В отличие от внутр, энергии Т. — функция процесса: кол-во сообщенной телу Т. зависит не только от того, каковы начальное и конечное состояния тела, но и от вида процесса. Элементарное кол-во Т., сооб
щаемой телу в однофазном агрегатном состоянии, — dQ — CdT, где С — теплоемкость тела в рассматриваемом процессе; dT — малое изменение темп-ры тела.
ТЕПЛОТА ПЛАВЛЕНИЯ — кол-во теплоты, к-рое необходимо подвести к твердому кристаллич. в-ву при пост, давлении, чтобы перевести его в жидкое состояние. Т.п. единицы массы в-ва наз. удельной (массовой).
ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ — кол-во теплоты, выделяющейся при полном сгорании топлива; измеряется в джоулях. Т.с., отнесенная к единице массы или объема топлива, наз. удельной теплотой сгорания. Т.с. — важнейший показатель практич. ценности топлива. Кол-во теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, зависит от его состава. Различают низшую и высшую Т.с. Вода, содержащаяся в топливе и образующаяся при сгорании водорода топлива, переходит в продукты сгорания в парообразном виде. Если пар из продуктов сгорания конденсируется, то кол-во выделившейся теплоты характеризуется высшей Т.с. QB. Если пар не конденсируется, то Т.с. называется низшей Т.с. 2й. Низшая и высшая Т.с. связана след, зависимостью: g”"^- -k(W +9Н), где W — кол-во воды в топлйве, мае. %; Н — кол-во водорода в топливе, мае. %; к — коэфф., равный 25 кДж/кг. В нашей стране, ФРГ и др. странах тепловые расчеты обычно ведут по низшей Т.с.; в США, Великобритании, Франции — по высшей. Т.с. может быть отнесена к рабочей массе топлива Qp, т.е. к топливу в том виде, в каком оно поступает к потребителю; к сухой массе топлива Qc; к горючей массе топлива Qr, т.е. к топливу, не содержащему влаги и золы. Для приближ. подсчетов Т.с. определяют поэмпирич. формулам; напр. Т.с. твердых и жидких видов топлива вычисляют по формуле Д.И.Менделеева, кДж/кг,
gp - 81СР + ЗООНр - 26(ОР - 8РЛ) - -6(9НР+ Wp), где Ср, Нр, ОР, 8РЛ, И7р — содержание в рабочей массе топлива углерода, водорода, кислорода, летучей серы и влаги, мае. %.
Для сравнительных расчетов используют т.н. условное топливо.
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ МАТЕРИАЛА — его свойство сопротивляться темп-рным изменениям, когда периодически меняется тепловой поток на поверхности бесконечно толстого слоя этого материала. Хар-кой Т.м. является коэффициент теплоусвоения материала.
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ОГРАЖДЕНИЯ — свойство ограждения сохранять относит, постоянство темп-ры при периодич. изменении тепловых воз-
действий со стороны наружной и внутренней сред помещения. Во-первых, рассматривается сквозное проникание тепловой (температурной) волны от наружной среды к внутр, поверхности конструкции. Т.о. в данном случае проявляется в том, что по мере прохождения волны амплитуды колебаний темп-ры и теплового потока уменьшаются, а фазовые углы гармоник все более увеличиваются, т.е. колебания темп-ры в каждом последующем по ходу волны сечении отстают во времени от колебаний в предыдущем. Хар-ками этого процесса являются затухание и запаздывание во времени тепловой волны. Чем они больше, тем меньше колебания темп-ры и теплового потока на внутр, поверхности ограждения.
При конструировании наружного ограждения предусмотрена проверка его теплоустойчивости по отношению к сквозному прониканию наружных тепловых воздействий в расчетных условиях теплового периода, когда предполагаются установившиеся на длит, время ясные безоблачные дни. Расчетной кривой изменения наружной темп-ры является правильное гармонии. колебание условной темп-ры наружной среды с амплитудой, определяемой как сумма амплитуд темп-ры наружного воздуха и эквивалентной темп-ры солнечного облучения. При этом в качестве амплитуды темп-ры наружного воздуха принимают половину макс, суточного размаха темп-ры в июле, а амплитуду эквивалентной темп-ры солнечного облучения рассчитывают исходя из разности макс, и среднего значений суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, приходящейся в июле на вертик. ограждение западной ориентации (для стен) или на горизонт, ограждение (для покрытий).
В р-нах со среднемесячной темп-рой июля 21 °C и выше в жилых домах, лечебных и детских дошкольных учреждениях, домах для престарелых и инвалидов, в производств, зданиях, где должны соблюдаться оптим. нормы темп-ры и относит, влажности воздуха, амплитуда колебаний темп-ры внутренней поверхности (наружных стен с тепловой инерцией ограждения D < 4 и покрытий с D < 5) не должна превышать нормативную, иметь макс, значение 2,5°С и уменьшаться для р-нов со средней темп-рой июля более 21 °C.
Оценка теплоустойчивости по отношению к сквозному прониканию тепловых волн важна также для определения тепловой нагрузки на системы вентиляции и кондиционирования воздуха за счет теплопередачи суточных колебаний темп-ры наружного воздуха и интенсивности солнечного облучения наружной поверхности ограждения. Учет теплоустойчивости позволяет сделать расчет нестационарного теплового режима ограждения и обоснованно снизить расчетную нагрузку по
сравнению с полученной из расчета теплопередачи стационарной при макс, за сутки значениях темп-ры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации.
При тепловых воздействиях, направленных из помещения, интерес представляет колебание темп-ры на внутр, поверхности стенки. Т.о. по отношению к внутр, воздействиям проявляется в том, что при гармонич. поступлениях теплового потока на поверхность ограждения темп-pa этой поверхности изменяется также гармонически, но с нек-рым отставанием от гармоники теплового потока. Половину периода теплота передается от нагретой поверхности в глубь ограждения, т.е. аккумулируется им, а вторую половину поверхность отдает аккумулиров. теплоту. Хар- кой теплоустойчивости ограждения в этом процессе является коэффициент теплоусвоения поверхности ограждения У. Чем больше коэфф, теплоусвоения У, тем меньше колебания темп-ры на его внутр, поверхности.
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ — его свойство поддерживать относит, постоянство темп-ры при изменении теплового воздействия на него. Различают Т.п. по отношению к периодич. изменениям наружных и внутр, тепловых воздействий. По отношению к первым Т.п. целиком зависит от теплоустойчивости его наружных ограждений, в частности от затухания и запаздывания тепловой (температурной) волны в них. Через наружные ограждения проникают колебания тепловых потоков от среды, формирующиеся за счет колебаний темп- ры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации. Чем больше теплоустойчивость (т.е. чем. больше затухание тепловых волн) наружных ограждений, тем с меньшей амплитудой изменяются теплопоступления, проникающие через эти ограждения. Амплитуду колебаний теплопоступлений в помещение через последние можно считать векторной суммой колебаний теплопоступлений через каждое наружное ограждение (т.е. при суммировании учитывается несовпадение во времени отд. слагаемых).
Т.п. по отношению к внутр, тепловым воздействиям проявляется в реакции на периодич. изменения тепловых потоков внутри помещения. Такими изменяющимися тепловыми потоками являются, напр., теплопостуйления от некруглосуточно работающих технология, оборудования, освещения, систем кондиционирования микроклимата, периодически пребывающих в помещении людей, солнечной радиации, проникающей через лучепрозрачные ограждения, а также теплопоступления через наружные ограждения за счет теплопередачи и т.д.
Осн. хар-ками Т.п. в этом случае являются показатель теплоусвоения помещения Уп и показатель теплопоглощения помещения Рп. Чем больше Т.п. по отношению к внутр, тепловым воздействиям (т.е. чем больше Уп и Рп), тем меньше амплитуды колебаний темп-ры воздуха Аг 0 и поверхностей, обращенных в помещение (ограждений, мебели, оборудования): Атос. Аг в = Aq/Рп; Ат в - Aq/ Уп, где Aq — амплитуду колебаний теплового потока внутри помещения. Метод теории теплоустойчивости позволяет рассчитать вклад отд. теплопоступлений в суммарное значение Аш и Атос.
Для сокращения нагрузок на системы поддержания микроклимата в разл. условиях в большинстве случаев желательна высокая теплоустойчивость наружных ограждений по отношению к внешн. тепловым воздействиям. Чтобы уменьшить колебания темп-ры воздуха и поверхностей помещения и тем срезать пики тепловых нагрузок на системы кондиционирования микроклимата, желательна высокая теплоустойчивость по отношению к внутр, тепловым воздействиям. В отд. случаяхувеличениетеп- лоустойчивоети по отношению к колебаниям внутр, теплопоступлений (в совокупности с др. мероприятиями) позволяет сократить установочную мощность систем в 1,5—2 раза. Напр., в жарком континент, климате при подаче прохладного ночного воздуха настилающимися струями на теплоустойчивые стены и потолки внутр, слои этих ограждений активно охлаждаются. Днем значит, часть теплопоступлений нейтрализуется возвратом аккумулированного в ограждениях холода ночного воздуха. ,
Для зданий, функционирующих только в дневное время (магазины, спорт» сооружения, административные, учебные и т.п. здания), снижения расходов теплоты на отопление можно достичь, применяя периодич. режим его работы. В рабочее время в помещениях этих зданий поддерживается нормируемая темп-pa, а в нерабочее — система отопления выключается полностью или частично. В результате темп-pa воздуха и ограждений снижается. Перед нач. след» рабочего дня необходимо разогреть помещение. Чем больше Т.п. по отношению к внутр, тепловым воздействиям, тем продолжительнее и мощнее должен быть разогрев и тем меньше экономия теплоты. Поэтому при периодич. отоплении зданий рекомендуется низкая теплоустойчивость помещения по отношению к внутр, воздействиям. Напр., отделка внутр, поверхностей ограждений легкими материалами (акмиграновые потолки, ковровые полы и т.п.) позволит помещению быстрее нагреваться перед рабочим днем при меньших
424 Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем
Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителемТеплоутилизатор с промежуточным теплоносителема — рекуперативного типа; б — контактного типа; 1, 4—теплообменники в канале вытяжного и приточного воздуха; 2 — обводная линия (байпас); 3 — датчик регулятора температуры; 5 — циркуляц. насос; 6 — терморегулятор; 7 — трехходовый регулирующий клапан; 8 — сепаратор (каплеуловитель); 9—орошаемая насадка; 10 — бак с водойа — рекуперативного типа; б — контактного типа; 1, 4—теплообменники в канале вытяжного и приточного воздуха; 2 — обводная линия (байпас); 3 — датчик регулятора температуры; 5 — циркуляц. насос; 6 — терморегулятор; 7 — трехходовый регулирующий клапан; 8 — сепаратор (каплеуловитель); 9—орошаемая насадка; 10 — бак с водой
Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем
Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем
а — рекуперативного типа; б — контактного типа; 1, 4—теплообменники в канале вытяжного и приточного воздуха; 2 — обводная линия (байпас); 3 — датчик регулятора температуры; 5 — циркуляц. насос; 6 — терморегулятор; 7 — трехходовый регулирующий клапан; 8 — сепаратор (каплеуловитель); 9—орошаемая насадка; 10 — бак с водой
а — рекуперативного типа; б — контактного типа; 1, 4—теплообменники в канале вытяжного и приточного воздуха; 2 — обводная линия (байпас); 3 — датчик регулятора температуры; 5 — циркуляц. насос; 6 — терморегулятор; 7 — трехходовый регулирующий клапан; 8 — сепаратор (каплеуловитель); 9—орошаемая насадка; 10 — бак с водой
затратах теплоты. В то же время сохраняется требование высокой теплоустойчивости ограждений по отношению к наружным воздействиям, к-рая предотвратит резкое остывание помещения при внезапном похолодании.
Поступления лучистой и конвективной теплоты в помещение вызывает разл. колебания темп-ры воздуха и внутр, поверхностей ограждений. При колебаниях конвективного теплового потока амплитуда темп-ры воздуха Аш будет больше амплитуды темп-ры поверхностей Ат ос, при колебаниях теплопоступлений от излучающего источника (напр., от солнечной радиации, проникающей через окна), наоборот, Атос > Ащ. При кондиционировании темп-pa воздуха поддерживается постоянной. Теплота отводится из помещения путем конвекции. Если возмущающим тепловой режим помещения является лучистый поток,, то система кондиционирования воздуха должна ассимилировать конвекцией тепловой поток, амплитуда к-рого в (Уп/ Л +1) раз меньше, чем возмущающего лучистого (здесь Л -2 «кА, т.е. сумме произведений коэфф, конвективного теплообмена а к и площадей А поверхностей, обращенных в помещение).
ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ — устройство, передающее теплоту от источника к потребителю с помощью промежуточного рабочего тела — жидкости, циркулирующей в замкнутом контуре, состоящем из циркуляционного насоса, трубопроводов и теплообменных аппаратов, размещенных в нагреваемой и охлаждаемой средах. Такие тепло- утилизаторы получили широкое распространение, поскольку позволяют применять любые теплообменники и циркуляц. насосы общепромышл. назначения при значит, расстояниях между источниками и потребителями теплоты. Этот принцип используют в разветвл. системах теплоутилизации, включающих неск. источников и потребителей теплоты с разл. хар-ками.
При утилизации теплоты вытяжного воздуха для нагревания приточного воздуха могут применяться теплообменники рекуперативного или контактного типа. Возможны также установки смеш. типа, когда один теплообменник рекуперативного, а др. контактного типа. Промежуточный теплоноситель должен быть безвредным, дешевым, иметь темп-ру замерзания ниже миним. темп-ры в расчетном режиме и не вызывать большой коррозии материалов трубопроводов и теплообменников. При темп-ре теплоносителя в расчетном режиме до 5°С применяют воду, при темп-pax ниже 5°С — растворы со-
лей и гликолей. При охлаждении вытяжного воздуха ниже темп-ры точки росы возможно образование конденсата, а прц более низких темп-pax и обледенение части теплообменной поверхности. В этом случае для удаления конденсата предусматривают одну из след, мер: байпас по
Технологическая схема нагревания приточного воздуха в теилоутилиза- торм с промежуточным теплоносителем
1 — вентилятор вытяжной; 2 — рекуператор водовоздушный в канале вытяжного воздуха; 3 — вентилятор приточный; 4 ■— дополнит, воздухонагреватель; 5— рекуператор водовоздушный в канале приточного воздуха; б, 10 — фильтры в канале вытяжного и приточного воздуха; 7— подпиточный насос; 8 — циркуляц. насосы; 9— расширит, бак; Т — датчик температуры; А Р — датчик перепадов; -М— привод вентиляторов, насосов и регулирующих клапанов; Л1, Т21 — трубопроводы горячей и обратной воды сети теплоснабжения; Л2, Т22—то же, для проме- жут. теплоносителя
теплоносителю или приточному воздуху, увеличение расхода теплоносителя в циркуляц. контуре, предварит, подогрев промежуточного теплоносителя или приточного воздуха в дополнит, водо- или воздухоподогревателе. В одной из возможных технологии. схем утилизации теплоты вытяжного воздуха для борьбы с обледенением увеличивают расход промежуточ-
ного теплоносителя при включении второго параллельно установл. циркуляц. насоса от датчиков перепада давления, измеряющих разность давления до и после теплообменника в канале вытяжного воздуха. Очистка вытяжного и приточного воздуха, а также его дополнит, подогрев после тепл- оутилизатора осуществляются обычными способами. Темп-ру приточного воздуха можно регулировать изменением расхода промежуточного воздуха или его дополнит. подогревом до или после теплоутилизатора, байпасированием по приточному или вытяжному воздуху либо обычным способом при наличии дополнит. воздухонагревателя после теплоутилизатора.
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ — показатели, характеризующие интенсивность теплообменных процессов в материалах. К осн. показателям относятся: теплопроводность и теплоемкость. Теплопроводность Я, Вт/(м'°С), численно характеризуется плотностью теплового потока, проходящего через однородную стенку толщиной 1 м при темп-рном градиенте, равном 1 °C. Для строит, и теплоизоляц. материалов находится в пределах 0,03—3 Вт/(м,0С). Наименьшее значение теплопроводности имеет роздух [0,025—0,028 Вт/(м"°С>], наибольшее, — металлы. С увеличением пористости сухого материала его теплоп-
роводность снижается. При значит, увеличении пористости, усиливается конвективный теплообмен в порах и снижение теплопроводности замедляется, а при сквозных сообщающихся порах возможно его повышение. С увеличением влажности материалов воздух в порах вытесняется более теплопроводной влагой и теплопроводность повышается. В л аж-
ность материала зависит от его сорбц. способности и условий эксплуатации. В зависимости от влажностного режима помещений и влажностной зоны места стр-ва различны условия эксплуатации. Соответствующие им значения равновесной массовой влажности и теплопроводности материалов указываются в нормативах, где они приведены при нулевой темп-ре материалов. С повышением темп- ры усиливаются все виды теплообмена и теплопроводность увеличивается. Особенно заметно повышение X для пористых материалов. При отсутствии эксперимент, данных можно воспользоваться ф-лой X t - -Аои + р t), где X о — теплопроводность при О °C; t — средняя темп-ра материала в конструкции. С; р — коэфф., принимаемый для большинства материалов равным 0,0025.
' Объемная теплоемкость ср, Дж/ (м3К), равна произведению массовой уд. теплоемкости с, Дж/ (кг"К), на плотность материала р , кг/м3, и характеризует его теплоинерц. свойства. Среди обычных материалов и сред наибольшей уд. теплоемкостью обладает вода, наименьшей — металлы. С увеличением влажности материала его теплоемкость возрастает. 1
Используемые в расчетах теплопередачи нестационарной показатели температуропроводности, тепловой активности, теплоусвоения и др. являются производными от основных. Коэфф, температуропроводности а- Я/ср, м2/с, характеризует скорость изменения энтальпии материала и используется для расчета темп-рных полей в переходных процессах теплопередачи и процессах непрерывного нагрева (охлаждения) тел. Показатель тепловой активности в - VXcp , Дж/ (м^Кс1^), наз. также коэфф, аккумуляции теплоты, наиболее удобен в расчетах контактной теплопроводности. Отношение показателей тепловой активности двух полуог- ранич. тел, приведенных в соприкосновение, позволяет сразу выявить темп-ру в ■плоскости контакта, к-рая затем поддерживается постоянной в течение всего нестационарного процесса. Коэфф, тепло- усвоения s ~/ЗлЯфТГ , ВтАм^К) [где Т — период колебаний, с], используется в расчетах периодических процессов нестационарной теплопередачи.
ТЕПЛОФИКАЦИОННЫЙ КОТЕЛ — котлоагрегат ТЭЦ, обеспечивающий одновременное снабжение паром теплофикац. турбин и произ-во пара или горячей воды для технология., отопит, и др. нужд. В отличие от котлов конденсац. электростанций в качестве питательной воды для Т.к. обычно используют возвращаемый загрязн. конденсат. Для таких условий работы наиболее пригодны бара
банные котлоагрегаты со ступенчатым испарением, с помощью к-рых можно получить чистый пар при сравнительно небольшой продувке котла. Для установл. на ТЭЦ Т.к. с преобладающими отопит, нагрузками характерно различие сезонных (зимйих и летних) режимов работы, что затрудняет пост, работу Т.к. на оптим. режимах. Поэтому на большинстве ТЭЦ Т.к. имеют поперечные связи по пару и воде. В нашей стране на ТЭЦ наиболее распространены барабанные котлы пароп- роиз-стыо 420 т/ч и выше, давлением пара 14 МПа, темп-рой 560°С. С 70-х гт. на мощных ТЭЦ с преобладающими отопит, нагрузками при возврате почти всего конденсата в чистом виде применяют моноблоки с прямоточными котлами. К Т.к. можно отнести и пиковые водогрейные котлоагрегаты, к-рые используют для дополнит. подогрева воды при повышении тепловой нагрузки сверх наибольшей, обеспечиваемой отборами турбин. При этом вода нагревается сначала паром в во- доподогревателях до 120°С, а затем до 150—170°С в котлах, к-рые обычно устанавливают рядом с гл. корпусом ТЭЦ;, в случае задержки сооружения ТЭЦ водогрейные Т.к. используют для временного обслуживания р-на вместо квартальных котельных. Применение сравнит, дешевых пиковых водогрейных Т.к. для снятия кратковрем. пика тепловых нагрузок позволяет резко увеличить время использования осн. теплофикац. оборудования и повысить экономичность его эксплуатации.
ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ (ТЭЦ) — тепловая электростанция, вырабатывающая электрич. энергию и теплоту, отпускаемую потребителям в виде пара и горячей воды. Использование отра- бот. теплоты паровой турбины является отличит, особенностью ТЭЦ и наз. теплофикация. Комбиниров. произ-во энергии двух видов способствует более экономичному использованию топлива по сравнению с его использованием при раздельной выработке электроэнергии на конденсац. электростанциях (ГРЭС) и тепловой энергии в котельных установках. Замена мелких котельных централизованной системой теплоснабжения способствует экономии топлива, снижению загрязнения воздушного бассейна, улучшению сан. обстановки. .
Исходный источник энергии на ТЭЦ — органич. топливо (на паротурбинных и газотурбинных ТЭЦ) либорасщепляющееся (ядерное) топливо (на АТЭЦ). Наиболее распространены паротурбинные ТЭЦ. Различают ТЭЦ пром, типа — для снабжения теплотой предприятий и отопит, типа — для обогрева и снабжения горячей водой жилых и обществ, зданий. Отопление от ТЭЦ эко
номичнее, чем от индивид, и даже централизов. котельных, т.к. на ТЭЦ сетевая вода подофевается отработавшим паром, темп-ра к-рого немногим выше темп-ры сетевой воды. Теплота от пром. ТЭЦ передается на расстояние неск. км (преимущественно паром), от отопит. — до 20—30 км (горячей водой). Осн. оборудование паротурбинных ТЭЦ — турбоагрегаты, преобразующие энергию рабочего тела (пара) в электрич. энергию, и котлоагрегаты, вырабатывающие пар для турбин. В состав турбоафегата входят паровая турбина и синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, наз. теплофикационными. Отобр. париспользу- ют для производ. и отопит, нужд потребителей, для собств. нужд ТЭС (на подофев питательной воды, ее термин, дегазацию в деаэраторах, питание эжекционных установок, конденсаторов и т.д.). Место отбора (ступень теплофикац. паровой турбины) выбирают в зависимости оттребуемых параметров пара. Отработ. теплоту теплофикац. турбины с противодавлением используют полностью для нужд произ-ва или отопит, системы. Однако электрич. мощность, развиваемая такими турбинами, зависит от тепловой нагрузки, и при отсутствии последней (напр., в летнее время на отопит. ТЭЦ) они не вырабатывают элекфич. мощности. Поэтому турбины с противодавлением применяют при достаточно равномерной тепловой нагрузке, обеспеч. на все время действия ТЭЦ (т.е. преимущественно на пром. ТЭЦ). Работают они обычно параллельно с конденсац. теплофикац. паровой турбиной. У теплофикац. турбины с конденсацией и отбором (или отборами) пара для снабжения теплотой потребителей используется лишь пар отборов, а теплота конденсац. потока пара отдается охлаждающей воде и теряется. Для сокращения потерь теплоты такие турбины большую часть времени должны работать по "тепловому" фафику, т.е. с миним. пропуском пара в конденсатор. Паровые турбины с конденсацией и отбором пара получили преимущественное распространение на ТЭЦ как универсальные по возможным режимам работы. Их использование позволяет регулировать тепловую и элекфич. нагрузки практически независимо одна от др.; в частном случае при пониж. тепловых нагрузках или при их отсутствии ТЭЦ может работать по "электрическому" фафику с необходимой полной или почти полной электрич. мощностью. Электрич. мощность теплофикац. турбин в отличие от конденсац. выбирают не по заданной шкале мощностей, а по кол-ву расходуемого или свежего пара. Именно по этому параметру унифицированы крупные теплофикац. турбоагрегаты. Тепловая нагрузка на отопит. ТЭЦ в течение года неравномерна. Для снижения затрат на осн. энер- гетич. оборудование часть теплоты (40— 50%) в периоды повыш. нагрузки подают
426 Термическая нейтрализация вредных примесей
потребител ям отпиковых водогрейных котлов. Долю теплоты, отпускаемой осн. энер- гетич. оборудованием при наибольшей нагрузке, определяет коэфф, теплофикации ТЭЦ. Подобным же образом можно покрывать пики тепловой (паровой) пром, нагрузки пиковыми паровыми котлами среднего давления. Теплота может отпускаться по двум схемам: при открытой —- пар от турбин направляют непосредственно к потребителям; при закрытой — теплоту к теплоносителю подводят через теплообменники. Выбор схемы в значит, мере определяется водным режимом ТЭЦ.
На ТЭЦ используют твердое, жидкое котельное или газообразное топливо. Вследствие близости ТЭЦ к нас. пунктам на них стремятся применять мазут и особенно газ, менее загрязняющие атмосферу выбросами. ТЭЦ обычно отстоят от источников во- доснабженияназначит. расстояниях, поэтому на большинстве из них применяют оборотную систему водоснабжения с искусств, охладителями — градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ встречается редко. В качестве ТЭЦ могут работать также газотурбинные (для привода электрич. генераторов используют, газовые турбины), парогазовые (оснащ. паротурбинными и газотурбинными агрегатами) электростанции и АЭС. В нашей стране ТЭЦ — основное производственное звено в системе централизов. теплоснабжения.
ТЕРМИЧЕСКАЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ — комплекс способов очистки газов или воздуха от горючих примесей, основ, на высокотемп- рном сжигании их за счет окисления. Применяется для очистки газов от легко-
Простейшие схемы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) с различными турбинами и схемами отпуска пара а— турбина с противодавлением и отбором пара, отпуск тепла по открытой схеме; 6 — кондеисац. турбина с отбором пара, отпуск тепла по открытой и закрытой схемам; 1 — паровой котел; 2 — пароперегреватель; 3 — паровая турбина; 4 —электрический генератор; 5 — регулируемый производственный отбор пара на технологические нужды промышленности;6—
регулируемыйтепло
фикационный \ отбор на отопление; 7—тепловой потребитель; 8 — конденсатный насос; 9 — бак питательной воды; 10 — питательный насос; 11 — подогреватель высокого давления; 12 — деаэратор; 13 — подогреватель низкого давления; 14 — сетевой подогреватель; 15 — отопительная нагрузка; 16 — сетевой насос; 17 — крнденса-
окисляемых токсичных, а также дурно пахнущих в-в. Преимущества методов прямого сжигания: относит, простота аппаратуры и универсальность использования (на работу термич. нейтрализаторов мало влияет состав обрабатываемых газов) . Эти методы применимы для очистки любых газов и паров, продукты сжигания к-рых менее токсичны, чем исходные в-ва. Их используют при концентрации горючих в-в в очищаемых газах, не выходящей за пределы воспламенения.
Горючие примеси сжигают в термич. нейтрализаторах газовых выбросов, к-рые подразделяют на: камерные печи; печи с использованием циклонного принципа смешивания газов; печи со струйным смешиванием газов; системы очистки выбросов в технологич. топках; регенеративные установки термич. нейтрализации; комбиниров. установки нейтрализации; открытые факелы. Конструкция нейтрализатора должна обеспечивать необходимое время пребывания в нем (обычно 0,1—0,5 с, иногда до 1 с) обрабатываемых газов при темп-ре, гарантирующей возможность достижения заданной нейтрализации; рабочая темп- ра ориентирована на нижний предел самовоспламенения нейтрализуемых газовых смесей и превосходит темп-ру воспламенения на 100—150°С. В отдельных случаях отходящие газы со значит, содержанием горючих компонентов могут применяться как топливо. Прямое сжигание газовых выбросов с использованием дополнит, топлива целесообразно, когда нейтрализуемые компоненты выбросов могут обеспечить не менее 50% общего тепловыделения. После сжигания
газы дополнит, очищают в абсорберах или адсорберах.
ТЕРМИЧЕСКАЯ СУШКА ОСАДКОВ — процесс, обеспечивающий обеззараживание и значит, сокращение объема осадков сточных вод. Осадок после термич. сушки представляет собой незагнивающий, свободный от гельминтов и патогенных микроорганизмов сыпучий материал влажностью 10—40%. Благодаря удалению из осадков при сушке большей части влаги их масса уменьшается в неск. раз. Высушенные осадки в отличие от исходных не обладают адгезией к металлам и др. материалам и не слипаются. Это значит, облетает их, транспортировку и дальнейшую утилизацию в качестве удобрения, в произ-ве строит, материалов и т.д. Как правило, термич. сушке подвергают осадки после механич. обезвоживания. Т.е.о. производят на установках, состоящих из сушильного аппарата (сушилки), подогревателей, скрубберов, дутьевых устройств, конвейеров и бункеров.
В зависимости от способа подвода теплоты сушильные аппараты делят на кондуктивные и конвективные. К кон- дуктивным сушилкам относятся: вакуумные, вальцевые, скребковые и шнековые. В вакуумных сушилках (СВШМк, СВТР-10В) процесс сушки осадка происходит в вакууме, создаваемом конденсацией вторичного пара в барометрич. конденсаторе. Сухой осадок влажностью 30—40% выгружается гребками на конвейер. Уд. расход теплоты на 1 кг испаренной влаги равен 2350 кДж. Основными недостатками вакуум-сушилок являются низкая произ-сть, периодичность работы и вследствие этого высокая стоимость сушки. Вальцевая сушилка представляет собой медленно вращающийся полый барабан — валец, обогреваемый изнутри паром с темп-рой 150—170°С. Произ- ность сушилки при темп-ре пара 152°С и времени сушки 0,85 мин составляет 34 кг/ч с 1 м2 барабана, напряжение по испаряемой влаге — 29 кг/ (м^ч). Недостаток вальцевой сушилки состоит в низкой произ-сти и создании в рабочей зоне неблагоприятных условий для обслуживающего персонала. Более широкое распространение получили конвективные сушилки, к-рые делятся на стационарные и динамические. К первой группе относятся сушилки с фильтрующим слоем (барабанные, многоподовые, ленточные, петлевые и др.); ко второй — сушилки со взвешенным слоем (кипящим и фонтанирующим), . распылит. сушилки, а также пневмосушилки. В сушилках второй группы продолжительность процесса меньше, чем в аппаратах первой группы.
В технологии Т.с.о. с целью
Технологическая схема сушки
— дутьевой вентилятор; 2 — газовая горелка; 3 — выносная топка; 4 — ленточный конвейер; 5 — бункер загрузки; 6 — сушильный барабан; 7 — сборная камера выгрузки и дезодорации; 8 — "горячий" циклон; 9— бункер; 10— газоводяной рекуператор; 11 — бак-аккумулятор; 12 — труба Вентури; 13 — скруббер-каплеуловитель; 14 — дымосос; 15 — дымовая труба; 16 — бункер-накопитель; 17 — шнековый питатель; 18 — закрытый конвейер; 19 — насос; 20 — радиальный уплотнитель; 21 -— шлюзовый затвор; 22 — скребковый конвейер
снижения энергозатрат применяют различные методы подготовки осадка: предварит, нагрев, вибрационную или магнитную обработку, введение ПАВ, добавление ретура — 20—70% сухого в-ва пылеобразной фракции осадка, образующейся в процессе сушки и отделяемой в циклоне при Очистке потока газовоздушной взвеси. Барабанные сушилки, выпускаемые отечеств, пром-стью диаметром 1—3,5 и длиной 4—27 м, работают по схеме с прямоточным движением осадка и сушильного агента, в качестве к-рого применяют топочные газы. Частота вращения барабана 1,5—8 мин-1. Сушильный барабан устанавливают наклонно к горизонту (макс, угол наклона 3—4°). Для измельчения, перемешивания и предотвращения налипания осадка в сушилке дополнительно устанавливают цепи, свободно подвешиваемые к внутр, поверхности барабана. Расчетная нагрузка на 1 м3 барабанной сушилки — 60 кг влаги в 1 ч; влажность осадка, %: поступающего — 78— 80, после термической сушки — 20—25; темп-pa сушильного агента (дымовых газов) , °C: на входе в сушилку — 700—800, на выходе из нее — 250. Барабанные сушилки имеют большую единичную произ-сть, но малое напряжение по влаге, что обусловливает их большие габариты, массу и металлоемкость. Эти сушилки требуют высоких капит.. затрат, имеют
низкий кпд и сложны в эксплуатации.
Наиболее эффективны конвективные сушилки динамич. тапа: распылит., пнев- матич. (трубы-сушилки), сушилки со встречными струями, сушилки с кипящим и фонтанирующим слоями. Распылит, сушилки применяют для сушки уплотненного избыточного активного ила влажностью не менее 94%. Темп-pa теплоносителя после газовой топки равна 300— 350°С, а при контакте с илом в сушилке не превышает 150°С. На выходе из аппарата темп-pa отходящих газов снижается до 75— . 90°С. Влажность высушенного ила 5—10%. Высушенный ил совместно с отработанным теплоносителем отводится в циклон, где выгружается через бункер. К недостаткам распылит. сушилок относятся: низкий кпд, громоздкость, наличие быстровращающихся частей в зоне высоких темп-p, создание неблагоприятных сан.-гигиенич. условий в местах выгрузки высушенного продукта, необходимость дополнит. обработки ила (гранулирование) для последующего его использования. Пневматич. сушилки (трубы-сушилки со встречными струями) предназначены для сушки обезвоженных осадков сточных вод и представляют собой вертик. трубу, по к-рой снизу вверх движется смесь топочных газов и взвеш. в их потоке частиц осадка. При прохождении по трубе осадок в течение неск. секунд высушивается до влажности 5—10 % и отделяется от отходящих газов в сепараторе. Эти сушилки являются простыми по конструкции и эффективными аппаратами. Однако они имеют ряд недостатков: большую высоту, трудность регулирования процесса сушки, высокий расход электроэнергии. Недостатками сушилок со встречными струями являютсяизмельчениеосадкаиобразование значит, кол-ва пыли, а также необходимость дезодорации отходящих газов.
Сушилки с кипящим слоем для осад
ков сточных вод имеют круглую или прямоугольную в плане форму постоянного или расширяющегося по высоте сечения. Процесс сушки осуществляется на слое зернистого материала, в качестве к-рого может служить сам высушенный осадок или инертный материал — песок, стеклянные шарики, фторопластовая крошка и т.д. '
Обезвоженный осадок подают в сушилку шнековым питателем; сгущенный осадок — с помощью форсунок в слой или на слой инертного материала. Сушилки с кипящим слоем позволяют получить высушенный осадок заданного гра- нулометрич. состава. Процесс сушки возможен как с применением ретура, так и без него. Основными недостатками сушилок с кипящим слоем являются: сложность гранулирования обезвож. осадков; неравномерное распределение их. по всему кипящему слою; неравномерность времени пребывания частиц осадка' в кипящем слое, из-за чего вероятна выгрузка влажных и недосушенных частиц.
При Т.с.о. происходит выделение большого кол-ва компонентов, к-рые могут загрязнять окружающую воздушную среду: летучие в-ва, пыль, пары влаги, продукты горения топлива. Поэтому установки Т.с.о. должны быть оборудованы системой сооружений, обеспечивающих очистку выделяемого парогазового потока от пыли и токсичных соединений. Рацион, технология процесса сушки должна включать также утилизацию теплоты отходящего парогазового потока.
' ТЕРМОВЛАГОПРОВОДНОСТЬ — процесс влагопереноса в материале, обусл. наличием фадиента темп-ры. Такой вла- гоперенос осуществляется за счет перемещения влаги в виде пара, жидкости и пленок и происходит по механизмам неизотермического скольжения пара, термодиффузии пара в капиллярах, термокапиллярного течения пленок. Т. количественно характеризуется термоградиентным коэффициентом. Наиболее распространено определение этого коэфф, для модели, использующей два частных потенциала влажности: потенциал влагопереноса и темп-ру. В этом случае плотность потока влаги представляется в виде
Ц--Ж-(Ат/Ст)ЖТ,
где 66 — термофадиентный коэфф., отнесенный к потенциалу влагопереноса, 1 °C; 6 — потенциал влагопереноса, °М; Хт —■ коэфф, влагопроводности (отнесенный к потенциалу), кг/ (м-с • М); ст — уд- изо- термич. влагоемкость, 1 /°М.
Для практического определения термоградиентного коэфф, необходимо знать зависимость влагопереноса от влажности
материала и темп-ры. Если такая зависимость известна, то
56 = Ст (дд/дТ) и при Ст” - (<5 и/д 6 )т.
При небольшой влажности материала термоградиентный коэфф, увеличивается при повышении влажности, достигает нек-рого макс, значения, а затем уменьшается. Зависимость термоградиентного коэфф, от влажности определяется капиллярно-пористой структурой материала.
ТЕРМОВОДОЗАБОР — одна или неск. специально оборудов. геотермальных скважин на месторождении геотермальной воды, предназн. для подачи геотерм. теплоносителя на нужды теплос-
Схема кольцевого термоводозабора
— эксплуатационные скважины (радиус расположения гаке); 2 — нагнетательные скважины (радиус расположения гнагн); 3 — первичная тепловая сеть; 4 — центральный геотермальный тепловой пункт;
— первичная тепловая сеть
набжения зданий и сооружений. В зависимости от технологии разработки месторождения Т. может включать либо только эксплуатац. скважины (при са- моизливе или насосной откачке геотерм, воды), либо эксплуатац. и нагнетат. скважины (при обратной закачке геотермальной воды). Кроме скважин и тепловых сетей на Т. может быть располож. центр, геотерм, тепловой пункт с теплообменными аппаратами, насосами, баками, фильтрами и др. оборудованием. В системах с обратной закачкой используется линейное или кольцевое размещение геотерм, скважин.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВОЗДУХА — процессы изменения состояния воздуха в отд. аппаратах кондиционеров. Различают четыре процесса обработки: нагрев воздуха, охлаждение воздуха, увлажнение и осушка воздуха. Первые два в поверхностных теплообменных аппаратах совпадают с изов- лажностным процессом, протекающим при пост, влагосодержании. Увлажнение
воздуха чаще всего осуществляется по изотермическому и изоэнтальпийному процессам. В первом случае процесс происходит в контактных аппаратах при обработке воздуха ■ разбрызгиваемой рециркуляц. водой. Изотермич. процесс протекает при непосредств. подаче в воздух водяного пара. Охлаждение, увлажнение и осушка воздуха возможны в результате политропного процесса изменения состояния воздуха, к-рый осуществляется в контактных аппаратах. При этом направление процесса (увлажнение или осушка) зависит от нач. темп-ры воды.
ТЕРМОСТАТ — прибор, используемый для поддержания пост, темп-ры в помещении либо для включения-выключения насоса или компрессора в системах активного и пассивного солнечного отопления и горячего водоснабжения, в холодильном агрегате или теплонасосной установке. В частности, применяются Т. с биметаллич. пластиной, включающие и выключающие источник теплоты при отклонении темп-ры в помещении от заданного уровня.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ . ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ — комплекс мероприятий, осуществляемых при эксплуатации гор. систем распределения газа с целью создания предпосылок для безопасного проведения эксплуатац. работ и предотвращения возможности возникновения аварий, связ. со специф. свойствами газа. Потенц. опасность, возникающая при эксплуатац. работах, связана со способностью при определ. условиях образовывать взрывоопасные смеси. Предупредит, мероприятия по предотвращению угрозы взрыва осуществляют в двух направлениях. Одно из них — исключение возможности образования взрывчатых смесей в газопроводе в момент проведения на нем огневых работ, др. — предотвращение вероятности появления источника воспламенения при наличии в газопроводе взрывчатой смеси. Предотвращения образования в газопроводе взрывчатой смеси достигают проведением на нем огневых работ при поддержании давления газа, исключающем проникновение в газопровод воздуха, либо при вытеснении из него остатков горючего газа, для чего осуществляют продувку газопровода воздухом или инертным газом.
Одно из гл. условий безопасности эксплуатации газовых сетей — обязательная спец, подготовка работников газового хозяйства.
Ремонтные работы на газовых сетях газоопасны. Под газоопасными понимают работы при наличии или возможном выделении газа. К ним также относят присоединение газопроводов к действующим
сетям, замену отд. участков действующих газопроводов. Профилактич. осмотр заключается в систематич. проверке газопроводов и смежных с ними сооружений на наличие в них газа. Широко распространено определение технич. состояния подземных газопроводов с помощью приборов.
ТИРИСТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ — управление электроприводами посредством тиристоров — управляемых полупроводниковых приборов. С их помощью осуществляется бесконтактное управление, в т.ч. включение или выключение силовых электрич. машин й аппаратов. Напр., можно менять (регулировать) в широких пределах скорость вращения валов электродвигателей вентиляторов и насосов.
ТОПКА — устройство для сжигания органич. топлива для получения высоко- темп-рных продуктов сгорания, теплоту к-рых используют для преобразования в механич. и электрич. энергию или для технология. целей. ТеплообменвТ. осложнен тем, что одновременно происходят горение и движение топлива. В общем случае Т. представляет собой камеру, в к-рую подают твердое, жидкое котельное или газообразное топливо и окислитель, обычно воздух. В Т. котлоагрегатов продукты сгорания отдают теплоту теплоносителю (вода, пар), циркулирующему по трубам (экранам), к-рые размещают на стенах камеры. Суммарная площадь поверхностей стен Ест равна сумме площадей всех поверхностей, ограничивающих ее активный объем: экраниров. и неэк- раниров. стен, свода (потолочное перекрытие), выходного окна (перекрытым
Топка с зажигательным поясом
1 —топочные экраны; 2—горелки; 3—зажигат, пояс
фестоном или первым рядом труб конвективной поверхности нагрева), пода или верхней половины холодной воронки (нижняя часть камерных топок), а если слоевая топка — площади зеркала горения (поверхности . слоя горящего топлива). Лучевоспринимающая площадь поверхности топочного объема /'V. м , равна сумме лучевоспринимающих площадей поверхности Fn отдельных ее участков: ^лт - 2 Гл. Отношение площади стен топочной камеры, занятой луче- воспринимающими поверхностями /*лт, к полной площади ее стен Гст наз. степенью экранирования топки ж - FnT/Fcr. В отличие от газовых и мазутных в пылеугольных Т. во избежание шлакования конвективных поверхностей нагрева продукты сгорания должны иметь темп-ру меньшую, чем темп-pa плавления шлака. Для этого стены Т. сплошь покрывают топочными экранами. В процессе эксплуатации они загрязняются, что приводит к уменьшению тепловосприятия экранов. В ряде случаев часть экранов ошиповывают и закрывают огнеупорной массой (зажигат. пояс), что также приводит к уменьшению их эффективности, к-рое учитывают при расчете, вводя коэфф, загрязнения и закрывания экранов £. Значение коэфф. £ зависит от типа экранов и вида сжигаемого топлива и может изменяться от 0,65 для гладкотрубных экранов при сжигании газообразного топлива до ОД для экранов, закрытых шамотным кирпичом при сжигании всех видов топлива. Предельную" темп-ру дымовых газов (теоретич. темп-pa горения, жаропроиз-сть топлива) Та в Т. определяют по ф-ле Та °* 0т/(1 + *aLo)Cv, где Qt “ теплота сгорания топлива; а — коэфф, избытка воздуха; La —- теоретически необходимый расход воздуха; Ст — средняя теплоемкость топочных газов.
Практически темп-pa в Т. ниже из-за потерь теплоты от хим. неполноты сгорания топлива и на наружное излучение топочной камеры. Темп-pa горения может быть повышена путем предварит, подогрева воздуха или топлива. Для более полного использования топлива топочный процесс ведут с избытком воздуха (см. Коэффициент избытка воздуха), т.е. кол-во воздуха, фактически подаваемого в Т., больше теоретически необходимого для горения. Для интенсификации горения воздух обогащают кислородом. Осн. хар- ками, определяющими эффективность и экономичность работы Т., являются: форсировка или тепловое напряжение сечения Т. (в плане) Q/F, где Q — кол-во теплоты, выдел, при полном сгорании топлива; F — площадь сечения,(для слоевой топкий— площадь поверхности горящего слоя топлива), а также тепловое напряжение топочного объема Q/V (здесь
V — объем топочной камеры). По организации топочного процесса Т. котлоагрегатов подразделяют на 3 основные группы: слоевые, факельные и вихревые. Для удаления из топки газообразных продуктов сгорания применяют дымовые трубы и дымососы. При газоплотном экранировании Т. движение дымовых газов обеспечивается вентиляторами (котлоагрегаты с наддувом); в этом случае топочная камера находится под давлением 3— 5 кПа. См. также Вихревая топка, Камерная топка, Слоевая топка, Топка мазутная и Факельная топка.
ТОПКА МАЗУТНАЯ — камерная топка, применяемая в котлоагрегатах любой паропроиз-сти для сжигания мазута. Состои? из топочной камеры, лучевоспринимающих поверхностей и форсунок. Топочную камеру и луче- воспринимающие поверхности нагрева выполняют так же, как при сжигании пылевидного топлива, с той лишь разницей, что низ камеры ограничивают горизонт, или слегка наклонным поддоном. В котлах неболыпой паропроиз-сти под топки часто не экранируют, чтобы упростить экранную систему. Форсунки размещают на стенах топки и по се углам. При сжигании мазута на трубах экранов и пароперегревателей образуются плотные отложения (корки), к-рые уменьшают коэфф, теплопередачи, вследствие чего повышается теми-ра уходящих газов и уменьшается кпд агрегата. Для удаления корок в мазут добавляют спец, присадки, в результате чего отложения становятся рыхлыми и легко удаляются обдувкой.
ТОПЛИВНИК ПЕЧИ — камера отопительной печи для сжигания топлива, имеющая отверстия для его загрузки, подвода воздуха для горения, отвода продуктов сгорания. В процессе горения топлива горячие дымовые газы нагревают стенки дымооборотов печи, теплота передается через стенки Т.п. в помещения и частично аккумулируется. Т.п. подразделяются на слоевые (горение в осн. в слое твердого топлива) и факельные (горение пылевидного и газообразного топлива в факеле). Воздух для горения топлива подается к слою или факелу из поддувала печи через колосниковую решетку. Размер и форма Т.п. изменяются в зависимости от вида топлива: получаемое при горении уд. тепловое напряжение объема Т.п. Q/V, Вт/м3, должно обеспечивать высокий кпд (ок. 90%). Т.п. отопит, печей мощностью более 3000 Вт выкладывают (или футеруют изнутри) из огнеупорного кирпича. В верхней части Т.п. для сжигания влажного топлива устанавливают паровыпускную щель.
ТОПЛИВНОЕ ХОЗЯЙСТВО теплю вых ста и ц и й (.котельных) — сооружения, устройства и механизмы, необходимые для приема, разгрузки, хранения, перемещения и подачи топлива в котельные и топки котлов, а также,для его обработки и подготовки к ржиганию. Принцип, схема Т.х. зависит от вида, свойств и способа сжигания топлива, произ-сти котельной и ее расположения, а также способа доставки топлива. В общем случае Т.х. разделяют на след, участки: узел доставки и приема поступающего топлива (разгрузка); склады топлива; устройства для подачи топлива в помещение теплостанций (топливоподача); первичная подготовка топлива; учет прибывающего и расходуемого топлива; подготовка топлива к сжиганию; подача топлива в топку. Принцип, технологач. схема компоновки оборудования Т.х. может иметь неск. вариантов, но в общем случае состоит из вагонных весов, через к-рые проходит все поступающее топливо, помещения для размораживания вагонов с топливом в зимнее время, приемно-разгрузочного устройства, дробильной установки и склада. При сжигании твердого топлива в слое система пылеприготов- ления в теплостанции отсутствует. Все поступающее твердое топливо до разгрузки должно быть взвешено. Топливо, доставляемое по ж.д., разгружают на эстакаде котельной. Простейшая из них —- насыпь высотой 1—3 м с улож. на ней ж.-д. путями. Длина эстакады обусловливается суточным расходом топлива и должна обеспечить возможность одновремен, разгрузки неск. вагонов. Иногда вместо эстакады сооружают закрытые разгрузочные сараи для размораживания топлива. После разгрузки топливо подают с помощью автопогрузчиков, грейферных кранов, конвейеров или др, механизмов на склад, с к-рого по мере необходимости его подают в бункеры сырого угля и из них через систему пылеприготовления в топки котельной установки. Запас топлива, расходуемого в периоды перерывов в его поступлении, хранят на территории котельной либо поблизости от нее на специально сооруж. для этого складах. Уголь, сланцы и торф хранят на открытом воздухе в штабелях. В соответствии с назначением независимо от вида топлива склады разделяют на базисные — для длит, планового хранения, для обеспечения группы котельных при длит, задержках в его доставке и расходные (оперативные) — для хранения эксплуатац. запаса топлива, потребляемого котельной в отд. дни или часы при кратковрем. задержках в поступлении топлива. При доставке топлива автотранспортом расходные склады проектируют не более суточного расхода; при доставке по ж.д. — не более 14-суточного. Резервные аварийные склады в зависимости от сте-
пени надежности доставки топлива проектируют с одно-, двухнедельным или месячным запасом топлива. В домовых отопит, котельных при установке котлов под зданиями склады топлива располагают в смежных с котельными помещениях. В крупных отд. стоящих котельных склады топлива сооружают открытыми на спец, подготовл. ровных незатопляемых площадках, имеющих дренажи для отвода атмосферных и грунтовых ВОД. '
При длит, хранении топлива в штабелях и бункерах могут происходить его самонагревание и самовозгорание. Во избежание самовозгорания сроки хранения разл. категорий топлива ограничивают: бурые длиннопламенные угли — 4—12, газовое каменные угли — 12—36, антрациты и каменные тощие угли — 25— Збмес.
ТОПЛИВО — горючие в-ва, осн. составляющим к-рых является углерод, выделяющий при сгорании теплоту. В теп- лоэнергетич, установках выделившаяся из Т. тепловая энергия применяется для получения водяного пара или горячей воды, используемых в технология. процессах для отопления зданий и для произ-ва электроэнергии. Т. разделяют на 2 группы: горючее и расщепляющееся (ядерное). Горючее выделяет теплоту при взаимодействии с др. в-вом (окислителем); при этом хим. компоненты горючего переходят в его окислы. В энергетич. установках окислителем, как правило, служит воздух, содержащий 21 % (по объёму) кислорода, и в особых случаях — чистый кислород. Т. горючее делят на неорганич. и органич. К первому относят неорганич. в-ва и их композиции, к-рые при взаимодействии с окислителем выделяют большое кол-во теплоты. Такими в-вами могут быть алюминий, магний, железо и др. металлы. При произ-ве тепловой энергии для теплоснабжения на ТЭЦ, ТЭС, производств, и отопит, котельных используют в осн. природное органич. Т. Органич. Т. делят на природные ископаемые угли, горючие сланцы, торф, газ, нефть, древесину, растит, отходы и искусственное топливо, к-рое в свою очередь подразделяют на ком- позиц. и синтетич.
Природное Т. содержит углеводород, углерод, водород, их смеси, По агрегатному состоянию его разделяют на твердое, жидкое котельное и газообразное топливо. Отличит, особенностью твердых и жидких Т. является сложность органич. в-в, входящих в их состав. Газообр. Т. представляет собой механич. смесь углеводородов и оценивается по их доле в Т. По составу органич. Т. делится на горючую и негорючую части. Горючая часть (твердого и жидкого Т.) — органич. соединения, образов. 5 хим. элементами: углеродом, водородом, серой, кислородом и азотом,
при этом кислород и азот не участвуют в экзотермич. реакциях и поэтому являются как бы внутр, балластом Т. Горючая часть включает также нек-рые минер, соединения, взаимодействующие с кислородом воздуха при высокой темп-ре со значит, тепловыделением. Негорючая часть Т- — влага, минер, часть, образующая при сгорании золу. Влажность и зольность даже в пределах одного сорта Т. подвержены значит, колебаниям. Влагу, содержащуюся в Т., разделяют на внешн. и внутр, (гигроскопич.). Внешн. попадает в Т. при его добыче, транспортировке и хранении. Кол-во ее колеблется в широких пределах (1—40 %). Эта влага может быть удалена при сушке Т. Внутр, влага связана как с органич. частью Т., так и с минер, примесями в нем. К ней относят коллоидную и гидратную влагу. Первая присутствует в Т. в виде гелей. Кол-во ее зависит от природы и наличия влаги в атм. воздухе. Гидратная влага хим. связана с минер, примесями. Содержание ее в Т. невелико, при его сушке часть коллоидной влаги испаряется, содержание гидратной влаги не меняется. Состав твердого и жидкого Т. обычно выражают в % по массе, при этом за 100% принимают Т. с таким содержанием влаги и золы, с к-рым оно сжигается в топках. Важнейшая хар- ка практич. ценности Т. — теплота сгорания. Для сравнит, расчетов используют понятие условное топливо. Уровень образований ,воды, золы и SOz на единицу теплоты сгорания Т. (на единицу мощности котла) оценивают привед. хар-ками Т.: влажностью И^пр, зольностью Апр и сернистостью Snp.
Качество каменных углей характеризуется выходом при их нагревании без доступа воздуха летучих в-в, переходящих в газо- или парообразное состояние. По свойствам нелетучего остатка судят о спе- каемости данного угля, т.е. о его пригодности для коксования. Окисляемость Т. при обычных темп-pax определяет способы и сроки его хранения. При высокой окисляемости Т. может воспламеняться. Возможность получения высоких темп-р при сжигании Т. зависит от жаропроиз- сти — максим, темп-ры, теоретич. достигаемой при полном сгорании Т. в воздухе; при этом выделяемая теплота полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания. При сжигании в виде пыли затрата энергии на пылеприготов- ление топлива обусловливается его размо- лоспособностью. При слоевом сжигании Т. большое значение имеет его гранулометрический состав, т.е. содержание частиц разл. крупности.
Присутствие серы в Т. обусловливает значит, вредные выбросы в атмосферу. Для защиты окружающей среды разрабатывают различные методы улавливания вредных в-в (оксидов серы и азота,'СО и
др.), а также способы сжигания, при к- рых эти в-ва не образуются. Снижение выбросов соединений серы может быть достигнуто очисткой от них продуктов сгорания или удалением серы из Т. до его сжигания. Достоинства первого метода — значит, эффективность (удаление до 90— 95%) и универсальность применения для всех видов Т., его осн. недостаток — необходимость высоких капит. вложений и эксплуатац.расходов.
ТОПЛИВОПОДАЧА — комплекс механизмов и устройств для подачи топлива со склада в котельную. Осн. среди них: автопогрузчики (применяют с расходом топлива в котельных до 9— 12,5 т/ч); грейферные краны на гусеничном ходу (используют вместо автопогрузчика при расходе топлива 9—33 т/ч и более); скреперные установки; вертикально-горизонт. скиповый подъемник; конвейеры (ленточные, ковшовые И др.). .
ТОРФ (нем. Torf) — горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе естеств. отмирания и неполного распада •болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха. Т. — один из видов местного топлива. Органич. в-во Т. состоит из растит. остатков, претерпевших различную степень разложения. Перегной придает Т. темную окраску. Относит, содержание в общей массе Т. продуктов распада растит, тканей, утративших клеточную структуру, наз. степенью разложения торфа. Различают Т. слабораз- ложившийся (до 20%), среднераз- ложившийся (20—35%) и сильнораз- ложившийся (св. 35%). Элементарный состав Т., %: углерод 50—60; водород 5— 6,5; кислород 30—40; азот 1 —3; сера 0,1— 1,5 (иногда 2,5) на горючую массу. Нераз- ложившийся Т. может служить биотопливом. Для коммунально-бытовых целей прессуют торфяные брикеты.
ТОЧКА РОСЫ — темп-pa воздуха при полном его насыщении водяным паром при пост, влагосодержании.
ТРАНСПОРТНАЯ СКОРОСТЬ СМЕСИ— скорость движения аэросмеси в системе пневматического транспорта, при к-рой транспортируемые частицы не откладываются на дне горизонт, трубопровода.
ТРАП — сан.-техн, прибор, устанавливаемый в сан.-бытовых и др. помещениях зданий для приема и отвода сточных вод с пола. Т. состоит из приемной воронки со съемной решеткой и встроенного сифона с гидравлич. затвором и отводящим патрубком. Его герметично встраивают в конст-
А-АА-Арукцию пола заподлицо с его поверхностью, выполн. с уклоном в направлении решетки Т. Отводящий патрубок присоединяют к канализационной сети. Съемную решетку используют для периодич. прочистки Т. Изготовляют из чугуна или стали с эмалированием внутр. поверхности, а также пластмассы.
А-А
А-А
ТРАССА ГАЗОПРОВОДА — линия, определяющая его положение в пространстве. Проекция Т.г. на план улицы или местности, где она проложена, представляет собой план Т.г., а ее проекция на вертик. плоскость, проходящую через план, является продольным профилем трасс. Т.г. выбирают из условия транспортирования газа к потребителям кратчайшим путем, добиваясь миним. протяженности газопроводов. Газопроводы низкого и среднего давлений прокладывают в отведенных для инж. сетей технич. полосах вдоль улиц, дорогигор. проездов параллельно красным линиям застройки, газопроводы высокого давления — в р-нах с малой плотностью населения и по проездам с малой насыщенностью др. подземными коммуникациями. Прокладка газопроводов по проездам с усовершенствов, дорожным покрытием, а также параллельно путям электрифициров. ж.д. не рекомендуется. Для исключения повреждений близрасполож. наземных и подземных сооружений при стр-ве газопроводов и ремонтных работах на них, а также для осложнения продвижения газа при его утечках в здания и коммуникации устанавливают ’ миним. расстояния между ними и газопроводом. Так, миним. расстояние между газопроводом и зданием в свету должно быть, м: при низком давлении газа—2; при среднем — 4; при высоком до 0,6 МПа—7, привысоком до 1,2 МПа — 10. Регламентированы также расстояния до трамвайных и ж. -д. путей, водопровода и канализации, тепловых сетей идр. сооружений. Наиболее опасны распо- лож. вблизи газопровода безнапорные ком
Трап чугунный эмалированный
I —- съемная решетка; 2 — приемная воронка; 3 — сифон; 4 — отводящий патрубок
муникации (канализация, водостоки ипр.), т.к. по ним вытекающий газ может распространяться на большие расстояния и скапливаться в подвалах, зданиях и сооружениях. Поэтому при проектировании пре • дусматривают наибольшие расстояния от этих коммуникаций. При пересечении газопроводами инж. сетей расстояние между ними всвету должнобыть не менее 0,2 м. Выбор Т.г. производят с учетом корроз. активности грунта и наличия блуждающих токов.
Т.г. наносят в масштабе натопографич. планы с указанием привязок газопровода к пост, сооружениям. После трассировки строят продольный профиль, на к-ром обозначают подземные сооружения, пересекаемые газопроводом. Под профилем указыва- ютдлину и уклоны участков, отметкиповер- хности земли и верха трубы, глубину заложения, диаметры труб и углы поворота.
ТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ — выбор и обоснование трасс (направлений) прокладки теплопроводов. Принцип, направление трасс тепло- магистралей выбирают при разработке генеральной схемы теплоснабжения города, соединяя ими, по возможности кратчайшим путем, источники теплоты системы теплоснабжения с осн. р-нами и узлами тепло- потребления. Трассы устанавливают по то- пографич. картам и картам тепловых нагрузок с учетом существующих и намечаемых к стр-ву подземных сооружений и коммуникаций, гидрогеологич. хар-к грунта. Гидрогеологич. условия трасс в,осн. определяют способы и конструкции прокладки тепловых сетей. Обоснование трасс тепло- магистралей на стадии разработки схемы теплоснабжения позволяетувязать их стр-во со стр-вом др. гор. инж. сооружений. Осн. условия выбора трасс—надежность теплоснабжения, возможность быстрой ликвидации аварий и отказов тепловых сетей, безопасность работы обслуживающего
персонала, экономичность прокладки теплопроводов. Детальная трассировка тепло- маптстралей производится при разработке проектов тепловых сетей и рабочих чертежей. Выбранную в плане трассу привязывают к существующим пост, точкам, красным линиям, канит. зданиям и сооружениям. Миним. расстояния в плане от конструкции тепловых сетей до др. инж. сетей и сооружений выбирают согласно действующим нормативам. В городах трассу тепловых сетей располагают в отвед. для инж. сетей полосах. При необходимости их прокладывают под проезжей частьюулиц, дорог, проездов I гараллельнокрасным линиям, а также в зеленых зонах под газонами. Возможенвы- бор трассы по проездам территорий кварталов и микрорайонов. По условиям безопасности их диаметр не должен превышать 500 мм, атрасса не должна пересекать места возможного скопления населения (спортплощадки, скверы). Распределит, сети диаметром до 360 мм прокладываюттакже в технич. коридорах и подвалах (с высотой не •менее 1,6 м) жилых и обществ, зданий. На пром, предприятиях трассы прокладки тепловых сетей намечают по спец, отвед. технич. полосам совместно с технология, трубопроводами. На вновь застраиваемых территориях города трассы тепловых сетей размещают с учетом планировки и проектов трасс др. подземных коммуникаций во взаимной увязке. По плану трассы тепловой сети составляют продольный профиль по данным геодсз. съемки с указанием всех пересекаемых сооружений.
Использование при трассировкетепло- вых сетей надземной прокладки ограничено. Ее предусматривают при прохождении оврагов, небольших водотоков, при высоком уровне грунтовых вод, в илистых, просадочных, вечномерзлых грунтах. Целесообразна надземная прокладка при возможности выбора трассы вдоль автомобильных и железных дорог, по просекам лесных насаждений.
ТРОЙНИК ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ —• фасонная часть воздуховода, применяемая для слияния или разделения
Тройник вентиляционный.■
а, б — круглого и прямоуг. сечений; 1 — ответвление тройника; 2 — проход
Схемы тройников для систем аспирации и пневмотранспорта
а— асимметричный; б — симметричный; а — угол между ответвлениями; 1 — ответвление тройника; 2 — проход
воздушного потока в двух направлениях. По форме Т.в. бывают круглого и прямоугольного сечений. Для общеобменной
вентиляции применяют унифициров. Т.в. с углом ответвления 90 , для систем
аспирации и пневматического транспорта — с углом ответвления 30° при диаметре основания до 630 мм и 45° — более 630 мм.
ТРУБА ОТОПИТЕЛЬНАЯ — отопительный прибор конвективно- радиац. типа, представляющий собой гладкую или ребристую трубу. Гладкотрубным наз. прибор, состоящий из одной или неск. соедин. вместе гладких труб (из разл. материалов), образующих каналы для теплоносителя змеевиковой или регистровой формы. Собирается или сваривается из труб наружным диаметром 20—150 мм и применяется для отопления обществ, и пром, зданий, особенно пыльных производств, помещений, где нельзя по сан.-гигиенич. требованиям устанавливать ребристые трубы или конвекторы., а также в системах отопления теплиц. В связи с высокой уд. массой и низкой теплоплотностью применение гладкотрубных приборов ограничено. Ребристой трубой наз. прибор с наружными ребрами, используемый в системах отопления пром, зданий, коммунальнобытовых предприятий, а также в сушильных камерах. Выпускаются чугунные ребристые трубы с литыми ребрами круглой, квадратной и прямоугольной формы с фланцами на концах, с литыми фланцевыми калачами (для многоярусной установки) и контрфланцами для соединения с подводящими теплопроводами. Имеются также стальные трубы со спирально-навивными ребрами или проволочными петлями (оцинков. горячим
способом, припаянные или окраш.) и ребристые биметаллич. стальные трубы условным диаметром 215—40 мм со спирально-накатными алюминиевыми ребрами наружным диаметром до 100 мм. Стальные и биметаллич. ребристые трубы соединяются между собой и подводящими теплопроводами на резьбе или на сварке. Чугунные трубы с фланцами соединяются на болтах. Имеются модификации таких труб, соединяемых на ниппелях. Биметаллич. Т.о. поставляются окраш. и неок- раш. (теплоплотность последних в среднем на 8% ниже, чем у окрашенных).
ТРУБОПРОВОД — сооружение из плотно соединенных между собой труб для транспортирования газообразных, жидких и твердых продуктов, в т.ч. готовых изделий. В зависимости от транспортируемого продукта различают газо-, нефте-, подо-, пульпопровод и т.п., пром, и внутриучрежденч. Т. для пневматического транспорта.
ТРУБОПРОВОДЫ ПНЕВМОТРАНСПОРТА — воздуховоды, в к-рых перемещается чистый воздух, и ма-. териалопроводы, служащие для перемещения смеси воздуха с материалом. Осн. требования к Т.п.: высокая герметичность соединений и швов, минимум гидравлич. сопротивлений, невысокая стоимость изготовления и монтажа и достаточно продолжит. срок службы.
В качестве воздуховодов применяют трубы, изготовл. из листовой стали толщиной 0,8—1,8 мм с помощью фальцевых соединений или сварки, а также стальные бесшовные трубы. Отд. участки воздуховодов соединяют с помощью фланцев из полосовой или угловой стали. Средние радиусы кривизны отводов составляют 1,5—1,7 диаметра воздуховода.
Материалопроводы изготовляют из стальных горячекатаных или бесшовных труб с толщиной стенок 2,5—б мм. Секции труб длиной 30—50 м соединяют с помощью сварки или фланцев, колена с прямолинейным участком — только фланцами для удобства их замены в случае износа.
Паралл. соединение Т.п. осуществляется тройниками, к-рые рекомендуется применять при угле слияния потоков 15— 30°. Для отключения отд. участков Т.п. применяют шиберы, к-рые должны быть косыми, чтобы не забивались пылью. Иногда в качестве материалопроводов используют пластмассовые или стекл. трубы. В этом случае велика вероятность возникновения статич. зарядов вследствие трения сыпучих материалов о стенки труб, поэтому необходимы устройства для снятия и отвода этих зарядов.
Для . изменения направления движения смеси в местах разветвления
Т.п. применяют клапаны-переключатели —■ устройства, в к-рых с помощью электродвигателя поворачивается заслонка, переключающая направление потока смеси в нужном направлении.
ТРУБЫ — полые (пустотелые изделия), преимущественно кольцевого сечения и относительно их диаметра большой длины. Широко используются в разл. отраслях нар. хоз-ва в качестве трубопроводов для транспортирования газа, пара, воды и др. жидкостей, твердых в-в. Выполняются из металлов, асбестоцемента, пластмассы, стекла, каучука и др. материалов. Особое значение имеют ме- таллич. трубы — стальные и чугунные. По назначению металлич. Т. делят на водопроводные, канализац., газовые и др. Стальные Т. по способу выполнения бывают бесшовными и со швом. Первые изготовляют гл. обр. прокаткой; меньше используют бесшовные литые и холоднотянутые Т., получаемые волочением. Т. со швом выполняют преимущественно сваркой.
В котлостроении Т. применяют для транспортирования пара высоких параметров. В зависимости от условий работы и конструкции котлов различают Т. жаровые, дымогарные, кипятильные, паро- перегреват., для паропроводов и коллекторов в котельных установках высокого давления и др. Эти Т. изготовляют бесшовными из малоуглеродистой, качеств, легиров. и высоколегиров. (нержавеющей) стали.
В гражданском и пром, стр-ве применяют Т. для трубопроводов, транспортирующих газы, пар при высоких рабочих давлениях (не более 6 МПа) и воду при давлениях, не превышающих, как правило, 2 МПа. Эти Т. изготовляют бесшовными или сварными из малоуглеродистой стали. К ним не предъявляют порыш. и спец, требований по механич. свойствам, состоянию поверхности, размерам, допускам и т.д. Используются Т. и для пневматического транспорта.
Поскольку природный и сжиж. газы не агресивные в-ва, к материалам Т., фасонных деталей и арматуры на трубопроводах, используемых для сооружения газопроводов, не предъявляют спец, требований по корроз. стойкости их внутр, поверхностей. При прокладке трасс газопроводов в осн. применяют бесшовные, сварные прямошовные, спиральношовные Т. из углеродистой конструкц. хорошо сваривающейся стали (содержащие не более 0,25% углерода, 0,056% серы и 0,046% фосфора), а также полиэтиленовые Т. В зависимости от расчетных значений темп-p наружного воздуха, способа прокладки (надземная, наземная, подземная), диаметра трубопровода и его назначения в системе газоснабжения
нормативные документы определяют технич. условия на материалы, к-рые можно применять для изготовления газопроводов, и на способы произ-ва Т. (бесшовные, горячедеформиров., электросварные прямошовные или со спиральным швом). На заводах — изготовителях Т. для газоснабжения подвергают гидравлич. испытаниям. Миним. диаметр Т. для распределит. газопроводов принимают равным 50, для абонентских ответвлений — 25, толщина стенок для подземных и наземных (в насыпях) — не менее 3, для надземных — не менее 2, для подводных переходов — на 2 мм больше расчетной, но не менее 5 мм. Стальные Т. обычно соединяют газовой или электродуговой сваркой. Сварные швы должны быть равнопрочны осн. металлу Т. Доступные для осмотра и ремонта фланцевые и резьбовые соединения используют для присоединения задвижек, кранов и др. арматуры. В качестве прокладочных материалов для флан-г цевых соединений применяют маслобен- зостойкие паронит и резину, для резьбовых соединений — лен трепаный (льняная чесаная прядь), пропит, олифой. Для присоединения к трубам газопроводов низкого давления передвижных горелок газовых, сливных и наливных устройств газонаполнительных станций и на пром, предприятиях при давлении газа до 0,3 МПа применяют резиновые и резинотканевые рукава, учитывая при этом их стойкость к транспортируемой среде при миним. темп-ре эксплуатации. Со. единение с помощью рукавов должно выдерживать пробное гидравлич. давление, в 2 раза превышающее рабочее в системе, а пневматич. — равное рабочему давлению.
Т. чугунные напорные применяют в осн. для транспортирования сточных вод. Изготовляют двумя методами: стационарным литьем в песчаные формы и центробежным или полунепрерывным литьем. В зависимости от толщины стенки Т. подразделяют на классы. Т., производимые по первому методу, имеют 2 класса — А и Б, по второму — 3 класса — ЛА, А и Б.
Полиэтиленовые Т. прокладывают для газоснабжения пос. и сельских нас. пунктов, куда подают природные газы газовых и газонефтяных месторождений, не содержащие ароматические и хлориров. углеводороды. Давление газа в полиэтиленовых трубах на территории пос. и сельских нас. пунктов — не более 0,3, в межпоселковых — не более 0,6 МПа. Полиэтиленовые газопроводы обладают высокой корроз. стойкостью в отношении всех к-т (кроме органич.) и щелочей, электрохим. и биолргич. коррозии; малой массой (в 7--8 раз меньше, чем у стали); повыш. пропускной способностью (примерно на 15%1 больше металлич.) из- за малого гидравлич. сопротивления; долговечностью (срок службы не менее 50
лет); их легко обрабатывать, что снижает трудозатраты при сварочно-монтажных работах. Но полиэтиленовые Т. обладают меньшей механич. прочностью и темп-ростойкостью (расчетный интервал темп-р -40...+60 °C), чем стальные. Их соединение осуществляется оплавлением с применением контактной тепловой сварки встык или враструб.
Для соединения Т. при монтаже, в т.ч. газопроводов, применяют соединит, и фасонные элементы — отводы, переходы с одного диаметра на др., крестовины, тройники, заглушки. Отводы (колена) необходимы для устройства поворотов трубопроводов под разными углами (15; 30; 45; 60; 75; 90°) в горизонт, и вертик. плоскостях. К стальным соединит, частям относятся муфты, контргайки, сгоны, фланцы. В местах установки арматуры
Трубы и фасонные части безнапорныеТрубы и фасонные части безнапорные1—труба; 2 — патрубок компенсационный; 3 — пат- рубокпереходной; V— колено;5—отвод; б—отступ; 7— тройник прямой; 8 — тройник прямой переходный; 9 — троиник косой; 10— крестовина прямая; 11 — крестовина косая; 12 — крестовина двухплоскостная; 13 — муфта
Трубы и фасонные части безнапорные
Трубы и фасонные части безнапорные
(задвижек, кранов) в зависимости от их диаметра применяют резьбовое или фланцевое (плоские приварные фланцы) соединение. Разъемные соединения полиэтиленовых Т., а также их соединение с арматурой, оборудованием и металлич. газопроводами целесообразно осуществлять с помощью фланцев. В этом случае используют приварную полиэтиленовую втулку под фланец или металлич. распорную втулку заклинивающего типа. Такие соединения располагают в колодцах, а под сам стык подводят опору. Для устройства ответвлений, поворотов, переходов на полиэтиленовых газопроводах изготовляют методами литья под давлением, прессованием или гнутьем трубных заготовок соединит, детали (переходы, тройники, отводы под углом 90°) и соединяют их тепловой сваркой встык.
ТРУБЫ И ФАСОННЫЕ ЧАСТИ КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ БЕЗНАПОРНЫЕ — изделия, предназначенные для систем внутр, канализационной сети зданий. Их изготовляют из чугуна и пластмассы (полиэтилена, полипропилена,
434 Тумано- и брызгоуловители
поливинилхлорида) с номин. диаметрами 40; 50; 90; 100; ПО и 150 мм. Сортаментами предусмотрены трубы длиной 750— 2200 (чугунные) и 2000—8000 мм (пластмассовые) , а также фасонные части (патрубки, колена, отводы, отступы, тройники, крестовины, муфты, ревизии, заглушки), обеспечивающие монтаж ка- нализац. трубопроводов разл. схем. Чугунные трубы и фасонные части соединяют с помощью раструбов, герметизируемых просмол, битумизиров. прядью, цементным раствором или расп- лавл. серой, а также стальных хомутов и резиновых манжет, сжимаемых болтами; пластмассовые изделия — с помощью раструбов, герметизируемых резиновыми манжетами, раструбно-стыковой сваркой или на резьбе с использованием накидной гайки и резиновой прокладки.
ТУМАНО- и БРЫЗГОУЛОВИТЕЛИ — устройства для отделения от воздуха или газов мелких капель и брызг. Туманы улавливаются волокнистыми фильтрами — туманоуловителями. Их принцип^ основан на- захвате частиц жидкости при пропускании туманов через волокнистый слой. При контакте с его поверхностью происходят коалесценция уловл. частиц и образование пленки жидкости, к-рая движется внутри слоя волокон и затем распадается на отд. капли, удаляемые с фильтра. Волокнистые туманоуловители разделяют на низко- и высокоскоростные, представляющие собой набор фильтрующих элементов. У низкоскоростных они включают две соосно распо- лож. цилиндрич. сетки из проволоки диаметром 3,2 мм, приваренные ко дну и входному патрубку. Пространство между сетками заполнено тонким волокном (из стекла, полипропилена, полиэфира, поливинилхлорида, фторопласта и др. материалов) диаметром 5—20 мкм с плотностью упаковки 100—400 кг/м3 и толщиной слоя 0,03—0,10 м. Элементы (до 70) крепят на трубной решетке в корпусе колонны. Туманоуловители работают при иг < 0,2 м/с и имеют произ-сть до 18ООООм3/ч. Высокоскоростные туманоуловители выполняют в виде плоских элементов, заполн. пропиленовыми войлоками. Их используют для улавливания туманов к-т и щелочей. Войлоки выпускают из волокон толщиной 20; 30; 50 и 70 мкм.
Для очистки газовых потоков от брызг применяют гравитац., инерц., центробежные и сеточные каплеуловители. Сетки в последних укладывают в пакеты и в качестве сепараторов устанавливают в колоннах. Для улавливания туманов и к-т используют мокрые электрофильтры.
ТУМАНЫ — аэрозоли с капельножидкой дисперсной фазой. Т. состоят из капелек жидкости, образующихся при
термин, конденсации паров, хим. взаимодействии газообразных составляющих или распылении жидкости. При этом в капельках могут содержаться раствор, в-ва или суспендиров. твердые частицы. Размер ка- пелекТ. — 0,3—Юмкм. Значит, часть капелек в Т. имеет субмикронные размеры.
ТУННЕЛЬ, тоннель (англ, tunnel) — гидротехнич. водовод замкнутого поперечного сечения, выполненный путем подземной выработки и используемый в качестве подводящего или водопропускного (сбросного) сооружения. Т. имеют такое же назначение, как и открытый канал; ирригац. и обводнит.., энергетич., водопроводный, канализац., судоходный, лесосплавной, водосбросный и спец, назначения. По гидравлич. режиму потока Т. подразделяют на напорные и безнапорные. Их обычно выполняют с горизонт, или наклонной осью водовода и в зависимости от назначения возводят в виде шахт, штолен или штреке .. Конструкция входа в Т. имеет обычно плавное очертание, а выход оборудуется устройством для гашения избыточной энергии потока. Форму и размеры (диаметр) поперечного сечения гидротехнич. Т. определяют на основе гидравлич. и технико-экономич. расчетов и корректируют с учетом инже- нерно-геологич., гидрологич., климатич., сейсмич. условий и глубины залегания сооружения. Характерная форма сечения напорных Т. — прямоугольная и круглая; безнапорных Т. — прямоугольная с пологим сводом, корытообразная с полукруглым сводом, подковообразная (корытообразная) и др. Гидравлич. расчет напорного Т. производят как для закрытого водовода, а безнапорного — с учетом равномерного движения потока в открытом русле. Поскольку туннельная выработка приводит к нарушению прочности и деформации породы, то по контуру сечения устраивают спец. обделку (облицовку), способную выдержать горное давление. Статич. расчет облицовки Т. осуществляют по соответствующей методике. При этом учитывают внешн. давление от горных пород и грунтовой воды, а также внутр, гидростатич. давление воды. Кроме того, при необходимости производят проверку расчетом на сейсмичность и др. воздействующие факторы. В простейших случаях туннельная выработка обустраивается выравнивающей или противофильтрац. облицовкой. При больших скоростях потока вТ. необходимо предусматривать противокавитац. ме-: роприятия и спец, облицовки.
ТЭН — высокотемп-рный трубчатый электронагреват. элемент, предназн. для прямого преобразования электроэнергии в теплоту. Представляет собой металлич. или кварцевую трубку, заполн. изо
ляцией, внутри к-рой помещена нихромовая спираль. Макс, темп-ра его поверхности 450—500°С. Используется в электроприборе отопительном для нагревания среды, переносящей теплоту в обогреваемое помещение (напр., масла в электрорадиаторе, воздуха в электроконвекторе). ■
ТЭЦ — см. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). '
ТЯГА ЕСТЕСТВЕННАЯ — разрежение на данном участке канала отопительной печи, под действием к-рого происходит движение воздуха или дымовых газов. Оно возникает из-за разности плотностей наружного атм. воздуха и газов в каналах печи и дымовой трубе, т.е. возрастает с увеличением высоты дымовой трубы, с понижением темп-ры наружного воздуха и повышением темп-ры дымовых газов в дымовой трубе.
ТЯГОДУТЬЕВОЕ УСТРОЙСТВО — комплекс механизмов и сооружений, обеспечивающий подачу воздуха в топку котлоагрегата или печи и удаление из нее дымовых газов. К Т.у. относят дымососы, дутьевые вентиляторы, дымовые трубы, дымоходы, воздуховоды. Рабочий процесс в котлоагрегате связан с непрерывной подачей по воздуховодам воздуха в топочную камеру (для горения топлива) и перемещением продуктов сгорания по газоходам: с последующим удалением их из котлоагрегата. При движении воздуха и продуктов сгорания возникают аэродинамич. сопротивления, на преодоление к-рых затрачивается электроэнергия. Различают 4 схемы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания в Котельных установках; с естеств. тягой, создаваемой дымовой трубой, и естеств. засасыванием воздуха в топку в результате разрежения в ней, создаваемого тягой трубы; с искусств, тягой и засасыванием воздуха в топку в результате разрежения, создаваемого дымососом; с искусств, тягой и принуд, подачей воздуха в топку дутьевым вентилятором под давлением до 5 кПа; с наддувом, при к-ром вся котельная установка герметизируется и ставится под создаваемое дутьевым вентилятором нек-рое избыточное давление, достаточное для преодоления всех сопротивлений воздушного и газового трактов, что снимав^ необходимость установки дымососа. Дымовая труба во всех случаях искусств, тяги или работы под наддувом сохраняется для выноса дымовых газов в более высокие слои атмосферы с целью улучшения условий рассеяния их в пространстве.
На основе аэродинамического расчета котельной установки, выполняемого после ее теплового расчета, определяют аэродинамич. сопротивления воздушного
Тягопрерыватель 435
и газового трактов и выбирают дутьевые и тяговые устройства, к-рые рассчитывают на макс, нагрузку котлоагрегата. Дутьевые вентиляторы Ц, ВДН и ВД, применяют при темп-ре всасываемого воздуха 20°С, дымососы Д, ДН и ВДН удаляют продукты сгорания с темп-рой до 250°С. Котлоагрегаты большой и средней мощности оборудуют индивид, дутьевой и дымососной установкой, а в помещениях с котлами малой произ-сти применяют цен- трализов. установки, обслуживающие неск. котлов и имеющие по 2 дымососа и вентилятора. Дымоходы и воздуховоды могут быть подземными и надземными. Первые выполняют из кирпича и бетона, вторые — из металла круглого или прямоугольного сечения. Дымососы и вентиляторы Т.у. обычно приводятся в действие электродвигателями, а на мощных котлоагрегатах — паровыми турбинами. Т.у. ТЭС потребляют 1—2% вырабатываемой станцией энергии, 30— 70% ее расходуется на собств. нужды котлоагрегата. Поэтому при проектировании как самих котлоагрегатов, так и Т.у., предусматривают газовые и воздушные тракты с миним. аэродинамич. сопротивлением. Применяют 3 способа рацион, регулирования произ-сти котлоагрегатов для уменьшения расхода электроэнергии: дросселирование, изменение частоты вращения двигателя, а также использование направляющих аппаратов. Дроссельное регулирование осуществляется введением в газовоздушный тракт дополнит.
сопротивления с помощью шибера. При этом изменяется хар-ка газовоздушного тракта, к-рая приводит к изменению работы насоса и вентилятора. Метод простой, но неэкономичный. Изменение частоты вращения экономически более выгодно, но возрастает стоимость самого электродвигателя. Малоэффективно и пример некие гидромуфт в связи с их значит, стоимостью и сложностью в эксплуатации. Наиболее распространено регулирование направляющими лопаточными аппаратами путем изменения угла поворота лопаток, устанавливаемых на всасывающей стороне вентиляторов и дымососов. Существует неск. типов направляющих аппаратов, из них самый распростран. — осевой. Для котлоафегатов малой мощности используют упрощ. направляющие аппараты с одной поворотной лопаткой, устанавливаемой на прямом участке всасывающего короба. Такое устройство отличается простотой и в то же время экономит 20—30% электроэнергии по сравнению с регулированием заслонкой.
ТЯГОПРЕРЫВАТЕЛЬ — дымоотводящее устройство, предохраняющее газовый прибор от избыточной ТЯГИ, защищающее от возврата в него продуктов сгорания, стабилизирующее работу горелки. газовой. Т.соединяет внутр, пространство трубы с атм., в результате чего уменьшается влияние разрежения в дымоходе на работу прибора. Продукты сгорания движутся через прибор под
Тягопрерыватель
действием тяги, создаваемой самим прибором.При усилении тяги увеличивается подсос воздуха из помещения через 'Г., поэтому разрежение в топочной камере изменяется в незначит. пределах, что приводит к стабильности и безопасности работы газовой горелки. Для предохранения калорифера (теплообменного ап- парата) от засорения сверху, а также попадания продуктов сгорания из дымохода обратно в топочную камеру (при застое или опрокидывании тяги) в Т. установлен отражатель. При врем, нарушениях тяги продукты сгорания выходят из црибора через 'Г. в помещение, что обеспечивает нормальную работу основной горелки водонагревателя.
УВЛАЖНЕНИЕ ВОЗДУХА АДИАБАТНОЕ —- простейший процесс изменения состояния влажного воздуха, протекающий при пост, значении уд. энтальпии воздуха. При этом темп-pa воздуха снижается, а его уд. влагосодержание растет. Процесс У.в.а. осуществляется в оросит, камерах или. др. аппаратах при обработке воздуха рециркулирующей водой. В холодный период года при применении У.в.а. повышается влагосодержание приточного воздуха, что препятствует появлению чрезмерной сухости воздуха в вентилируемом помещении. В теплый период года У.в.а. используется гл. обр. для снижения темп-ры приточного воздуха. Это улучшает темп-рную обстановку в помещении, снижает требуемый воздухообмен. Наиболее эффективно У.в.а. в р- нах с жарким и сухим климатом. В процессе У.в.а. происходит тепло- и мас- сообмен между диспергиров. водой и пото-
-t
Схема процесса увлажнения воздуха адиабатного на диаграмме I— d
точки Н и О — начало и конец процесса увлажнения (<р = 9О...95%); At — перепад температуры; Ad— перепад уд. влагосодержания; £ — угловой коэфф, луча процесса
ком воздуха. Капли воды в результате ее многократной циркуляции принимают темп-ру, близкую к температуре мокрого термометра При контакте с воздухом капля за счет конвективного теплообмена получает от воздуха поток теплоты, расходуемый на испарение. Водяной пар поступает в воздух. Скрытая теплота пара равна конвективной, получ. каплей от воздуха. Луч процесса У.в.а. на диаграмме I—d влажного воздуха направлен по линии I - - const. Угловой коэфф, луча процесса равен нулю. Положение точки О зависит от эффективности аппарата для обработки воздуха водой. Обычно процесс' заканчивается при достижении относит, влажности 90—95%. Реальные процессы У.в.а. отклоняются от линии / - const, т.к. при рециркуляции воды происходит ее подогрев в системе трубопроводов.
УВЛАЖНЕНИЕ ВОЗДУХА ПАРОМ — простейший процесс изменения состояния влажного воздуха, протекающий близко к линии f-const (изотермич. процесс). При У .в.п. уд. энтальпия и влагосодержание воздуха увеличиваются. Процесс У .в.п. осуществляется в спец, устройствах, в к-рых к потоку воздуха подмешивается водяной пар. Этот способ увлажнения позволяет получать воздух, не загрязн. частичками солей, выпадающих при испарении воды в процессе адиабатного увлажнения. Поэтому У.в.п. применяют при вентиляции и кондицио-
Схема диаграммы I—d с нанесением лучей процесса изменения состояния влажного воздуха '
точка Н — нач. состояние воздуха; 8 — угловые коэфф, процессов изменения состояния воздуха при постоянстве температуры, удельных энтальпии и влагосодержания; I—IV—4 косоугольных квадранта, в пределах к-рых лежат возможные направления лучей процессов; г t — удельная теплота парообразования при температуре г
Схема на диаграмме I—d процесса увлажнения воздуха ларом
точки НиК — начало и конец процесса увлажнения; Af — перепад уд. энтальпии; ДА — перепад уд. влагосодержания; 8 — угловой коэфф, луча процесса; г t — УД. скрытая теплота парообразования при температуре t
пировании воздуха в помещениях с повыш. требованиями к чистоте внутр, среды (залы ЭВМ, спец, произ-ва, картинные галереи и т.п.). Воздух увлажняют низкотемп- рным паром, испаряя воду без ее кипения. При использовании острого пара испарители заливают дистиллиров. водой. Луч процесса У.в.п. на диаграмме I—d влажного воздуха направлен вдоль изотермы. При У.в.п., имеющем ту же темп-ру, что и воздух, луч процесса совпадает с изотермой. Если темп-pa пара выше, чем у воздуха, то луч процесса идет чуть выше изотермы — вследствие остывания пара. Отклонение от изотермы незначит., т.к. скрытая теплота парообразования много больше явной, выделяющейся при остывании пара. Для расчетов угловой коэфф, луча процесса принимают равным уд. скрытой теплоте парообразования — - Го* Свп^в (го — уд.теплота испарения при t - 0, Свп — теплоемкость водяного пара), а при построении процесса на I—d диаграмме совмещают луч процесса с линией t-const. Пределом процесса У .в.п. является точка пересечения луча с кривой у-100%.
УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ ЖЕЛЕЗА — реагентный или безреагентный метод очистки, осуществляемый в соответствии с формами и кол-вом железа, а также свойствами и качеством воды. Для обезжелезивания поверхностных вод пользуются, как правило, реагентными методами, подземных — безреагентными.
К реагентным методам У.в.ж. относят: аэрацию, реагентное окисление железа (II) и фильтрование; напорную фло-
Технологические схемы удаления из воды железаТехнологические схемы удаления из воды железа
Технологические схемы удаления из воды железа
Технологические схемы удаления из воды железа
а — упрощенной аэрацией; 6 —с одно- и двухступенчатым фильтрованием; в — с глубокой аэрацией с использованием вакуумно-зжекциоиных аппаратов; г — с сухой фильтрацией; д—на каркасных фильтрах; е — известкованием; 1 и 9 — подача исходной и отвод обезжелез. воды; 2 — воздуходувка; 3 — аэрационное устройство; 4 — повысит, насос; 5 — сброс промывной воды; 6 — скорый фильтр; 7 — установка для фторирования и обеззараживания воды; 8 — вакуум- но-эжекционный аппарат; 10 — осветлит, фильтр II ступени; 11 — каркасно-засыпной фильтр; 12 —- скорый фильтр с сухой загрузкой; 13 — сброс воздуха; 14 — смеситель; 15 — намывной фильтр; 16 — подача намывной воды; 17 — тонкослойный отстойник; 18— вихревая камера хлопьеобразоваиия; 19—сетчатый фильтр; 20 — ввод реагентов
тацию с предварит, известкованием и фильтрование; известкование с коагулированием или отстаивание в тонком слое и фильтрование; электрокоагуляцию, отстаивание или обработку во взвешенном слое и фильтрование; катионирование; фильтрование через модифициров. загрузку. Реагентные мето
ды У.в.ж. применяют при низких значениях pH, высокой окисляемости, нестабильности воды. При этом при концентрации серно-кислого или карбонатного железа или комплексных железоорганических соединений, мг/л,рекомендуются следующие методы: до 10 и перманганатной окисляемости до 15 мг Ог/л —
фильтрование через модифициров. загрузку; до 15 и перманганатной окисляемости до 15 мг Ог/л — упрощенная аэрация, обработка ильным окислителем и фильтрование через зернистую загрузку большой грязеемкости; свыше 10 и перманганатной окисляемости свыше 15 мг Ог/л — предварит, известкование с коа-
Схема обезжелезивания воды в пласте
1 — водоносный горизонт; 2 — погружной насос; 3 — кривая депрессии при зарядке; 4 — отвод обезжелез. воды; 5 — обратный клапан; б — задвижка; 7 — дросселирующий клапан; 8 — расходомер; 9 — эжектор; 10 —- подача водовоздушной смеси в колодец при зарядке
гулированием или напорная флотация и фильтрование, или известкование с коагулированием, или отстаивание в тонком слое и фильтрование; то же качество исходной воды при произ-сти установки по обезжелезиванию до 1000 м3/сут — электрокоагуляция с барботированием, отстаивание в тонком слое и фильтрование.
У.в.ж. катионированием целесообразно при необходимости одновременного умягчения, при этом ионным обменом могут быть извлечены лишь ионы железа (II).
К безреагентным методам обезжелезивания воды относят следующие: упрощенную аэрацию и фильтрование через зернистую загрузку; глубокую аэрацию и фильтрование; "сухое" фильтрование; упрощенную аэрацию и фильтрование на намывных фильтрах; двойную аэрацию, обработку во взвешенном слое и фильтрование; фильтрование в подземных условиях с предварит, подачей в водоносный пласт окисленной воды; аэрацию и двухступенчатое фильтрование.
Безреагентные методы обезжелезивания могут применяться, когда исходная вода имеет: pH не менее 6; щелочность не менее 1,35 мг-экв/л, перманганатную окисляемость (ОК) до 9,5 мг Oz/л. При концентрации железа (II), ‘ мг/л, в бикарбонатной или карбонатной форме рекомендуются следующие методы: до 3 — фильтрование на каркасных фильтрах (рНа 6,8; OKs 6,5 мг Oz/л; H2S S 1 мг/л; COz своб. S 60 мг/л); до 5 — "сухое" фильтрование или обезже
лезивание в пласте (pH ^ 6,6; ОК < 6,5 мг Ог/л; HzS s 2 мг/л); от 5 до 10 — упрощенная аэрация с одноступенчатым фильтрованием (рН^ 6,8; OK s 6,5 мг Ог/л; HzS s 2 мг/л); от 10—20 — глубокая аэрация с использованием вакуумно- эжекционных аппаратов (ВЭА) и двухступенчатое фильтрование или фильтрование на каркасно-засыпных фильтрах; от 20—40 — глубокая аэрация с использованием ВЭА, обработка в слое взвешенного осадка или отстаивание в тонком слое и фильтрование или глубокая аэрация и фильтрование на каркасно-засыпных фильтрах.
При содержании железа (II) более 10 мг/л или содержании HzS а 2 мг/л, при pH а 6 рекомендуется метод глубокой аэрации с последующим отстаиванием в тонком слое воды или обработка во взвешенном слое осадка и фильтрование.
При затруднении выбора метода обезжелезивания воды необходимо проведение технологических исследований непосредственно на месте забора воды.
Метод упрощенной аэрации применим как в гравитационном, так и в напорном варианте в зависимости от производительности установки. Кроме ранее перечисленных показателей метод выбирается исходя из условий, что окислительно-восстановительный потенциал воды после аэрации будет менее -100 мВ и индекс стабильности воды — не менее -0,05. Метод упрощенной аэрации основан на способности воды, содержащей железо (II) и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов и оксидов двух- и трехвалентного железа. Эта пленка активно интенсифицирует процессы окисления и выделения железа из воды. Упрощенная аэрация осуществляется посредством излива воды с небольшой высоты в карман или центральный канал фильтра или вдуванием воздуха в обрабатываемую воду.
Метод "сухой" фильтрации заключается в фильтровании воздушно-водяной эмульсии через "сухую" (незатопленную) зернистую фильтрующую загрузку, образовании в ней вакуума или нагнетании больших объемов воздуха с последующим отсосом из поддонного пространства. При этом на зернах фильтрующей загрузки формируется адсорбционно-каталитическая пленка из соединений железа (и марганца, если он присутствует в воде), повышающая эффективность процессов деман- ганации и обезжелезивания.
Метод упрощенной аэрации с двухступенчатым фильтрованием предпочтительно применять в напорном варианте. Метод аналогичен описанному ранее. В самом
начале обезжелезивания при поступлении на фильтр первых порций воды, когда загрузка еще чистая, адсорбция соединений железа на ее поверхности происходит в мономолекулярном слое. После образования мономолекулярного слоя процесс выделения соединений железа на зернах песка усиливается вследствие того, что образовавшийся монослой химически более активен, чем чистая поверхность песка.
Метод .фильтрования на каркасных фильтрах следует применять для обезжелезивания воды на установках производительностью до 1000 м3/сут. Сущность метода заключается в том, что после окисления железо переходит в осаждающуюся форму — гидроксид. Гидроксид железа в нижней части аппарата намывается на керамический патрон. Нарастающий на патроне слой гидроксида железа служит контактным материалом для новых постоянно намываемых веществ, а сам патрон выполняет функцию только опорного каркаса для фильтрующего слоя гидроксида железа.
На патронных фильтрах сначала происходит фильтрование с постепенным закупориванием пор фильтрующей перегородки. Такое фильтрование заканчивается по достижении определенного соотношения объема твердых частиц, задержанных в порах, к объему самих пор. Затем начинается фильтрование с образованием первоначального слоя осадка, и на этом заканчивается процесс зарядки фильтров и начинается фильтрование с целью обезжелезивания воды.
Метод аэрации с использованием вакуумно-зжекци- он ных аппаратов заключается в окислении кислородом воздуха закисного железа (II). с образованием коллоида гидроксида железа, его коагулировании при pH, равном 6,8—7, и выделении в осадок в виде бурых хлопьев.
Обезжелезивание воды фильтрованием через модифицированную загрузку основано на увеличении сил адгезии на поверхности зерен фильтрующей загрузки в результате образования на ней пленки из соединений, имеющих более высокое значение константы Ван-дер-Ваальса.
Методика модификации загрузки предусматривает ее последовательную обработку 1,5%-м раствором сернокислого железа (II), а затем 0,5 %-м раствором перманганата. Суммарная продолжительность контакта — 30 мин.
Обезжелезивание подземных вод в водоносном пласте основано на формировании в нем "зоны осаждения", в пределах которой происходит интенсивное окисление железа и марганца. Такая зона создается закач-
кой в пласт через поглощение скважины питательной воды. В простейшем случае питательная вода представляет собой обезжелезенную подземную воду, насыщенную кислородом. Если же в подземной воде присутствуют трудноокисляемые формы железа и простой аэрацией питательной воды не удается их удалить, то для интенсификации процесса рекомендуется использовать реагенты. В результате смешения питательной и подземных вод достигается смещение процессов окисления-восстановления в сторону окисления, и железо, гидролизуясь, выпадает в осадок. При этом водовмещающие породы служат фильтрующей средой.
Установка с использованием водозаборной скважины как для отбора обезжелезенной воды, так и для закачки питательной воды в пласт приведена на схеме.
Обезжелезивание воды упрощенной аэрацией, хлорированием и фильтрованием заключается в удалении избытка углекислоты и обогащении воды кислородом при аэрации, что способствует повышению pH и первичному окислению железоорганических соединений. Окончательное разрушение комплексных соединений железа (И) и частичное его окисление достигаются путем введения в обрабатываемую воду окислителя (хлора, озона, перманганата калия и т.п.). Соединения железа (II) и (III) извлекаются из воды при фильтровании ее через зернистую загрузку.
Хлор вводится в водяную подушку через специальную распределительную трубчатую систему; при этом требуется обеспечить необходимую продолжительность контакта окислителя с обрабатываемой водой. В качестве фильтровального аппарата рекомендуются контактные фильтры КФ-5, каркасно-засыпные фильтры, характеризующиеся повышенной грязеемкостью. В контактном фильтре КФ-5 фильтрующая загрузка состоит из трех слоев толщиной по 0,6 м: верхний — керамзит или полимеры с крупностью зерен 2,3—3,3 мм; средний — антрацит или доменный шлак с крупностью зерен 1,25— 2,3 мм; нижний — кварцевый песок или горелые породы с зернами крупностью 0,8—1,25 мм. Скорость фильтрования — 7 ч, промывка — водовоздушная.
Метод напорной флотации основан на действии молекулярных сил, способствующих слипанию отдельных частиц гидроксида железа с пузырьками тонкодиспергированного в воде воздуха и всплытию образующихся при этом агрегатов на поверхности воды. Метод флотационного выделения дисперсных и коллоидных примесей природных вод весьма перспективен вследствие резкого сокращения продолжительности процесса
(в 3—4 раза) по сравнению с осаждением или обработкой в слое взвешенного осадка.
Процесс напорно-флотационного разделения хлопьев гидроксида железа можно подразделить на следующие стадии: окисление закисного железа в окисное; растворение воздуха в воде и образование пузырьков; образование комплексов "пузырек воздуха — хлопья гидроксида железа"; подъем этих комплексов на поверхность воды. Каждая стадия оказывает существенное влияние на эффективность и экономичность процесса.
На эффективность процесса всплывания хлопьев при флотационном разделении оказывают влияние концентрация взвешенных веществ (исходная концентрация железа, доза извести), число и размер пузырьков, продолжительность флотации, а также гидродинамические условия.
Удаление высококонцентрированных устойчивых форм железа из воды аэрацией, известкованием, отстаиванием в тонком слое и фильтрованием достигается после полного окисления железа (И) и деструкции комплексных железоорганических соединений при pH не менее 7,1. Процесс выделения соединений железа в тонкослойном отстойнике носит циклический характер, и при этом эффект обезжелезивания воды зависит главным образом от скорости потока в тонкослойных модулях, исходной концентрации железа и дозы щелочного реагента. Для агломерации хлопьев гидроксида железа, оседающих в отстойнике, вместимость камеры хлопь- еобразования вихревого типа, совмещенной с отстойником, должна быть такой, чтобы обеспечивать продолжительность пребывания обрабатываемой воды не менее 15 мин.
Обезжелезивание поверхностных вод производят одновременно с осветлением и обесцвечиванием. Железо, находящееся в воде в виде коллоидов, тонкодисперсных взвесей и комплексных органических соединений, удаляется обработкой воды коагулянтами (сульфатом алюминия,' хлоридами железа (III) либо смешанным коагулянтом). Для разрушения комплексных органических соединений железа воду обрабатывают хлором, озоном или перманганатом калия. Применение железных коагулянтов обеспечивает более полное удаление железа из воды благодаря интенсивной адсорбции ионов железа на хлопьях Ре(ОН)з. Оптимум адсорбции ионов железа как в случае применения алюминиевых, так и железных коагулянтов лежит в интервале значений pH воды 5,7—7,5. Технологическая схема обезжелезивания воды методом коагулирования включает реагентное хозяйство,
смесители, осветлители воды и фильтры.
УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ МАРГАНЦА производят: увеличением окислительно-восстановит. потенциала среды — применением сильных окислителей без корректирования значения pH воды; повышением значения pH воды при недостаточном окислительно-восстановит. потенциале в случае использования слабых окислителей; совместным применением сильного окислителя и повышением значения pH воды. Мн. методы основаны на окислении присутствующего в воде иона двухвалентного марганца до трех- и четырехвалентных, образущих гидроксиды, растворимость к-рых при pH > 7 меньше 0,01 мг/л. Окисление происходит с помощью перманганата калия, озона, хлора и его производных, кислорода воздуха. Кроме того, удаление марганца из воды возможно ионным обменом (Н- или Na-катионированием), известково-содовым методом, фильтрованием воды через загрузку из марганцевого цеолита, биохим. методами. Для перехода двухвалентного марганца в оксид марганца должен поддерживаться определ. окислительно-восстановит. потенциал, значение к-рого зависит от требуемой в данном конкретном случае концентрации остаточного марганца и pH среды.
У.и.в.м. методом глубокой аэрации с последующим фильтрованием происходит т.о.: первоначально в вакуумно- эжекц. аппарате из воды извлекается диоксид углерода (pH повышается до 8— 8,5), затем вода насыщается кислородом воздуха — диспергируется и фильтруется через зернистую загрузку. Технологии. установка состоит из скорых осветлит, фильтров, над уровнем воды к-рых размещены напорные вакуумно-эжекц. аппараты. Метод применим при окисляемости исходной воды до 9,5 мг Ог/л. Эта технология позволяет успешно обеспечивать де- манганацию, обезжелезивание и дегазацию воды. Необходимое условие данного метода — присутствие в ней двухвалентного железа, к-рое при окислении раствор, кислородом образует гидроксид железа, адсорбирующий на поверхности двухвалентный марганец и каталитически влияющий на его окисление. Процесс успешно протекает при pH аэриров. воды ниже 8,5 и Еп 5 0,4В. При отсутствии железа в воде необходимо добавлять в воду железный купорос — один из самых дешевых реагентов.
Удаление марганца из подземных^од с высоким значением pH может осуществляться в водоносном пласте. При введении в подземный поток воды, содержащей раствор. кислород, окислением двухвалентных железа и марганца достигается их со- осаждение и задержание в порах водовме-
щающих пород. Этот метод целесообразно использовать при содержании марганца в подземной воде до 1 мг/л.
Наиболее эффективным и технологически простым методом удаления марганцу из вод поверхностных и подземных источников на очистных комплексах любой пропускной способности при любом качестве исходной воды является обработка их перманганатом калия. На удаление 1 мг Мп2" расходуется 1,88 мг КМпСЦ. В результате применения перманганата калия образуется дисперс. осадок оксида марганца МпОг, к-рый, имея большую уд. поверхность до 300 м2/г, является эффективным сорбентом. Обработка воды перманганатом калия снижает привкусы и запахи вследствие частичной сорбции органич. соединений мелкодисперсным хлопьевидным осадком гидроксида марганца. Перманганат калия дает возможность удалить из воды как марганец, так и железо, независимо от их форм. В водах с повышенным содержанием органич. в-в перманганат калия как сильный окислитель позволяет разрушить комплексы (устойчивые органич. соединения) с дальнейшим окислением ионов двухвалентных марганца и железа и коагуляцией продуктов окисления. ’
Недостаток метода фильтрования аэриров. воды через загрузку, обработ. оксидами марганца, — постепенное измельчение частиц, образующих покрытие зерен загрузки, и проскок их в фильтрат. Др. недостаток деманганации фильтрованием через "черный песок" — значит, расход перманганата калия. Существует метод деманганации воды фильтрованием через модифициров. загрузку, к-рая приготовляется последоват. пропуском снизу вверх через кварцевый песок растворов железного купороса и перманганата калия, что дает экономию последнего. Для закрепления образующейся из гидроксида железа и оксида марганца пленки на зернах фильтрующей загрузки последнюю дополнительно обрабатывают тринатрийфосфатом или сульфитом натрия. Обрабатываемая вода фильтруется сверху вниз со скоростью 8— 10м/ч. '
Скорость окисления ионов двухвалентного марганца хлором, озоном, диоксидом хлора зависит от значения pH среды. Хлор — сильный окислитель, однако эффект окисления им марганца может быть достаточно полным при pH - 8...8,5, что требует подщелачивания воды. На окисление 1 мг Мп2+ в Мп3+ требуется 1,3 мг хлора. Окисление двухвалентного марганца озоном или оксидом четырехвалентного хлора при pH - 6,5...7,5 завершается в течение 10—15 мин, при этом расход озона составляет 1,45, а оксида четырехвалентного хлора — 1,35 мг на 1 кг двухвалентного марганца.
Удаление двухвалентных марганца и железа из воды методом ионного обмена осуществляется ее фильтрованием через катионитовую загрузку Na- или Н- катионирования в ходе умягчения воды. Метод целесообразно применять при одноврем. глубоком умягчении воды и освобождении ее от двухвалентных железа и марганца.
Биохим. метод удаления марганца заключается в высевании на зернах Загрузки фильтра марганецпотребляющих бактерий и последующем фильтровании обрабатываемой воды. Бактерии поглощают марганец, а отмирая, образуют на зернах песка пористую массу, содержащую большое кол-во оксида марганца — катализатора окисления двухвалентного марганца. Фильтры полностью удаляют из воды марганец при скорости фильтрования до 22 м/ч. Возможно удаление марганца на биофильтрах.
К безреагентным методам очистки воды от марганца относят: глубокую аэрацию с последующей обработкой во взвеш. слое или тонкослойным отстаиванием и фильтрованием, при этом двухвалентный марганец сорбируется на свежеобразов. гидроксиде железа; деман- ганацию в подземных слоях с подачей в пласт окисл. воды или воздуха (технич. кислорода). ■ .
УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ МЕТАНА — процесс очистки воды, осуществляемый для предотвращения образования взрывоопасной ситуации при выделении этого газа в помещениях водоочистных комплексов. Для удаления метана (в обычных условиях он хим. инертен) применяют аэрацию, вакуумную, термин., ультразвуковую и биохим. дегазацию. Эти методы могут быть осуществлены созданием развитой поверхности контакта обрабатываемой воды и воздуха, когда парциальное давление метана становится близким к нулю, и созданием условий, при к-рых растворимость метана в воде резко снижается и приближается к нулю. Сущность метода аэрации заключается в резком снижении растворимости и выделении метана из воды вследствие более низкого парциального давления его в воздухе, чем в воде. Простейший способ У.и.в.м. — продувка (барботирование) метансодержащей воды воздухом или переток ее в виде каскада из одной емкости в другую. При этом глубина У.и.в м. зависит от продолжительности и интенсивности продувки или каскадирования, от темп-ры обрабатываемой воды. Аэрация — экономически целесообразный способ, поскольку не требует дополнит. расходов на разл. хим. реагенты, ухудшающие качество обрабатываемой воды. Аэрацию следует применять при дегазации малоконцентрир. метансодержащих вод. Однако при больших концен
трациях метана в воде последний, будучи взрывоопасным газом, легко выделяется из нее и может создать взрывоопасную ситуацию в помещениях очистных сооружений. Кроме того, выделившиеся при аэрации газы не утилизируются, а выбрасываются в атмосферу, загрязняя ее.
Сущность вакуумной дегазации в том, что она понижает давление до значения, при к-ром вода кипит и растворимость всех газов падает до нуля. При вакуумировании полностью удаляется выделяющаяся из воды смесь газ — воздух, а также взрывоопасные газы, накопившиеся в дегазаторе. Процесс осуществляют в вакуумных дегазаторах, вакуум в к-рых создают с помощью эжекторов, а выделившийся метан утилизируют.
Углеводороды, загрязняющие подземные воды, в частности метан, подвергают биохим. разложению. Для этого используют присутствующие обычно в таких водах бактерии, потребляющие углеводороды. В спец, скважину подают кислород и питат. в-ва, содержащие азот, фосфор и калий, и после снижения содержания углеводородов до приемлемого уровня очищенную воду отбирают через другую скважину. Этот способ не обеспечивает глубокой очистки воды от метана и требует дополнит, затрат.
УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ СЕРОВОДОРОДА — процесс очистки воды с целью ее дезодорации и стабилизации физ. (аэрация), хим. (использование сильных окислителей) и биохим. (окисление спец, бактериями) методами. При аэрации вода, содержащая сероводород, приводится в соприкосновение с воздухом, где парциальное давление H2S близко к нулю; благодаря этому создаются условия, при к-рых растворимость и концентрация H2S в воде становятся ничтожно малыми. Аэрац. установки, применяемые в технологии очистки воды от сероводорода, делятся на: пленочные дегазаторные, представляющие собой колонки, снабженные разл. насадками, по к-рым вода стекает тонкой пленкой; пенные дегазаторные; барботажные дегазаторные, в к-рых через слой медленно дегазируемой воды продувается сжатый воздух; вакуумные дегазаторные, в к-рых с помощью вакуум-насосов, паро- или водоструйных эжекторов создается вакуум, вызывающий кипение воды при данной ее темп-ре.
Хим. метод очистки обеспечивает наиболее полную дегазацию. При этом методе происходят в осн. окисление сероводородных соединений'или связывание их с др. молекулами и переход их в менее активную форму в воде, а также окислительно-восстановит. процессы. Сероводород — сравнительно сильный восстановитель, и в зависимости от вида и
кол-ва окислителя сероводородные соединения могут быть окислены до свободной серы, тиосульфатов, сульфидов и сульфатов. В отечеств, практике наиболее распространен метод очистки воды от сероводорода хлором. На 1 мг окисляемого сероводорода расходуется 2,1 мг хлора. В результате реакции образуется взвесь коллоидной серы в кол-ве, приблизительно равном кол-ву сероводорода или гидросульфидов. При дозе хлора 8,4 мг на 1 мг сероводорода осн. продуктами реакции являются сульфаты. Для полного удаления сероводорода требуется 5 мг хлора на 1 мг сероводорода. Для очистки воды от серы, полученной в результате хим. реакции, необходимы коагуляция и фильтрование. Для устранения неприятного запаха после аэрирования и хлорирования рекомендуется фильтрование через активный уголь. Кроме того, для очистки воды от сероводорода применяют диоксид хлора СЮг при малых дозах в интервале pH * 6,8...8,5. Продуктами окисления являются в осн. тиосульфат и сульфат-ионы, а также сера и сульфит- ионы. Окисление сероводорода кислородом воздуха производят только в присутствии катализаторов — соединений переходных металлов, тиок-т и их солей, органич. в-в. Хорошо себя зарекомендовали в качестве катализаторов KMnO4, FeSO4 омарганцованный ("черный") песок, активный уголь, графит, дробл. магнетит. Для окисления 1 мг сероводорода требуется 6 мг КМпО4. В процессе взаимодействия сероводорода и марганцевокислого калия образуются коллоидная сера и тонкодисперсная взвесь диоксида марганца, придающие воде мутность и бурый цвет, и возникает опасность насыщения воды марганцем и его соединениями. При этом требуется последующая сложная водообработка. В качестве альтернативной применяется очистка воды от сероводорода непрерывным добавлением перманганата калия в фильтры с обработанным марганцем глауконитовым песком, к-рый используют для удаления растворимого железа, марганца и сероводорода, при этом песок регенерируется с помощью перманганата калия. Обработанный марганцем глауконитовый песок получают поочередной промывкой его растворами соли марганца и перманганата калия. Этот песок представляет собой черный гранулиров. минерал, служащий контактной средой окисления и фильтрующим материалом.Известен метод У.и.с.в., заключающийся в непрерывной подаче 1 — 4%-ного раствора перманганата калия перед фильтром на поверхность обработ. марганцем глауконитового песка, покрытого фильтрующим материалом из антрацита толщиной в неск. см. Образующиеся нерастворимые продукты задерживаются фильтром. Если
доза перманганата калия недостаточна, то обработ. марганцем глауконитовый песок может удалить неокисленные водородные соединения; если слишком велика, то песок использует избыток перманганата калия для своей регенерации. В ходе реакции перманганат калия восстанавливается до нерастворимого гидроксида марганца, к-рый действует и как коагулянт, и как адсорбент.
Хорошо известна технология удаления из воды сероводорода с использованием диоксида водорода. В результате обработки им воды образуется сера, при дальнейшем фильтровании воды через активиров. уголь исчезают запах и цвет, увеличивается кол-во растворенного кислорода, что облегчает дальнейшую очистку воды от сероводорода. Для очистки воды от последнего применяют гидроксид железа Ре(ОИ)з. При добавлении к воде суспензии гидроксида железа происходит связывание сероводорода гидросульфидных ионов с образованием сульфида железа. Его осадок отделяют от воды отстаиванием, после чего он может быть регенерирован продувкой воздухом. Одна и та же суспензия гидроксида железа может быть многократно использована с нек-рым добавлением солей железа РеОг и FeSO4. При применении этого метода достигается практически полная очистка воды от сероводорода.
Сравнительно сильным окислителем для сероводородных соединений в воде является озон. При обработке воды озоном одновременно достигаются ее обесцвечивание, дезодорация и обеззараживание. Расход озона составляет 0,5 мг на 1 мг сероводорода. Сероводородные соединения окисляются до элементарной среды, а при расходе 1,87 мг озона на 1 мг сероводорода процесс окисления сероводорода заканчивается образованием серной к-ты. Для очистки воды от сероводорода применяют сорбционные методы. В качестве адсорбентов в большинстве случаев исп^дьзуют древесные активные угли: Б АУ, ДАК, ОУ, АГ-3. Вместе с активными углями можно применять разл. окислители Оз, СЮг, КМпО4, что позволяет сократить общий расход и объем сорбентов и реагентов. На процесс адсорбции существ, влияют структура угля (в осн. объем микропор), концентрация сероводорода в исходной воде, а также структура оксидов, образующихся на поверхности угля в процессе адсорбции сероводорода. Эти методы реализуют на угольных открытых или напорных фильтрах с предварит, вводом окислителя в обрабатываемую воду.
При биохим. очистке воды от сероводорода окисление его происходит в результате жизнедеятельности серобактерий активного ила, часто встречающихся в серных источниках, почве и биопленке.
Для массового развития этих организмов необходимо присутствие в воде сероводорода и кислорода, а также биогенных в-в, фосфора, калия. В ряде случаев микроорганизмы плохо развиваются, если отсутствуют некоторые элементы: железо, магний, цинк, медь, молибден, бор, марганец, кобальт.
Биохим. метод реализуют, применяя двухступенчатую схему —• аэроокислитель (аэрофильтр, аэротенк- смеситель — вторичный отстойник, реактор биохим. окисления) и скорый фильтр. Во избежание образования анаэробных условий в нижних слоях загрузки фильтра и для предупреждения восстановления там соединений серы до сероводорода рекомендуется введение хлора в водяную подушку фильтра или периодич. продувка загрузки сжатым воздухом снизу вверх.
УДАЛЕНИЕ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИОННЫМ ОБМЕНОМ — может осуществляться как сильнокислотными (в водородной форме), так и слабокислотными (в натриевой форме) катионитами. Тяжелые металлы — медь, цинк, никель, кадмий и др. мохут содержаться в сточных водах раздельно или в смесях в различных комбинациях и колич. соотношениях. Рекомендуются следующие марки катионитов: КУ-2, КБ-4, сульфоуголь, КУ-1. Na- катионирование применяют преимущественно при извлечении ионов тяжелых металлов из разл. однокомпонентных р-ров для последующей утилизации их соединений. Для очистки многокомпонентных слабоконцентриров. сточных вод применяют в основном Н- катионирование. Эффективность и экономичность извлечения указ, ионов методом ионного обмена зависят от их концентрации в сточных водах, величины pH, общей минерализации воды, от наличия и концентрации иоиов кальция и железа. Увеличение общей минерализации сточных вод существенно снижает емкость сульфокатионитов и незначительно сказывается на емкости карбоксильных катионитов. Однако карбоксильные катиониты могут применяться только при очистке нейтр. или слабощелочных сточных вод.
Сильнокислотные сульфокатиониты эффективно извлекают ионы цинка в широком диапазоне значений pH, вт.ч. из кислых сред. Регенерация насыщенных сульфокатионитов производится 10 %-ми р-рами серной к-ты, карбоксильные катиониты могут регенерироваться 5%-м р-ром Каг8О4. Концентрация цинка в элюатах незначительна и достигает лишь б— 9 г/л. Ионы меди из сточных вод могут быть полностью выделены на катионите КУ-1. Сорбц. емкость этого катионита по
меди при щелочной реакции воды (рН~ 12...12,4) составляет 37—50гна 1 л набухшей смолы. Рекомендуется регенерировать отработ. катионит 5 % -м р-ром соляной к-ты. Содержание меди в элюатах достигает 15—17 г/л. Сорбция меди из кислых сточных вод катионитом КУ-1 подавляется. В таких случаях целесообразно применять сильнокислотные катиониты. Их регенерацию возможно осуществлять 10—20 %-м р-ром серной к- ты. Извлечение ионов никеля из сточных вод эффективно осуществляется на катионите КУ-2-8. Скорость фильтрования сточных вод 12—15 м/ч. Регенерация катионита производится 20 %-м р- ром серной к-ты со скоростью 0,5 м/ч при расходе регенерирующего р-ра 2 л на 1 кг загрузки (0,45 кг H2SO4 на 1 кг катионита). Концентрация сульфита никеля в элюате достигает 250 г/л (95 г/л по никелю). Получ. при регенерации элюаты могут быть использованы в процессах никелирования.
При наличии в сточных водах сложных смесей катионов большое значение имеет селективность их поглощения катионитами. При обмене на сильнокислотном катионите КУ-2 установлен след, ряд катионитов по энергии их вытеснения одного др.: Н+< Na+<NH4+< <Mg2+ < Zn2+ < Со2+ < Cu2+< < Cd2+< Ni2+< Ca2* < Cr2+ < Pb2+ < Ba2+. При обмене на слабокислотном катионите КБ-4 ряд катионов отличается от приведенного выше: Mg2+ < Са2+< Ni2+ < Со2+< < Сц2+. Из катионов Cu2+, Ni2+, Zn2+ и Сг + наименее сорбируемый катион цинка; в системе медь—никель — ион меди. При извлечении ионов Си , Zn , Ni , Сг + из сточных вод заводов цветных металлов с суммарным их содержанием 13 мг-экв/л полная динамич. обменная емкость катионита КУ-2-8 по ионам Zn , Cu2+, Ni2+, Сг3+ равна соответственно 0,095; 0,35; 1,35; 2,55 мг-экв/г (суммарно 4,345 мг-экв/г). При совместном присутствии всех указ, катионов система рассчитывается как однокомпонентная по наименее сорбируемому иону (Zn2+), принимая его концентрацию равной сумме концентраций всех извлекаемых катионов, а емкость катиона равной емкости' его по этому же катиону при сорбции из индивид, его р-ра. При включении в воде ионов кальция в значив. концентрациях применение для регенерации катионитов р-ров серной к-ты или сульфата натрия связано с образованием малорастворимого CaSO4 и загипсовыванием слоя ионита. В этих случаях регенерацию катионитов рекомендуется проводить р- рами соляной к-ты и хлористого натрия.
При ионообм. очистке сточных вод, содержащих катиониты мн. металлов, элюаты от регенерации катионитов представляют собой кислые р-ры смеси солей
этих металлов. Переработка таких элюатов с целью выделения и утилизации отд. металлов — задача сложная и часто экономически нецелесообразная. Обычно их подвергают реагентной обработке вместе с концентриров. отходами произ-ва (в галь- ванич. производствах — отраб. электролиты и р-ры от обработки металлов). Элюаты, образующиеся от регенерации катионитов в процессах извлечения ионов металлов из их индивид, р-ров, могут утилизироваться в виде р-ров ртих солей или перерабатываться с извлечением чистых металлов. Так, напр., металлич. кадмий может извлекаться из его сернокислых р-ров электролизом при использовании катодов из алюминия. При плотности тока 75 А/м2 и расстоянии между Электролитами 5 см степень извлечения кадмия составляет 90—96% при катодном выходе по току 90—93 %. Уд. расход электроэнергии составляет 1,6 кВтч на 1 кг кадмия. После извлечения катионов металлов вода, выходящая из катионитовых фильтров, имеет кислую реакцию. Для нейтрализации и деминерализации ее с целью повторного использования в произ- ве Н-катиониров. воду подвергают анионйрованию на слабооснбвном анионите в гидроксильной форме (АН- 2Ф, АН-22, АН-31).
УДАЛЕНИЕ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ФЕНОЛОВ (КАРБОНОВОЙ К-ТЫ) ИОННЫМ ОБМЕНОМ — может осуществляться как катионитами, так и анионитами. Катионирование применяется для обесфеноливания минерализов. кислых и нейтральных сточных вод, анионирование — слабоминерализов. сточных вод. Рекомендуются следующие марки ионитов: сульфоуголь, КУ-1, ЭДЭ- 10П, АВ-17.
Емкость сильноосновного анионита АВ-17 по фенолу в интервале значений pH 6—12 постоянна. Анионит промежуточной основности ЭДЭ-10П имеет макс, емкость при величине pH 8,5. Обесфе- ноливание сточных вод производится фильтрованием их через плотные слои ионитов со скоростью 8—10 м/ч при концентрациях фенола до 1 г/л и 2—3 м/ч при концентрациях 3—15 г/л. Регенерация анионитов, насыщ. фенолом, производится 4—10 %-ми водными или водно-спиртовыми (метанольными) р- рами едкого натра при скорости их протока через ионит 0,5—0,8 м/ч. Содержание фенола в наиболее концентриров. фракциях элюалитов составляет 5%. Эти фракции могут быть использованы в произ-ве сырого фенола. Расход едкого натра зависит от степени регенерации анионитов. Для 60% извлечения фенола при регенерации анионита ЭДЭ-10П требуется 10-кратный, а при регенерации анионита АВ-17-7 — 5-кратный расход
щелочи по сравнению с теоретич. Расход едкого натра уменьшается при использовании в процессах регенерации водноспиртовых растворов. Катиониты, используемые для обесфеноливания сточных вод, регенерируются метанолом при скорости элюирования 0,3—0,5 м/ч. Общий расход метанола зависит от исходной концентрации фенола в сточных водах и составляет 15—20 л на 1 кг извлеч. фенола. Макс, концентрация фенола в элюате достигает 9%. Расход воды на отмывку катионита после регенерации — 0,4—0,6 объема на 1 объем загрузки. После ректификации в щелочной среде метанол может быть использован повторно в процессах регенерации катионита, а фенолят натрия утилизируется для получения фенола. Сточные воды после обесфеноливания Н- катионированием имеют кислую реакцию. Для нейтрализации и деминерализации с целью возврата их в произ-во они подвергаются ОН-катионированию на слабоосновном анионите.
УДАЛЕНИЕ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ХРОМАТОВ ИОННЫМ ОБМЕНОМ — осуществляется как катионитами, так и анионитами. Хром в сточных водах присутствует в основном в 6-валентном состоянии (хромат — СгО42" и бихромат- ион-СщО?2'), а также в виде катионов 3- валентного Сгз. Для извлечения соединений 6-валентного хрома используются аниониты, 3-валентного хрома — катиониты.
Очистка сточных вод от 3-валентного хрома производится совместно с извлечением катионов др. металлов. Для извлечения хромат- и бихромат-ионов рекомендуется использование сильноосновного анионита АВ-17, а также слабооснбвных анионитов АН-18П и АН-251. Установлен след, ряд анионитов сильных к-т по энергии их поглощения сильноосновным анионитом АВ-17: СггО?2" > СгО42"> >SO42"> NO3* > СГ. Уменьшение поглощаемости анионитов в этом ряду связано со строением и валентностью обменивающихся анионов. Последовательность расположения ионов в ряду поглощаемости сохраняется такой же и для слабооснбвных анионитов (АН-18-10П). Т.о., при извлечении хроматов из сточных вод содержащиеся в них сульфаты, хлориды и нитраты могут вытесняться из анионита хромат-ионами. Однако использование обменной емкости смолы по хромат-ионам в значит, степени зависит от наличия др. анионов и соотношения между ними.
Отсутствие нитрат-ионов в подвергаемом очистке стоке ведет к увеличению рабочей обменной емкости по хромат- ионам до 50%. При извлечении хроматов из сточных вод с малым содержанием др. анионов сильных к-т динамич. обменная емкость анионитов АВ-17-8, АВ-17-16 и
АН-18 по 6-валентному хрому до проскока составляет соответственно, г-экв/м. 720—780; 480—550; 450—780. (
Емкость анионитов как слабоосновных, так и сильнооснбвных по хрому не зависит от величины pH в пределах 1 —6 и значительно снижается с увеличением значения pH до 6. Регенерация сильноосновных анионитов при извлечении соединений хрома проводится 8—10%-м, слабоосновных анионитов 4-6 %-м р-ром едкого натра. При этом расход элюента значительно выше теоретич. Элюенты от регенерации анионитов содержат до 40— 50 г/л 6-валентного хрома. Такие элюенты могут быть утилизированы или подвергнуты обезвреживанию реагентными или электрохим. способами. Из-за низкой селективности используемых при очистке хромсодержащих сточных вод анионитов АВ-17 и АН-18-10П элюаты от регенерации представляют собой р-ры смесей натриевых солей разл. к-т с большим избытком щелочи. Для получения утилизируемых соединений хрома такие р-ры требуют применения чрезвычайно сложной технологии переработки. Использование для извлечения хрома высокоселективных слабоосновных анионитов АН-251 и его аналога ВП-Ш в солевой (в сульфатной) форме, обладающих высокой динамич. обменной емкостью, на 20— 25 % превышающей ДОЕ АВ-17 и АН-18- 10П (для АН-251 она составляет 60—65 г на 1 л набухшей смолы — 1100—1200 г- экв/м3) с последующей регенерацией их 4—8%-ми р-рами гидроксида натрия, позволяет получать р-ры хромата натрия с концентрацией хрома более 40 г/л с миним. содержанием постор. примесей без избытка щелочи и значительно снизить ее расход на регенерацию. Установка для извлечения хрома из сточных вод должна включать механич. фильтры (при наличии в сточной воде 8 мг/л грубодисперсных примесей), адсорбц. (при содержании эфирорастворимых 5 мг/л), Н-катионитовые и анионитовые фильтры.
УДАЛЕНИЕ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ЦИАНИДОВ ИОННЫМ ОБМЕНОМ — осуществляется сильноосновным анионитом. Цианиды — соли цианистоводородной (синильной) к-ты — в сточных водах присутствуют в виде простых (СЮ и комплексных Me(CN)m" анионов, где Me — катион меди, цинка, кадмия, золота, серебра, т—число цианид-ионов, равное 2, 3, 4,..., п — валентность комплексного аниона, равная -1, -2, -3,... Для обработки сточных вод, имеющих щелочную реакцию, применяются аниониты в солевой форме; для нейтр. и кислых (случай, встречающийся редко) сточных вод анионообм. смолы применяются как в солевой, так и в гидроксильной форме. При использовании анионитов в солевой фор
ме для извлечения из сточных вод с высоким значением pH простых цианидов можно применять только силыюосновные аниониты. Емкость слабоосновных анионитов по цианид-ионам в солевой форме незначительна. В нейтр. или слабокислых р-рах цианиды находятся в виде слабодиссоцииров. синильной к-ты (Кдисс" 4,5'1О"10, рК - 9,31). Т.к. ионный обмен возможен только при одноврем. диссоциации как к-ты, так и функцией, групп смолы, необходимо, чтобы: между цианидами (синильной к-той) и анионитом в гидроксильной форме соблюдалось неравенство: 14 - рК катионита > рК к-ты. Учитывая, что рК слабоосновных анионитов находится в пределах 7—9, это неравенство не соблюдается, и такие аниониты в гидроксильной форме также не могут поглощать цианиды из сточных вод. При сорбции цианидов сильноосновными анионитами в гидроксильной форме (рК ионитов равно 0—1) это неравенство соблюдается и последние эффективно поглощают цианиды из нейтр. и слабокислых р-ров. При сорбции цианидов смолами в солевой форме из нейтр. или слабокислых стоков одним из продуктов реакции обмена является синильная к-та, к-рая полностью сдвигает равновесие обмена влево и взаимодействия между анионитом и синильной к-той не происходит. При выборе формы анионита для извлечения цианидов и оптом, значения pH стоков, подаваемых на иониты, следует учитывать, что сорбция цианидов анионитами в солевой (хлоридной) форме из щелочной среды проходит с выделением сильного электролита (хлоридов), к-рый сдвигает равновесие реакции влево. В то же время сорбция цианидов из нейтральных или слабокислых сред анионитами в гидроксильной форме идет с образованием воды. Поэтому емкость анионитов в гидроксильной форме выше, чем в солевой. Т.о. процесс извлечения цианидов из сточных вод целесообразно проводить при работе смолы в гидроксильной форме при подаче на иониты сточных вод, имеющих нейтр. или кислую реакцию. При высоком значении pH исходной сточной воды перед подачей на анионит ее подвергают Н- катионированию, в результате чего величина pH воды перед поступлением на анионит снижается и извлечение цианидов на анионите происходит в наиболее благоприятных условиях. При сорбции простых цианидов одна гидратиров. активная группа смолы присоединяет только один цианид-ион, в то время как при взаимодействии с комплексными анионами она поглощает их в 1,5—2 раза больше. Кроме того, при увеличении валентности сорбируемого иона степень сродства к аниониту возрастает. Поэтому многовалентные анионы цианистых комплексов поглощаются смо
лами в большей степени, чем простые, одновалентные и емкость анионитов по цианидам больше при поглощении из р- ров цианистых комплексов. Для извлечения цианидов из сточных вод рекомендуются: сильноосновный анионит АВ-17 и анионит средней основности ЭДЭ-10П. При очистке сточных вод, содержащих цианиды, связ. в комплекс с медью, обменная емкость АВ-17 до проскока составляет: по меди 37,5—74 мг/г (3,7—7,4% массы смолы), по цианид-ионам 48—115 мг/г (5 —11,5 массы смолы). Аниониты сильных к-т значительно снижают емкость анионита АВ-17 по цианидам. Для предотвращения этого рекомендуется перед анионированием на сильнооснбв- ном анионите подвергать воду предварит, анионированию на слабоосновном анионите для извлечения анионов сильных к-т. Регенерация сильноосновного анионита, насыщ. по цианид-ионам, производится 5—10%-ми р-рами едкого натра или хлористого натрия. Десорбция цианидов проходит не полностью (простые цианиды десорбируются на 80—90, комплексные на 42—78%). Достижение большей полноты регенерации требует значит, расхода регенерирующих р-ров. Элюаты от регенерации ионитов содержат до 10—15 г/л цианидов и могут быть утилизованы в произ-ве или обезврежены электрохим. либо реагентными методами.
УДАЛЕНИЕ ИЛА И ОСАДКА ИЗ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ - процесс удаления из песколовок, ’ первичных и вторичных отстойников очистных сооружений всплывающих и оседающих в-в. Принцип действия и конструкции устройств для удаления выдел, взвеш. в-в зависят от типа песколовок и отстойников, кол-ва и структуры (консистенции) осадков. При очистке бытовых сточных вод кол-во песка определяется из нормы 0,02 л/(чел'сут). При влажности песка 60% его плотность — 1,5т/м3. Крупность частиц, задерживающихся в песколовках, составляет 0,2—0,25 мм. Однако в осадке, остающемся в песколовках, помимо песка содержатся более крупные включения из отбросов, к-рые по гидравлич. крупности соответствуют его частицам (18—24 мм/с), Для снижения кол-ва отбросов, затрудняющих обработку и утилизацию песка, прибегают к аэрированию воды в песколовках, что способствует отмывке отбросов от песка. Осадок первичных отстойников имеет пастообразную структуру. Его кол-во в бытовых сточных водах составляет около 200—300 мг/л. Эффективность задержания в отстойниках — 40—60%. Припериодич. удалении осадка из первичных отстойников влажность его колеблется в пределах 94—95%. Тяжелые осадки пром, сточных вод (прокатных цехов, за-
кодов черной металлургии, цехов грануляции шлака и т.д.), к-рые выделяются в первичных отстойниках, имеют крупнозернистую структуру с диаметром частиц более 1 мм. Этот осадок малоподвижен и имеет плотность 2,2—3,3 г/м3. Иловые смеси, разделяемые во вторичных отстойниках после сооружений биологич. очистки (.аэротенков и биофильтров), представляют собой суспензии с концентрацией 2—6 г/л. Они образуют очень подвижные осадки с влажностью 99-99,6%. Их объем составляет 20—40% объема обрабатываемой иловой смеси.
Помимо оседающих в-в в сточных водах содержится значит, кол-во жиров и нефтепродуктов, к-рые всплывают при отстаивании. Их кол-во и структура зависят от вида сточных вод. В бытовых сточных водах кол-во жиров и нефтепродуктов обычно не превышает 30—40 мг/л, однако в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов концентрация нефтепродуктов может достигать 5000— 10 000 мг/л.
В зависимости от вида осадка, его кол-ва и конструкции песколовок и отстойников устройства для удаления осадков разделяют на ряд типов: гидравлич. в виде труб, по к-рым разжиж. осадок удаляется самотеком под гидро- статич. давлением или с помощью центробежных или плунжерных насосов; эжекторные; эрлифтные; струйные. Гидравлич. устройства (эжекторные и струйные) широко используют для удаления зернистых осадков (напр., из песколовок). Самотечные трубы и эрлифты применяют для удаления пастообразных и сравнительно легких осадков из первичных и вторичных отстойников. Гидравлич. устройства (за исключением струйных), как правило, применяют в ' вертик. отстойниках, где осадок концентрируется у центра сооружения. Ме- ханич. устройства для удаления осадка в осн. обеспечивают сгребание осадков с днища к приямкам, откуда их удаляют гидравлич. способом. Обычно эти устройства обеспечивают и удаление всплывших в-в с поверхности воды в отстойниках.
В зависимости от формы резервуара отстойника применяют след, устройства для удаления осадков: для прямоугольных горизонт. — скребковый механизм с подвижной тележкой, скребковый цепной механизм; для круглых радиальных — вращающиеся скребковые механизмы с центр, или периферийным приводом, спиральные скребковые механизмы, илососы с удалением осадка под гидро- статич. давлением. Последние преимущественно используют для удаления ила из вторичных отстойников.
УДАЛЕНИЕ ИЛА ИЗ ВТОРИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ — процесс,
предназнач. для разделения иловых смесей после сооружений биологич. очистки. Осевший активный ил (из аэротенков) или биопленка (из биофильтров) представляет собой довольно подвижную суспензию и поэтому удаляется из отстойников преимущественно гидравлич. методами: из осадочной части вторичных вертик. отстойников — с помощью самотечных иловых труб или эрлифтами; из радиальных и горизонт, отстойников — илососами. Для малых и средних очистных сооружений в качестве вторичных отстойников после аэротенков обычно используют вертикальные отстойники. Непрерывное удаление ила осуществляется эрлифтами, к-рые опускаются непосредственно в приямки и подают циркуляр, ил в лотки или трубы, по к-рым он возвращается в аэротенки. В радиальных отстойниках илососы под-
Вторичный отстойник с илоск- ребом1 — зона отстаивания; 2 — иловые приямки; 3 — эрлифты; 4 — илоск- реб ■Вторичный отстойник с илоск- ребом1 — зона отстаивания; 2 — иловые приямки; 3 — эрлифты; 4 — илоск- реб ■Илосос для вторичного радиального отстойника 1 — специальная вилка, удерживающая камеру от вертик. перемещений; 2 — вращающаяся центральная камера; 3 — центральная опора; 4 — кольцевой токоприемник; 5 — фермы моста; 6 — привод; 7— илоприемная трубка; 8—сосуны для ила; 9 — трубка для отвода ила; 10 — направление вращения илососа вешивают к вращающейся ферме. Приемные отверстия или ковши илососов размещают у дна. Ковши присоединены к радиально располож. трубе илососа, к-рая сообщается с вращающейся центр, камерой. В ковши ил поступает под гидро- статич. давлением, к-рое обеспечивается перепадом в уровнях воды между отстойником и внешн. иловой камерой. Из центр, камеры предусмотрен отвод ила по дюкеру к иловой камере с регулируемым водосливом, к-рая расположена вне отстойника, откуда ил поступает в цирку- ляц. насосную станцию и далее в аэротенк.
Вторичный отстойник с илоск- ребом
1 — зона отстаивания; 2 — иловые приямки; 3 — эрлифты; 4 — илоск- реб ■
Вторичный отстойник с илоск- ребом
1 — зона отстаивания; 2 — иловые приямки; 3 — эрлифты; 4 — илоск- реб ■
Илосос непрерывно вращается и обеспечивает пост, отвод ила из сооружения. Из вторичных горизонт, отстойников ил удаляется илоскребами, к-рые аналогичны механизмам, применяемым для первичных отстойников. Для бесперебойной откачки осадка из вторичных отстойников с илоскребами устраивают несколько приямков, оборудов. эрлифтами.
УДАЛЕНИЕ ИЛА ИЗ ПЕРВИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ — см. Отстойник вертикальный, Отстойник с вращающимся устройством для распределения и сбора воды, Отстойник тонкослойный.
УДАЛЕНИЕ ОСАДКА ИЗ ПЕСКОЛОВОК — процесс удаления песка гидроэлеваторами, представляющими собой водоструйный насос, в к-ром рабочей струей засасывается осадок и вместе с водой транспортируется за пределы сооружения. Рабочая жидкость (сточная вода после песколовок) насосом подается в напорный патрубок и далее в сопло, при этом в смесит, камере создается разрежение. В результате этого через всасывающий раструб из приямка подсасывается осадок, к-рый, смешиваясь в камере с рабочей жидкостью, проходит через диффузор и по отводной трубе поступает на песковые плошадки или бункеры для песка. Гидроэлеваторы работают периодически. Бункеры, имеющие цилиндроконич. форму
Схема гидроэлеватора .
1—напорный трубопровод; 2—напорный патрубок; 3 — сопло; 4 — смесит, камера; 5 у- диффузор; 6 — отводной патрубок; 7— всасывающая камера
Бункеры для песка
1 — трубопроводы для подвода воды в систему отопления; ,2 — для отвода воды из системы отопления; 3 — затвор с электроприводом; 4 — теплоизоляция; 5 —• бункеры; б — гидроциклон; 7—для отвода воды от гидроциклонов; 8 — для подвода пульпы к хидроцикло- нам; 9 — патрубок для спуска воды в канализацию; 10— выгрузочное отверстие с затвором
диаметром до 2 м, предназначены для накопления и отмывки песка от органич. примесей и рассчитаны на хранение песка в течение 2—9сут. Для удобства разгрузки их располагают на эстакаде и оборудуют электрифициров. затворами в нижней части и устройствами для отвода дренажной воды. Для отмывки песка применяют напорные гидроциклоны диаметром 300 мм при напоре перед аппаратом 20 м вод.ст.
В горизонт, песколовках скребковые механизмы перемещают осадок к приямку у входа воды в сооружение. Лебедка подтягивает тележку со скребком к приямку и затем отводит ее в противоположный конец сооружения. При движении тележки от приямка скребок автоматически приподнимается над осадком или поворачивается. Применяют и модификации аналогичных скребковых механизмов с самоходными тележками, к-рые также обеспечивают ревереивный ход. При цепном механизме на 2 парал. и синхронно вращающиеся цепи навешивают ряд скребков. При подключении электрич. привода к одной из пар звездочек, на к-рые навешены цепи, скребки движутся к приямку, перемещая туда осадок. Из приямка осадок удаляют гидроэлеватором в песковые бункеры или на песковые площадки.
Более просто в эксплуатации гидро- механич. устройство для удаления песка, представляющее собой трубу, располож. у дна песколовки. К ней по образующей присоединены под определенным углом патрубки с соплами, к-рые направлены к приямку. В трубу под напором подается рабочая жидкость, к-рая, выходя из сопел с большой скоростью, размывает осадок (песок) и сдвигает его к приямку, откуда он откачивается гидроэлеватором. Одновременно с перемещением под действием струй воды происходит отмывка песка от органич. включений, что позволяет использовать его в стр-ве. За рубежом на
небольших очистных станциях применяют круглые (тангенциальные) песколовки, оборудованные шнековым подъемником песка, к-рый одновременно обеспечивает его отмывку.
УДЕЛЬНАЯ ОТОПИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЙ — потери теплоты через наружные ограждения зданий, отнесенные к его наружному объему и расчетной разности темп-р. У.о.х.з., Вт/(м3’°С) определяется выражением
Уно ” QSt/ [ Рн(($3 ~ й.о)],
где СВт —• расчетные теплопотери зданием, Вт; Ун — наружный объем здания, м3; ^ и &0 — расчетная внутр, и наружная (для отопления) темп-pa воздуха. ,
Значения У.о.х.з. зависят от формы здания (в осн. от отношения площади наружных поверхностей к объему) и термич. сопротивлений конструкций. Ее рассчитывают с учетом теплопотерь через наружные стены, окна, покрытия и чердачные перекрытия, перекрытия над подвалами и подпольями (полы) по ф-ле
Уи.О = 1 /У«(Ест/йст + Гок^ок^"
+ИпокЛюк/^пок "Ь ПполГпол/Кпол) ,
где Дет, Гок, Гпок, ГПОл — площади поверхности наружных стен, окон (включая балконные двери), чердачных покрытий, полов, М ; Rct, Кбк, Rtiok, Rnon — термич. сопротивления этих конструкций, м . °С/Вт; «пок и Ипол — коэфф., учитывающие снижение расчетной разности темп-p при теплопотерях через покрытия и полы; Пцок 0,9—1 и пПол 0,4—0,9.
Осн. ограждающие конструкции (кроме заполнений световых проемов)
должны иметь термич. сопротивления не ниже нормируемых значений, определяемых сан.-гигиенич. требованиями. Их нормируют по макс, разности между расчетной темп-рой внутр, воздуха в помещении и темп-рой поверхности ограждения. Для наружных стен жилых зданий эта разность принимается Айн = /ви - /кн“-60С. Исходя из этого норматива по ур-нию теплопередачи определяют термич. сопротивление стен
^^(^"^^/^^^(l^-^КН)/^В>
откуда
Яст=(/£-^)/[ав(/Мн)], где «в — коэфф, теплоотдачи от воздуха к внутр, поверхности стены, равный 8,7 Вт/(м • С). При определении ЛПок и Япол расчетная ф-ла примет вид
Л=[п(й-й.о)]/[ав(^-^н)].
Для покрытий принимается Д/пок " - 4—5,5°С, для перекрытий пола /пол- 2— 2,5°С.
Степень остекления здания определяется необходимой освещенностью его помещений. Для жилых зданий Еок/Ест равно 0,11—0,33. Термич. сопротивления окон зависят от их конструкций и в осн. от кол-ва слоев стекла (1, 2, 3). Для жилых зданий/?^1™. м2'°С/Вт, равно: при &Ое1 — -7°С - 0,17; пои ~7°С > &0 £ -26 - 0,39; при — 26®С > /н.о —31—0,42. Оптим. термич. сопротивления ограждающих конструкций зданий определяют технико-экономич. расчетом, но они должны быть не ниже привед. выше миним. значений.
Для обществ, зданий У.о.х.з. имеют большой разброс и существенно зависят от их назначения и степени остекления. Разнообразные конфигурации зданий не позволяют для расчета gH.o использовать ук- рупн. аналитич. зависимости, их определяют по проектам отопления, классифицируют и в обобщ. виде приводят в справочной лит-ре. Помимо отопит, хар- к зданий, определяющих расход теплоты на отопление, используют вентиляц. харки, по к-рым рассчитывают расход теплоты на вентиляцию. Уд. вентиляц. хар-ка здания
кол-во может быть обеспечено аэрацией помещений через окна, форточки. При естеств. вентиляции воздух нагревается системой отопления зданий и соответствующий расход теплоты включается в отопит, нагрузку, к-рую учитывают, вводя уд. вентиляц. хар-ку жилых зданий ^ - "Лж/удСв/ГпОЛ, где Кж “ /ж/ЛпОЛ —коэфф., равный отношению жилой площади квартир к их общей (полезной) площади; Упол- Ун/Люл —• объемный коэфф, здания, равный отношению наружного объема здания к его полезной площади; /уД — кол-во наружного воздуха, м3, поступающего на 1 м2 жилой площади в 1 ч (по санитарным нормам /уд - 3); Св — уд. объемная теплоемкость воздуха, равная 1,26 кДж/ (м3 °C). При средних значениях коэфф. Кж и Упол уд. вентиляц. хар-ка жилых зданий равна 0,14—0,2 Вт/ (м - С).
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ — кол-во теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Единица измерения — кДж на 1 кг или 1 м.
УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ОСАДКОВ — показатель, по к-рому количественно определяют способность осадков сточных вод к влагоотдаче. В хим. технологиях применяется как показатель фильтруемости различных суспензий в процессах пром, фильтрования. Для оценки водоотдающей способности осадков сточных вод определение У.с.ф.о. впервые применено в 1953. Выражение для определения уд. сопротивления фильтрации, м/кг, имеет вид: г— -гР^А/^О.гдеР— давление фильтрования, Па; F — площадь фильтрации, м2; ?? — динамич. вязкость фильтрата, Пас; С — концентрация твердой фазы (осадка), в фильтруемой суспензии, кг/м3; Ь- -т /V2 — параметр, получаемый опытным путем при фильтровании осадка под пост, давлением 0,05 МПа (здесь V— объем фильтрата, м3; т — время, с).
Осадки сточных вод относятся к труд- нофильтруемым суспензиям. Значения уд. сопротивления осадков используют при выборе метода их кондиционирования перед механич. обезвоживанием или сушкой на иловых площадках, режима работы фильтрующих аппаратов, вида, и доз реагентов дня обработки осадка при его уплотнении и обезвоживании.
УКАЗАТЕЛЬ УРОВНЯ КОНДЕНСАТА — прибор для визуального контроля уровня конденсата в баке конденсатном ’ системы парового отопления, состоящий из двух запорных кранов, стекл. трубки (водомерного стекла) между ними и пробно-спускного крана. Через запорные краны водомерное стекло соединяется с воздушным и водяным пространствами бака конденсатного. При этом уровень жидкости в стекл. трубке соответствует уровню воды в баке. Запорные краны предназначены для отключения водомерного стекла, в т.ч. от водяного пространства бака конденсатного при продувке У .у.к. через пробно-спускной кран.
?в=(2^[Гн(^-&о)].?в=(2^[Гн(^-&о)].В жилых зданиях приточную вентиляцию не строят, т.к. воздухообмен происходит благодаря инфильтрации. Если поступление воздуха в помещение при этом недостаточно, то дополнит, егоВ жилых зданиях приточную вентиляцию не строят, т.к. воздухообмен происходит благодаря инфильтрации. Если поступление воздуха в помещение при этом недостаточно, то дополнит, егоНаправление движения теплоносителя и уклон i труб, рекомендуемые (в) и допустимые (б) для водяных магистралей при верхйей разводке; виг — то же, для паропроводовНаправление движения теплоносителя и уклон i труб, рекомендуемые (в) и допустимые (б) для водяных магистралей при верхйей разводке; виг — то же, для паропроводовУКЛОН ТЕПЛОПРОВОДА — за- планиров. отклонение пролож. труб от горизонтали, используемое при эксплуатации системы отопления: водяной — для отвода скопления воздуха (в верхней части системы) и самотечного аварийного слива воды; паровой — для самотечного удаления конденсата (в т.ч. конденсата попутного), а также для опорожнения системы. Рекомендуемые и допустимые направления У.т. и движения теплоносителя в системе отопления показаны на схейе. Миним. считается У.т. 0,002 (2 мм на Гм длины трубы), практически принимается 0,003; в необходимых случаях (напр., при совпадении У.т. с направлением движения воды, в т.ч. в длинных подводках к отопительным приборам) У.т. доводится до 0,01. Допустима строго горизонт, прокладка магистралей системы отопления D4 > 50 мм, а также ветвей горизонт, системы водяного отопления при
?в=(2^[Гн(^-&о)].
?в=(2^[Гн(^-&о)].
В жилых зданиях приточную вентиляцию не строят, т.к. воздухообмен происходит благодаря инфильтрации. Если поступление воздуха в помещение при этом недостаточно, то дополнит, его
В жилых зданиях приточную вентиляцию не строят, т.к. воздухообмен происходит благодаря инфильтрации. Если поступление воздуха в помещение при этом недостаточно, то дополнит, его
Направление движения теплоносителя и уклон i труб, рекомендуемые (в) и допустимые (б) для водяных магистралей при верхйей разводке; виг — то же, для паропроводов
Направление движения теплоносителя и уклон i труб, рекомендуемые (в) и допустимые (б) для водяных магистралей при верхйей разводке; виг — то же, для паропроводов
скорости движения теплоносителя в них более 0,25 м/с. '
УКРЫТИЕ КОЖУХОВОЕ — составная часть кожуха машины или аппарата, полностью закрывающая местный отсос. Существует множество конструкций У.к., разработ. применительно к конкретным машинам и технологич. процессам. Различают две группы У.к.: не имеющие рабочих отверстий и имеющие небольшие отверстия для выполнения технологич. операций. В У.к. первой группы вредные выделения выбиваются через неплотности, линейные размеры и суммарная площадь к-рых нормами проектирования обычно не регламентируются и поэтому неизвестны. Для них указывают лишь разрежение, к-рое должно создаваться аспирац. системой. Это разрежение часто связывают с объемом вытяжки по данным натурных замеров. Для У.к. второй группы задается объем вытяжки для создания в рабочем проеме и в отверстиях скорости, достаточной для предотвращения выбивания в помещения вредных выделений.
УЛАВЛИВАНИЕ ЧАСТИЦ ВОЗДУХА ИЛИ ГАЗОВ — процесс осаждения частиц на разл. поверхностях (твердая стенка, капля жидкости, волокно фильтрующего материала и др.) под действием неск. эффектов: касания, инерции, гравитац. (седиментации), диффуз., центробежн. и электрич. Помимо них действуют также термофорез, диффузиорез, фотофорез, эффект магнитного поля и др. Роль каждого из эффектов определяется, во-первых, структурой осадит, поверхности (размером, формой, электрич. зарядом и др.); во-вторых, хар-кой улавливаемых частиц (размерами, плотностью, формой, электрич. зарядом и др.); в-третьих, параметрами газового потока (скоростью и вязкостью газов). Каждый эффект характеризуется своим коэфф, эффективности осаждения.
Эффект касания заключается в том, что частицы, движущиеся по линиям тока газа, вблизи осадит, поверхности на расстоянии меньшем, чем радиус частицы, задевают поверхность и осаждаются на ней. Коэфф, эффективности осаждения касанием мало зависит от скорости потока газа, но в значит, степени определяется режимами течения газового потока и соотношением размеров частиц и осадит, поверхности. Эффект инерции состоит в том, что частицы, обладая определ. массой, при огибании потоком газа поверхности смещаются с линии тока под действием инерции и, приблизившись к поверхности, осаждаются на ней. Коэфф. эффективности инерц. осаждения зависит от размера и плотности частиц, а также скорости газового потока. Грави
тац. э ф ф е к т (седиментация) частиц на осадительной поверхности объясняется их смещением с линий тока под действием силы тяжести во время прохождения их вблизи поверхности. Коэфф, эффективности гравитац. осаждения возрастает с увеличением размера и плотности частиц. Диффуз. эффект осаждения частиц происходит под действием их броуновского движения, в результате к-рого частицы смещаются с линии тока, сталкиваются с поверхностью при ее обтекании и осаждаются на ней. При этом чем меньше размер частиц и скорость потока, тем больше вероятность их столкновения с поверхностью. Коэфф, диффузии характеризует интенсивность броуновского движения. Коэфф, эффективности диффуз. осаждения обратно пропорционален размерам частиц и скорости газового потока. Центробежный эффект осаждения частиц происходит за счет вращения газового потока, в результате чего частицы приобретают центробежную силу, покидают линии тока и оседают на поверхностях. Коэфф. эффективности центробежного осаждения определяется размером и плотностью частиц, а также скоростью вращения газового потока. Электрич. эффект осаждения частиц вызван взаимодействием электрически заряж. частиц и осадит, поверхности. Электрич. зарядка частиц может возникнуть при инерции аэрозоля за счет диффузии свободных ионов или при коронном разряде. Значение заряда определяется свойствами и размером частиц, а также механизмом зарядки. Макс, заряд частиц размером более 0,5 мкм пропорционален квадрату их диаметра, а частиц размером менее 0,2 мкм — их диаметру. Заряд частицы и напряженность электрич. поля обусловливают электростатич. силу, действующую на заряж. частицу. Эффективность электрич. осаждения увеличивается с ростом электрич. заряда частиц и уменьшением скорости потока. Электрич. эффект осаждения проявляется в значит, степени при наличии высокозаряж. частиц или осадит, поверхностей.
Улавливание частиц из воздуха или газов осуществляется в спец, устройствах — пылеуловителях. Различают сухие и мокрые пылеуловители, в к-рых используют механич. свойства пыли; электрофильтры, основ, на электрич. эффекте осаждения частиц, и фильтры для фильтрации воздуха.
УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ — метод разделения, концентрирования и фракционирования р-ров и коллоидных систем с помощью полупроницаемой мембраны, пропускающей растворитель (воду), молекулярная масса к-рого намного меньше молекулярной массы растворен
ных (диспергированных) в-в. Ультрафильтрационные мембраны задерживают частицы с молекулярной массой 300— 300 ООО. Чем меньше размер пор в мембране, тем более мелкие частицы она задерживает, но при этом требуется более высокое давление. Мембраны, используемые для У., имеют размер пор 3— 100 нм и требуемое давление 0,1—2 МПа (для микрофильтрации 0,1—10 мкм и 0,06— 0,1 МПа; для обратного осмоса или гиперфильтрации 0—3 нм и 1 —2,5 МПа). При калибровке отечеств, мембран средний диаметр их пор чаще всего определяют по расходу- продавливаемой жидкости, в этом случае к ультрафильтрационным относят мембраны с диаметром пор 3—50 нм. Ульт- рафильтрац. мембраны оценивают двумя показателями: коэфф. задержания раст- 'воренного в-ва и произ-стью. Давление, темп-ра и состав разделяемого р-ра существенно влияют па произ-сть и селективность мембран.
К положит, качествам У. при очистке сточных вод относятся безреагешность и, следовательно, высокая экологичность по сравнению с большинством хим. и физикохим. методов очистки. У. происходит без фазовых переходов, поэтому энергия требуется лишь для создания градиента давления и рециркуляции р-ра. Процессу, отличается простотой технологич. схем и аппаратурного оформления. Отечеств, пром-сть выпускает хим. и термин, устойчивые мембраны (pH ~ 0,5..Л4, t" О..Л2О°С и выше). При очистке отработавших моющих р-ров (pH ~ ■8.. Л 2; /-2О...9О°С) входящиевнихкомпо- неты синтетич. моющих средств сохраняются почта на 90%, а загрязнения в виде эмульгиров. нефтепродуктов извлекаются на 98—99%, остаточная концентрация их в фильтрате не превышает 50 мг/л при исходной концентрации 20 г/л. Это дает возможность использовать фильтрат для приготовления новых порций моющего р-ра.
Мембраны подразделяют на пористые и динамические. Пористые изготовляют из разл. полимерных материалов, пористого стекла, графитов, керамики, металлич. фольги и др. Преимущественно используют мембраны на основе полимерных материалов (полиамидные, ацетатцеллюлозные, полисульфоновые, фторопластовые и др.). От материала мембраны зависят ее свойства (хим. стойкость, прочность) и структура (анизотропные, изотропные, композитные). Динамич. мембраны формируются посредством фильтрования через пористую подложку суспензии, содержащей мембранообразующие добавки. Формирование динамич. мембраны может происходить также при задержании в процессе фильтрации на подложке примесей, содержащихся в сточных водах.
УМЫВАЛЬНИК — сан.-технич. прибор, предназнач. для умывания. У. состоит из водоразборного смесителя, чаши, перелива, выпуска, сифона и элементов крепления. Водоразборный смеситель устанавливают на стене над чашей или на ее борту и подсоединяют к холодному и горячему водопроводу. Чашу, изготовленную из керамики, пластмассы, нержавеющей или эмалир. стали и полимербетона, выполняют круглой,
овальной, прямоугольной или треугольной формы и устанавливают на стене или постаменте, а иногда встраивают в умывальный шкаф. Перелив, выпуск с пробкой и сифон изготовляют в осн. из пластмассы, видимые их детали — из нержавеющей стали или латуни с гальванопокрытием; устанавливают их в донном отверстии чаши и присоединяют к канализационной сети. Смесители и сифоны У. могут иметь также штуцеры для присоединения автоматич, стир. машины. Пользуются У. под проточной струей воды из смесителя или заполняя водой емкости чаши при закрытом пробкой выпуске. Чаша У. имеет следующие размеры, мм: длина 400—1100, ширина 300—610, высота 175—225 и высота от пола до борта 800—850.
УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ КАТИОНИ- РОВ АНИЕМ — фильтрование воды через гранулиров. катионит, представляющий собой полимерную нерастворимую в воде к-ту, способную вступать в ионный обмен с растворенными в воде солями кальция и магния, сорбируя их ионы из р-ра и отдавая в р-р эквивалентное кол-во катионов, к-рыми катионит насыщается при регене-
рации. У.в.к. осуществляется гл. обр. с применением Na-, Н- и NH4- форм катионитов. Освоение технологии началось с использования в качестве катионитов неорганич. ионообменных материалов — минер, природных (глауконит) и синтетич. алюмосиликатов — пермутитов. В дальнейшем для практич. целей стали использовать также природные органич. в-ва: гумус, торф, уголь. В настоящее время в нашей стране применя-
ют в осн. сульфокатиониты (сульфоуголь, катиониты КУ-2-8, КУ-1 и КУ-23), а также карбоксильные катиониты,к-рые пригодны для умягчения воды с высоким содержанием солей (вплоть до морской).
Сульфокатиониты содержат способные к обмену катионов активные сульфогруппы — 80з‘ (КУ-2-8), карбоксильные катиониты — активные карбоксильные группы — СОО". Степень ионизации активных групп, обусловленная их хим. природой, определяет возможный режим эксплуатации катионов. Сильноионизов. катиониты (сильнокислотные), напр. сульфокатиониты, способны к обмену в водных р-рах с широким интервалом значений pH. Слабоионизов. катиониты (сда- бокислотные), напр. карбоксильные, могут обменивать цоны водорода на металл только в щелочных и лишь отчасти нейтральных р-рах. Число активных ионогенных групп в единице массы (объема) катионита определяет его обменную емкость. Процесс У.в.к. проводят по следующей технологии. Осветленная вода фильтруется через катионит в Na-, Н- или NH4- форме. При этом происходит обмен катионами между катионитом и водным р-ром:
2Na [Кат] + Са2+ ^ Са [Кат] 2 + 2Na+;
2Na [Кат] + Mg2+ ^ Mg [Кат] 2 + 2Na+.
(Аналогично для Н- и NH4- форм катионита.) Контроль за содержанием катионов жесткости в умягченной воде осуществляют титрованием трилоном Б. По обнаружении проскока катионов жесткости в фильтрат процесс умягчения прекращают и переключают фильтр на регенерацию. Перед этим слой катионита взрыхляют, пропуская в течение 15 — 30 мин воду снизу вверх, затем на фильтр сверху вниз либо снизу вверх подают реге- нерац. р-р. Реакции регенерации катионита р-ром, напр. NaCl, могут быть представлены в след, виде:
Са [Кат] 2 + 2NaCl -► 2Na [Кат] + CaCh;
Mg [Кат] 2 + 2NaCl -» 2Na [Кат] + MgCl2.
По окончании регенерации слой катионита промывают осветленной водой для удаления остатков продуктов регенерации, после чего начинают новый цикл умягчения. Na- катионирование по традиц. технологии производят на сульфоугле или катионите КУ-2-8 с регенерацией их р-ром натриевой соли. Возможно применение карбоксильных катионитов, однако при этом требуется двухступенчатая регенерация — сначала р-ром к-ты, затем едким натром. В процессе умягчения воды Na- катионированием содержание кальция и магния в воде может быть снижено до весьма малых значений. Общая щелочность при этом не изменяется, сухой остаток несколько возрастает в результате замещения в воде одного иона кальция, имеющего атомный вес 40,08, на два иона натрия (атомный вес 2 х 22,99 -45,98). В традиц. технологии Na-катионирования для регенерации применяют техн, повар, соль как наиболее дешевый и недефицитный продукт. Разработан также режим регенерации катионита сульфатом натрия. Возможно применение и др. растворимых соединений натрия.
При регенерации катионита р-ром кислоты активные (способные к обмену) катионы катионита замещаются Н- ионами кислоты и катионит переводится в Н-форму. При фильтровании через такой катионит умягчаемой воды все катионы растворенных в воде солей (в том числе и катионы солей жесткости) будут сорбироваться (поглощаться) катионитом; в воду будет переходить эквивалентное количество Н-ионов; растворенные в воде соли будут превращаться в соответствующие кислоты. Кислотность воды, прошедшей через Н-катионитовый фильтр, который загружен сильнокислотным катионитом, будет равна сумме кон-
центраций в исходной воде солей сильных КИСЛОТ.
При регенерации Н-катионитовых фильтров кислотой в количестве, недостаточном для полного вытеснения из катионита других катионов, катионит в фильтре будет находиться в двух формах: в верхней части — в Н-форме, в нижней — в Са- и Mg-формах. При фильтровании через такой фильтр воды в верхней части фильтра все растворенные соли в результате обмена катионов на Н- ион будут превращаться в соответствующие кислоты. При этом угольная к-та будет распадаться с образованием НгО и С02 и уходить из сферы реакции. В нижних слоях фильтра будет иметь место реакция обмена между Ca-Mg- катионитом и к-той, в результате чего все некарбонатные соли будут оставаться в воде, а карбонатные — удаляться из нее.
Регенерация Н-катионитовых ■ фильтров к-той в количестве, недостаточном для полного удаления из катионита катионов жесткости, называется "голодной" регенерацией. Фильтр, работающий в режиме "голодной" регенерации, '■снижая щелочность воды до 0,4—0,5 мг- экв/л, не снижает некарбонатной жесткости воды.
В тех случаях, когда лимитируется только жесткость умягченной воды, наиболее дешевым способом ее умягчения является Na-катионирование. При высокой щелочности (выше 3 мг-экв/л), магнезиальной жесткости воды или при высо- • ком содержании в ней железа бывает целесообразно умягчать воду поверхностных источников известкованием с последующим Na-катионированием. В тех случаях, когда недопустимо присутствие в умягченной воде бикарбоната натрия, образующегося при Na-катионировании солей карбонатной жесткости (т.е. когда лимитирована щелочность умягченной воды) , применяют параллельно или после- .довательно H-Na-катионирование воды или умягчение воды известкованием с последующим Na-катионированием. Если в умягченной воде не допускается наличия карбонатов натрия или калия, но в ней допустимо присутствие ионов аммония, то вместо H-Na-катионирования воды можно у применять NH4 — Na-катионирование воды. В этом случае при регенерации р-ром аммонийной соли его обменные катионы замещаются ионом аммония.
Для умягчения воды серийно выпускают следующие ионообменные фильтры: вертик., цилиндрич., напорные . аппараты насыпного типа, параллельноточные и противоточные.
УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ РЕАГЕНТАМИ — связывание содержащихся в воде катионов жесткости (кальция и магния) в малорастворимые соединения, выделяе-
15 Заказ 4724
Влияние контактной среды (осадка) на процесс умягчения воды
1 и 3 — умягчениеводы в присутствии осадка при температуре 40 и 1ЕгС соответственно; 2 и 4 — те, же, в отсутствии осадка при температуре 40 и 18°С соответственно
мыс затем осаждением и (или) фильтрованием. Для умягчения воды могут использоваться разл. реагентные методы: известковый (декарбонизация), содовоизвестковый, фосфатный, бариевый. Наиболее широко распространены первые два метода. При известковом методе удаляется карбонатная жесткость и уменьшается солесодержание органич. и кремнекислых соединений, при содово-известковом —• дополнительно удаляется некарбонатная жесткость, но солесодержание неск. увеличивается. При реагентных методах происходят следующие хим. реакции:
при известковом —
Са(НСОз)2 + Са(ОН)2 ^2СаСОз1+
+ НгО;
Mg(HCO3)2+ 2Ca(OH)2^Mg(OH)2 +
+ 2СаСОз + НгО;
при содово-известковом —
СаСЬ+ШгСОз^СаСОз* + 2NaCl;
' CaS04 + МагСОзз»СаСОз I + Na2SO4;
MgCh* Са(ОН)2^СаС1г+MgtOHhf;
MgSO4 + Ca(OH)2**CaSO4 +■
+ Mg(OH)2t.
В результате реагентного умягчения воды вначале образуются труднорастворимые соединения СаСОз и Mg(OH)2, а затем происходят хлопьеобразование, агломерация и осаждение хлопьев. Регламентируемыми показателями при процессе умягчения являются остаточная щелочность, жесткость и концентрация взвеш. в-в в умягченной воде. Остаточная
общая жесткость умягченной воды при известковании может быть больше некарбонатной жесткости на 0,4—0,8 мг-экв/л, а щелочность составит 0,8-—1,2 мг-экв/л; при содово-известковом умягчении остаточная жесткость — 0,5—1 мг-экв/л и щелочность — 0,8—1,2 мг-экв/л. Нижние пределы относятся к процессу умягчения с подогревом воды до 35—40°С.
На процесс умягчения и разделения твердой и жидкой фаз влияют: темп-pa и интенсивность перемешивания воды, контактная среда (механич. примеси), коагулянты й флокулянты. Повышение темп- ры и скорости перемешивания воды увеличивает вероятность появления и интенсивность флуктуаций концентрации, понижает растворимость СаСОз и Mg (ОН) 2 и повышает скорость осаждения механич. частиц. Эффективность процесса умягчения благодаря этому возрастает. Наиболее значим подогрев до 30—40 и выше 100°С. '
Контактная среда влияет на глубину умягчения, его ускорение вследствие протекания кристаллизации на частицах среды, адгезию мелкодисперсных взвеш. в-в и стабильность воды. Физ.-хим. свойства контактной среды обусловливаются соотношением соединений, ее образующих. С увеличением доли гидроксида магния происходит уменьшение плотности и прочности осадка, скорости осаждения взвеш. в-в.
Коагулянты применяют для интенсификации как самого процесса умягчения, так и разделения твердой и жидкой фаз. В качестве коагулянта используют алюминат натрия, соли железа и др. Наибольшее распространение получил железный купорос — серно-кислое железо FeSO4. Расход извести увеличивается эквивалентно дозе коагулянта. При взаимодействии FeS04 с известью образуется гидроксид железа, входящий в состав взвеш. в-в и влияющий на их физ.-хим. свойства. При использовании коагулянта для улучшения условий хлопьеобразо- вания и увеличения гидравлич. крупности взвеш. в-в его целесообразно вводить после щелочных реагентов. Наличие в воде органич. в-в, затрудняющих процесс кристаллизации, предопределяет предварит. добавление серно-кислого железа. Здесь роль FeSO4 заключается в связывании органич. примесей.
Флокулянты, применяемые в дополнение к коагулянту, улучшают свойства контактной среды и увеличивают скорость осаждения взвеш. в-в на 25%. В осн. в качестве флокулянта используют полиакриламид. Флокулянт рекомендуется вводить после всех реагентов или совместно.
Существует технология реагентного умягчения, предусматривающая проведение процесса в интервале темп-р 4—
1 0°С, с использованием флокулянта анионного типа (без коагулянта), вводимого перед щелочными реагентами, и обеспечивающая снижение затрат тепловой энергии и повышение единичной произ-сти осветлителя, для природных вод с цветностью < 30 град, ХПК не более 40 мг Ог/л, содержанием взвеш. в-в до 1000 мг/л и ^ й 28 мВ. Сущность технологии — создание большой концентрации твердой фазы (контактной среды), обеспечивающей улучшение седиментац. свойств взвеш. в-в..
УНИТАЗ — сан.-технич. прибор, устанавливаемый в туалетах и сан.-бытовых помещениях зданий для приема выделений человека и отвода их вместе с промывной водой в канализационную сеть. У. состоит из входного патрубка, водораспределителя, приемной чаши, сифона, выпуска, сидения и элементов крепления. У. различают: по форме чаши — тарельчатые, козырьковые, воронкообразные; по
способу крепления — напольные (прикрепляются к полу), настенные (консольные) . Входной патрубок У. с помощью смывной трубы подсоединяют к бачку или крану смывным, а выпуск — к канализац. сети. Вода из бачка или крана через входной патрубок поступает в водораспределитель У., направляющий поток воды на смыв фекалий со дна чаши и обмыв ее стенок, после чего через сифон и выпуск отводится в канализац. сеть. В сифоне постоянно сохраняется гидравлич. затвор (высотой 55—60 мм), предотвращающий поступление канализац. газов в помещения. Расход воды, необходимой для промывки У., равен 1,5—1,8 л/с, объем воды для одной промывки — 6—8 л. Изготовляют У. с прямым (перпендикулярно полу) или косым (под углом к полу) выпуском. Водораспределитель, сифон и чаша У. обычно являются единой конструкцией, изготовляемой из фаянса, полуфарфора, фарфора и полимербетона. Сидение с крышкой выполняют из пласт-
Унмтаз
а — напольный; 6 — напольный козырьковый; в — напольный воронкообразный; г — настенный (консольный) воронкообразный сифонирующий; 1 — входной патрубок; 2 — водораспределитель; 3 — приемная чаша; 4 — сифон; 5 — выпуск; 6 — отверстие для крепления сидения; 7— бачок смывной
массы. У. имеет следующие размеры, мм: длина 460—680, ширина 360—380, высота (от пола до борта чаши) 380—400.
УПЛОТНЕНИЕ ОСАДКОВ ПРИРОДНЫХ ВОД — наиболее простой и дешевый способ частичного обезвоживания осадков, позволяющий в 4—12 раз сократить их первоначальный объем и снизить затраты на последующую обработку. Возможная степень уплотнения гидроксидных осадков обусловливается их гелеобразной структурой, к-рая способна под действием гравитац. сил к самопроизвольному нарушению структуры осадка с выделением части свободной воды. Частично У.о.п.в. происходит в результате старения геля гидроксида алюминия, сопровождающегося переходом части его из аморфного в кристаллич. состояние и потерей влаги. На интенсивность и степень У.о.п.в. существенное влияние оказывают его состав и свойства, зависящие от качества воды, из к-рой получен осадок. Особое значение при этом имеют цветность и мутность исходной воды: чем крупнее частицы мутности и чем их больше, тем тяжелее и плотнее получается осадок. В осадке с большим содержанием минер, в-в под действием гравитац. сил происходят нарушение их структуры и выделение части свободной воды, что способствует уплотнению.
'С увеличением в осадке кол-ва минер, в-в возрастают скорость уплотнения и концентрация твердой фазы осадка. Один из приемов интенсификации У.о.п.в. цветных вод — введение в них дополнит,. кол-ва минер, в-в. Для этой цели используют перлит, диатомит, золу, известь и т.п. Наибольший эффект наблюдается при введении извести, обладающей .^акже коагулирующим действием.
Устойчивая структура гидроксидных осадков цветных вод препятствует их гравитац. уплотнению. Эти осадки могут уплотниться в процессе механич. нарушения структуры. Устройство для нарушения структуры осадка в этой конструкции выполняют в виде мешалок решетчатого типа, вертик. стержни к-рых распо-
Вертикальный уплотнитель гидроксидного осадкаВертикальный уплотнитель гидроксидного осадка1 — лоток для отвода осветл. воды; 2 -— корпус; 3 — устройство для нарушения структуры осадка; 4— трубопровод для отвода уплотн. осадка; 5 — корпус для сбора уплотненного осадка; 6 — отражатель; 7— конусная часть подводящей трубы; 8 — привод; 9 — центр, труба для подвода исходного осадка
Вертикальный уплотнитель гидроксидного осадка
Вертикальный уплотнитель гидроксидного осадка
лагают на расстоянии 50—80 мм один от др. Добавление полиакриламида при У.о.п.в. способствует интенсификации процесса. Доза полиакриламида по
активной части составляет 0,03—0,06% массы сухого в-ва осадка. Дальнейшая интенсификация процесса уплотнения
Конструктивно-технологическая схема барабанного сгустителя
1 — ввод осадка; 2 — ввод флокулянта; 3 — ввод присадочных материалов; 4 — фильтрующее полотно; 5 — шнек; б — узел регенерации фильтрующего полотна; 7 — водовоздушные насадки; 8 и 9 — патрубки ввода воды и воздуха; 10 — лоток отвода промывной воды; 11 — сгущенный осадок; 12 ■— регуляторы установки барабана; 13 — корыто для фильтра; 14—привод; 15 — приводное колесо
гидроксидных осадков связана с использованием аппаратов барабанного и ленточного типов. Оптим. доза полиакриламида составляет 0,25—0,5% массы сухого в-ва осадка. Уплотнение позволяет значительно сократить объем исходного осадка, являясь при этом лишь подготовит, этапом перед последующим обезвоживанием осадка с целью получения продукта, удобного для транспортирования, складирования и утилизации.
УПЛОТНЕНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — процесс снижения их влажности и сокращения объема. Уплотненные осадки сохраняют свойство текучести. На практике применяют гравитац. и флотац. уплотнение, при этом последнее наиболее эффективно для избыточного активного ила. У.о.с.в. является первой наиболее экономичной стадией их обработки, позволяющей в значит, мере уменьшить объем сооружений и затраты энергии на последующих стадиях обработки осадков. Для гравитац. уплотнения применяют емкостные сооружения по типу радиальных или вертик. отстойников. Обычно для уплотнения используют первичные отстойники. Для обеспечения нормальных условий выгрузки уплотненных осадков гравитац. уплотнители должны быть оборудованы скребковыми устройствами. Сокращение объема уплотнителей и повышение эффективности уплотнения достигаются применением стержневых мешалок для уплотняемого осадка с частотой вращения 2—4 об/ч. Произ-сть работы гравитац. уплотнителей можно также повысить разбавлением уплотняемого осадка очищ. сточной водой, подогревом его до 40— 60°С, добавлением в него флокулянтов, подачей в илоуплотнители фильтрата от сооружений для механич. обезвоживания осадка, подачей промывной воды от скрубберов газоочистки при термин, сушке
Флотационный илоуплотнитель радиального типа
1 — флотац. камера радиального типа; 2 — отвод подыловой воды; 3 — лоток для сбора подыловой воды; 4 — скребок для сбора пены; 5 — донный скребок; б—отвод уплотненного ила; 7 — подача рабочей рециркулирующей жидкости; 8 — подача активного ила
Флотационный илоуплотнитель горизонт, типа 1 — сборник избыточного ила; 2 — эжектор; 3 — насос; 4—сатуратор; 5—лоток для сбора уплотненного ила; 6 — подача насыщенного воздухом активного ила; 7—■ секции флотатора; 8 — скребковый механизм; 9— лоток для сбора иловой воды
осадков. При уплотнении сброженных осадков положит, эффект дает применение извести дозой, примерно равной 3— 5% массы сухого в-ва осадков. В зависимости от объема образующихся осадков гравитац. уплотнители могут эксплуатироваться в контактном или проточном режиме.
' На сооружениях биология, очистки сточных вод гравитац. уплотнение применяют для избыточного активного ила, биопленки биофильтра и сброженных в метантенках осадков после их промывки, а также для совместного уплотнения ила и осадков первичных отстойников. Продолжительность уплотнения зависит от вида осадка и конструкции уплотнителя, Для избыточного активного ила продолжительность уплотнения в вертик. уплотнителях составляет 12—16 ч, в радиальных — 9—12 ч при влажности уплотненного осадка соответственно 98 и 97,3%. Продолжительность уплотнения смеси сброженных осадков с промывной водой составляет 20—30 ч, при этом влажность уплотненного осадка можно принимать примерно 95—95,5%. При уплотнении активного ила в смеси с осадком первичных отстойников влажность уплотненной смеси осадков составляет около 95%.
Напорная флотация позволяет значительно сократить продолжительность уплотнения активного ила и уменьшить объемы сооружений для уплотнения. Флотаторы представляют собой круглые или прямоугольные в плане емкостные сооружения, оборудованные системой скребков для удаления сфлотиров. и донного осадка, устройством для распределения насыщенной воздухом иловой смеси в объеме флотатора, коммуникациями для отвода осветленной воды. Круглые в плане флотаторы имеют
диаметр до 20 м и глубину 2—3 м, прямоугольные (горизонт.) флотаторы выполняют многоступенчатыми с последоват. или параллельным расположением ступеней. Флотационное уплотнение осуществляется с насыщением воздухом под избыточным давлением активного ила (прямая флотация) или рабочей жидкости (вода, отделенная при уплотнении активного ила), к-рая после насыщения смешивается с активным илом в объеме флотатора. Насыщение ила или рабочей жидкости воздухом производят с помощью компрессора или эжекцией атмосферного воздуха во всасывающую трубу центробежного насоса. Давление насыщения принимают 0,3—0,5 МПа, время насыщения — 3— 5 мин, уд. расход воздуха — 10—-15 л/кг сухого в-ва активного ила. Влажность уплотненного во флотаторе активного ила обычно составляет 95—96%. нагрузка по сухому в-ву — 2—4 кг на 1 м2 поверхности флотатора. Для уплотнения осадков городских и производств, сточных вод применяют одинаковые методы уплотнения. Эффективность их зависит от вида и свойств осадков. После уплотнения осадок направляют на сооружения механич. обезвоживания, иловые площадки или на утилизацию.
УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ И ВОЗДУШНЫМ РЕЖИМАМИ ЗДАНИЯ — управление с целью обеспечения заданных параметров микроклимата в помещениях. Воздействие на тепловой и воздушный режимы здания осуществляется изменением величины или направления потока теплоты и воздуха, поступающих в него от наружной среды, соседних помещений и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Управляющее воздействие реализуется путем изменения хар-к теплопередачи и воздухопроницаемости наружных и внутр, ограждений, а также мощности теплового оборудования систем, обслуживающих помещений. Возможности У.т.в.р.з. с помощью изменяемых конструктивных хар-к здания ограничены, поэтому осн. роль в процессе управ
ления принадлежит системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В силу последнего обстоятельства У.т.в.р.з. сводится, за исключением отд. случаев, к управлению системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
УПРУГОСТЬ ВОДЯНОГО ПАРА — количеств, хар-ка содержания водяного пара в воздухе или в пространстве. У.в.п. численно равна его парциальному давлению. Она не может быть выше макс. У.в.п. Р$ над плоской поверхностью воды или льда, к-рая зависит от темп-ры. Эта зависимость получена экспериментально при положит, темп-ре над поверхностью воды и при отрицат. темп-ре над поверхностью льда.
Темп-рную зависимость Ps можно аппроксимировать ур-нием, вид к-рого получен из ур-ния Клайперона—Клаузиуса, а коэфф, определены из эксперимент, данных Pw- 1,84 • Ю11 exp[-5330/(273 + t)].
Пересчет значений У.в.п., содержащегося в воздухе, на его абсол ютную влажность можно выполнить по эмпирич. ф-ле /~ 7,937* 10"6Р/(1 +//237), где/— влаго- содержание воздуха, кг/м3.
УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО — понятие, применяемое для сопоставления разл. видов органич. топлива и его суммарного учета. В качестве единицы У.т. принимают 1 кг топлива с низшей удельной теплотой сгорания 29,3 МДж/кТ. Для пересчета натур, топлив в условное используют тепловой эквивалент топлива Э - ^/29,308, кг у.т/кг. Усредн. топливные эквиваленты: уголь — 0,718, газ природный — 1,17—1,2, нефть — 1,43, газ нефтепромысловый — 1,35— 1,44, мазут — 1,3, горючие сланцы — 0,353, торф — 0,4, дрова — 0,249. С помощью У.т. можно составить топливный баланс или суммарный эпер- гетич. баланс отрасли, страны и мира в целом. В нек-рых странах принят иной подсчет У.т.: напр. во Франции в качестве У.т. принято топливо, имеющее либо низшую уд. теплоту сгорания — 27,3 МДж/кг, либо высшую уд. теплоту сгорания — 28,3 МДж/кг; в США. и Великобритании в качестве крупной единицы У.т. принимают единицу учета, равную 1018 брит, тепловых единиц.
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ — врем, источник снабжения газом городов и пос., к-рые впоследствии будут присоединены к сетям природного газа. Используется для покрытия пиковых и аварийных нагрузок в системе газоснабжения. У.п.г.с. как аварийный резерв имеет след, преимущества: приготовляемая газовоздушная смесь эквивалентна по своим технологич. свой-
бб
б
б
ствам заменяемому топливу, поэтому переход с одного вида топлива на др. не требует переналадки газогорелочных устройств и мало сказывается на режимах работы тепловых агрегатов. Смесь углеводородов с воздухом может быть приготовлена т.о., что ее использование будет безопасным и хар-ки смесей будут аналогичны хар-кам природных газов. В случае применения бутано-воздушных смесей хар-ки смеси более благоприятны, ( чем чистого бутана, и область применения таких установок расширяется. Миним. содержание воздуха в юмеси определяется заданным давлением смеси; макс, ограничено условием безопасности — содержание газа в газовоздушной смеси должно в 2 раза превышать верхний предел воспламенения газа (см. Концентрационные границы зажигания газа). Для пропан-бутановой смеси верхний предел воспламенения равен 10% (объема). Использование газовоздушной смеси расширяет зону надежного газоснабжения сжиж. газами, т.к. темп-pa конденсации паров н-бутана в газовоздушной смеси значительно ниже темп-ры конденсации н-бутана в пропан-бутановой смеси. При 80%-ном содержании бутана в сжиженных углеводородных газах выпадение конденсата происходит для пропан-бутановой смеси при давлении Рем - 0,1043 МПа и темп-ре —4°С, а для газовоздушной смеси (50% воздуха и 50% паров сжиж. углеводородных газов) —- при том же давлении и темп-ре —21°С.
Все У.п.г.с. по гл. признаку — созданию необходимого давления воздуха классифицируют на две группы установок: компрессорные, в к-рых воздух сжимается компрессорами или воздуходувками; эжекторные, в к-рых воздух засасывается в смесители из окружающей среды за счет энергии струи газа, вытекающей из сопла, и сжимается в эжекторе. Если на выходе из У.п.г.с. необходимо иметь газовоздушную смесь низкого давления, то применяют эжекторные установки. При эжекционном способе смешения паров сжиж. углеводородного газа с воздухом отсутствуют нагнетатели воздуха, не требуется дополнит, энергия для его сжатия. Эжекц. смесители просты в изготовлении и надежны в эксплуатации.
УСТАНОВКА ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД — предназначена для использования в небольших нас. пунктах, селах, поселках и отд. зданиях, на базах отдыха, в пионерских лагерях и малых городах. При ее применении отпадает необходимость стр-ва очистных сооружений непосредственно на объекте. Такие установки изготовляют из металла, защищенного антикоррозионными покрытиями, а также из пластмасс и поставляют в виде
единых блоков, блоков-контейнеров и монтажных элементов, соединяемых на месте применения. Их пропускная способность ограничена до 5000 м3/сут.
На объектах с постоянным проживанием людей применяют установки биологич. очистки сточных вод, на объектах с периодич. или временным их пребыванием — установки физико-хим. очистки. Последние нашли применение и в поселках Крайнего Севера. При большом разнообразии конструктивных решений установки биологич. очистки в зависимости от применяемой технологии могут быть разделены на погружные биофильтры — биоконтакторы и аэрац. установки. Пропускная способность установок с биоконтакторами 6—200 Mvcyr. При использовании последних расход электроэнергии снижается в 3—4 раза, упрощаются ремонт и эксплуатация, однако на их произ-во затрачивается больше материалов, главным образом пластмасс. Серийно изготовляют аэрац. установки типа КУ, КУТМ, БИО, Биоком-
пакт, в огранич. размерах — установки тийа УКО. Для глубокой биологич. очистки сточных вод разработаны и внедрены в серийное произ-во сборные станции типа "Ручей" (пропускная способность 50—700 м3/сут). Для глубокой очистки сточных вод небольших городов разработаны универсальные сборные станции типа "Нептун" (пропускная способность 1000—4500 м3/сут). Серийно изготовляют установки физико-хим. очистки типа "Рица".
УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — составная часть системы кондиционирования воздуха, предназнач. для приготовления приточного воздуха. См. Кондиционер.
Схемы установок БИО-25М (а), БИО-50 (б) и БИО-100 (в) ■ .
1 — выпуск очищенных сточных вод; 2 — зубчатый водослив; 3 — регулируемое отверстие; 4 — аэраторы; 5 — воздуховод; б — впуск сточных вод
УСТАНОВКА ТИПА БИО — предназначена для полной биологич. очистки бытовых и близких к ним по составу производств. СТОЧНЫХ ВОД С БПКполн до 300 мг/л; установка типа БИО с индексом Т — до 200 мг/л. Пропускная способность
а А-А
Схемы установок БИО-25 («) и БИО-80Т (б) 1 -- отвод очищенных вод; 2 — регулируемое отверстие; 3 — подсос всплывшего ила в аэрационную зону; 4 — впуск сточных вод; 5— решетка; 6 — аэратор.
установки 25—100 м3/сут. Эффект очистки по БПК и взвешенным в-вам — 90—95%. У.т. БИО представляет собой аэротенки-отстойники без принудит, рециркуляции активного ила, работающие по методу полного окисления. Система аэрации — пневматическая. В верхней части аэрац. зоны на входном патрубке ■ имеется решетка с ручной очисткой. В отстойной зоне установлены устройства, позволяющие удалять всплывшие на поверхность взвеш. в-ва в аэрац. зону вследствие подсоса их потоком воды в этой зоне. Первые У.т. БИО изготовляли из металла в виде монтажных элементов (секций), свариваемых в один блок на месте применения. С 1982 их выпускают в виде единого блока в заводских условиях. Благодаря изменению габаритов У.т. БИО стало возможно перевозить любым видом транспорта (установки с индексом Т). У.т. БИО имеют устройство для закрепления бетонных или железобет. плит, предотвращающих всплывание незаполненных емкостей, возводимых в мокрых грунтах.
УСТАНОВКА ТИПА *6ИОКОМ- ПАКТ"— предназначена для полно'й биологич. очистки сточных вод малых нас. пунктов. Ее пропускная способность 50— 1000 м3/сут. В состав установки входят изготовляемые заводским способом все элементы крупной станции биологич. очистки сточных вод. Осн. элемент уста-
Установка типа 'Ьнокомпакт*'1 — приемный резервуар сточных вод с погружными насосами; 2 — блок-контейнер с решетками- дробилками и воздуходувками; 3 — блок-контейнер реагентного оборудования и щита управления; 4 — накопитель и уплотнитель ила; 5 — аэротенк-отстойник; б — контактный резервуарУстановка типа 'Ьнокомпакт*'1 — приемный резервуар сточных вод с погружными насосами; 2 — блок-контейнер с решетками- дробилками и воздуходувками; 3 — блок-контейнер реагентного оборудования и щита управления; 4 — накопитель и уплотнитель ила; 5 — аэротенк-отстойник; б — контактный резервуарСхема установки типа "Кристалл*1 — резервуар сточных вод; 2 — насос; 3 — фильтр с плавающей загрузкой; 4—фильтры из нетканых материалов; 5 — коалисцирующий фильтр; б— сборник отходов нефти; 7 — резервуар очищенных вод; 8 — сборник осадкаСхема установки типа "Кристалл*1 — резервуар сточных вод; 2 — насос; 3 — фильтр с плавающей загрузкой; 4—фильтры из нетканых материалов; 5 — коалисцирующий фильтр; б— сборник отходов нефти; 7 — резервуар очищенных вод; 8 — сборник осадка
Установка типа 'Ьнокомпакт*'
1 — приемный резервуар сточных вод с погружными насосами; 2 — блок-контейнер с решетками- дробилками и воздуходувками; 3 — блок-контейнер реагентного оборудования и щита управления; 4 — накопитель и уплотнитель ила; 5 — аэротенк-отстойник; б — контактный резервуар
Установка типа 'Ьнокомпакт*'
1 — приемный резервуар сточных вод с погружными насосами; 2 — блок-контейнер с решетками- дробилками и воздуходувками; 3 — блок-контейнер реагентного оборудования и щита управления; 4 — накопитель и уплотнитель ила; 5 — аэротенк-отстойник; б — контактный резервуар
Схема установки типа "Кристалл*
1 — резервуар сточных вод; 2 — насос; 3 — фильтр с плавающей загрузкой; 4—фильтры из нетканых материалов; 5 — коалисцирующий фильтр; б— сборник отходов нефти; 7 — резервуар очищенных вод; 8 — сборник осадка
Схема установки типа "Кристалл*
1 — резервуар сточных вод; 2 — насос; 3 — фильтр с плавающей загрузкой; 4—фильтры из нетканых материалов; 5 — коалисцирующий фильтр; б— сборник отходов нефти; 7 — резервуар очищенных вод; 8 — сборник осадка
новки — блок емкостей, выполняемый из металла, работающ. по схеме аэротенка- отстойника с рециркуляцией активного ила, в режиме полного окисления. Остальными блоками являются воздуходувная станция, узел обеззараживания и помещения для обслуживающего персонала. Установка изготовляется, монтируется, налаживается и сдается под "ключ".
Иногда в состав станции Биокомпакт дополнит, включают: приемный резервуар — насосную станцию в виде колодца, блок-здание решеток-дробилок и воздуходувок, блок реагентного оборудования и щит управления. Сточные воды по самотечному коллектору наступают в приемный резервуар, откуда перекачиваются через решетки-дробилки в делит, резервуар, установленный на блоке емкостей. Последний включает: секции аэротенков-отстойников с тонкослойными элементами, контактный резервуар и резервуар — уплотнитель ила. В делит, резер
вуаре поток сточных вод делится на равные доли по числу секций аэротенков- отстойников, очищается в этих сооружениях и, пройдя контактный резервуар, сбрасывается в водоем. Обеззараживающий агент насосами-дозаторами подается из блока реагентного оборудования в контактный резервуар. При необходимости удаления фосфора из сточных вод в аэротенк насосами-дозаторами, расположенными в этом же блоке, может подаваться реагент. Станция автоматизирована и не требует пост, нахождения обслуживающего персонала.
УСТАНОВКА ТИПА "КРИСТАЛЛ" —- предназначена для очистки сточных вод замкнутых оборотных циклов воды на пром, предприятиях и автохозяйствах. У.т."К" используют для очистки сточных вод, содержащих 100—800 мг/л взвеш. в-в, и 20—500 мг/л нефтепродуктов. Очищенные воды содержат 25—
50 мг/л взвеш. в-в и 1—1,5 мг/л нефтепродуктов. Пропускная способность У.т."К" — 30; 60; 90 и 120 м3/ч. Очистка осуществляется фильтрацией сточных вод через отходы нетканых синтетич. материалов (вазопрон, сипрон и др.), отличающихся высокими абсорбционноадгезионными свойствами. Вода из резервуара насосом подается на фильтр с плавающей загрузкой. Из него очищенная от грубых примесей вода поступает на коалесцирующий фильтр с загрузкой из гранул полиэфирной смолы, затем на фильтры из нетканых материалов. Очищенная вода подается в резервуар, откуда насосом отводится из установки. Задержанный осадок, а также нефтепродукты собираются в сборнике, из к-рого периодически удаляются.
УСТАНОВКА ТИПА КУ предназначена для полной биологич. очистки сточных вод малых нас. пунктов, сел и поселков, отд. жилых и обществ, зданий, домов отдыха. Она может использоваться для очистки производств, сточных вод, близких по составу к бытовым. Пропускная способность У.т. КУ — 12— 700 м3/сут. Эти установки рассчитаны на очистку бытовых сточных вод с концентрацией загрязнений по БПК5 270 мг/л, а по взвеш. в-вам — 325 мг/л при норме водоотведения 200 л/(сут‘чел). БПКполи очищенных сточных вод составляет 10 мг/л и взвеш. в-в не более 10—15 мг/л.
У .т.КУ пропускной способностью 12— 100м3/сут (КУ-12 — КУ-100) запроектированы для работы в режиме полного окисления; 200—700 м3/сут (КУ-200— 700) — в режиме, аэрации с аэробной стабилизацией осадков сточных вод. Первые конструктивно выполнены в виде аэро- тенка-отстойника, вторые — в виде отдельно работающих аэротенка, отстойника и стабилизатора. Установка КУ-12 оборудована аэрацией механической, все остальные — аэрацией пневматической. Разработаны также установки с низконапорной (типа ЛН), струйной и эжекцион-
Схема установок типа КУ-25—КУ-100Схема установок типа КУ-25—КУ-1001—дырчатые тру бы;2—аэрационная зона; 3 — подающий лоток; 4 — эрлифты; 5 — отстойная зона; б— сборный лоток очищенных вод; 7 — мостик обслуживания; 8 — отводящий патрубок; 9 —, отверстия с регулируемыми водосливами; 10—воздуховод; 11—подводящий патрубок1—дырчатые тру бы;2—аэрационная зона; 3 — подающий лоток; 4 — эрлифты; 5 — отстойная зона; б— сборный лоток очищенных вод; 7 — мостик обслуживания; 8 — отводящий патрубок; 9 —, отверстия с регулируемыми водосливами; 10—воздуховод; 11—подводящий патрубокной аэрацией. У.т. КУ изготовляют серийно из стали с антикоррозионным покрытием: КУ -12 и КУ -25—в виде единого блока, КУ - 50 и КУ-100 —в виде монтажных элементов (два и четыре соответственно), КУ-200 — в виде панелей. Элементы и панели сваривают между собой при монтаже установки. В комплект У.т. КУ входят воздуходувки. У.т. КУ пропускной способностью 400 и 700 м3/сут монтируют из двух-трех установок КУ-200. Установка'КУ-12 включает решетку с ручной очисткой, корзину для отбросов, песколовку и аэротенк-отстойник с принудительной рециркуляцией активного ила, механич. аэратор роторного типа диаметром 500 мм, длиной 2 м, с частотой вращения 90 мин-1. Установки КУ-25— КУ-КТО одинакового конструктивного исполнения с центрально располож. отстойной зоной имеют ширину 6 и глубину 2,7 м. Установка КУ-200 состоит из трех сооружений, соединенных в едином блоке: аэротенка, вторичного отстойника и аэробного стабилизатора избыточного ила. Избыточный активный ил минерализуется на установках и направляется для обезвоживания на иловые площадки. Обеззараживание сточных вод осуществляется хлорной известью, гипохлоритом натрия или с помощью электролизных установок.
Схема установок типа КУ-25—КУ-100
Схема установок типа КУ-25—КУ-100
1—дырчатые тру бы;2—аэрационная зона; 3 — подающий лоток; 4 — эрлифты; 5 — отстойная зона; б— сборный лоток очищенных вод; 7 — мостик обслуживания; 8 — отводящий патрубок; 9 —, отверстия с регулируемыми водосливами; 10—воздуховод; 11—подводящий патрубок
1—дырчатые тру бы;2—аэрационная зона; 3 — подающий лоток; 4 — эрлифты; 5 — отстойная зона; б— сборный лоток очищенных вод; 7 — мостик обслуживания; 8 — отводящий патрубок; 9 —, отверстия с регулируемыми водосливами; 10—воздуховод; 11—подводящий патрубок
УСТАНОВКА ТИПА КУТМ представляет собой аэротенк-отстойник с принудит, рециркуляцией ила и с тонкослойными элементами в отстойной^оне. Она предназначена для полной >иологич. очистки бытовых и близких к ним по составу производств, сточных вод, БПКполн к-рых составляет до 375 мг/л и содержание взвеш. в-в до 320 мг/л. В очищенных сточных водах БПКполн соответствует 12 мг/л, содержание взвеш. в-в — 8 мг/л. Пропускная способность установок — 30; 60 и 120 м3/сут. Применение тонкослойных элементов позволяет повысить пропускную способность У.т. КУТМ на 20% и снизить содержание взвеш. в-в в очищенных сточных водах в 1,5 раза. У.т. КУТМ оборудованы аэрацией
4-44-4Схема установок типа КУТМ-30-120 1 — аэратор; 2 — подающий лоток; 3 — аэрационная зона; 4 — сборный лоток; 5 — эрлифт; б — отстойная зона; 7— тонкослойные элементыСхема установок типа КУТМ-30-120 1 — аэратор; 2 — подающий лоток; 3 — аэрационная зона; 4 — сборный лоток; 5 — эрлифт; б — отстойная зона; 7— тонкослойные элементыпневматической. Их изготовляют серийно из металла, поставляют в виде монтажных объемных элементов пропускной способностью 30 м3/сут и комплектуют воздуходувками. Размеры объемных монтажных элементов в плане 62, высота—3 м. Тонкослойные элементы выполняют из листов плоского или волнистого стеклопластика, располагаемых под углом 60° с расстоянием между ними 100 м.
4-4
4-4
Схема установок типа КУТМ-30-120 1 — аэратор; 2 — подающий лоток; 3 — аэрационная зона; 4 — сборный лоток; 5 — эрлифт; б — отстойная зона; 7— тонкослойные элементы
Схема установок типа КУТМ-30-120 1 — аэратор; 2 — подающий лоток; 3 — аэрационная зона; 4 — сборный лоток; 5 — эрлифт; б — отстойная зона; 7— тонкослойные элементы
УСТАНОВКА ТИПА УКО представляет собой аэротенк-отстойникс механич. аэраторами двух типов—импеллерным или роторным. Она применяется на очистных станциях пропускной способностью 25— 300м3/сут для полной биологич. очистки бытовых или близких к ним по составу производств. СТОЧНЫХ ВОД, БПКполн к-рых составляет 100—1000 мг/л, содержание взвеш. в-в—до 3000 мг/л.
У.т. УКО-25 оборудована импеллерным аэратором АИ-1М. На входе сточных вод смонтирована решетка с ручной
очисткой. Аэрац. зона рассчитана на режим полного окисления органич. загрязнений сточных вод. Зона вторичного отстаивания имеет взвеш. слой актив кого ила, возврат к- рого осуществляется с помощью подсоса импеллерным аэратором. На выходе смонтирован контактный резервуар, в к- рый может подаваться р-р хлорной извести или хлорная вода для обеззараживания сточйыхвод. У.т. УКО-25выполняютизме- талла в виде двух монтажных элементов, свариваемых на месте. В верхней ее части монтируют ферму, на к-рой крепится импеллерный аэратор. Установка УКО-50 рассчитана на режим полного окисления без принудит, возврата активного ила. До поступления на установку сточная вода про-
ходит песколовку, а затем подается в аэрац. зону, в центре к-рой расположен импеллерный аэратор типа АИ-1М, По бокам установки расположены две зоны отстаивания. Активный ил возвращается через нижнюю щель под действием силы тяжести и подсоса циркуляц. потока в аэрац. зоне. Осветленные сточные воды, прошедшие через слой взвеш. ила, отводятся лотками на обеззараживание. У.т. УКО-100 оборудована роторным механич. аэраторомтипаАРН. До поступления на нее сточные воды проходят решетку и песколовку, затем подаются в аэрац. зону. Роторный аэратор и наклонное днище аэрац. зоны обеспечивают поддержание активного ила во взвеш. состоянии и насыщение сточных вод кислородом. В отстойную Зону смесь сточных вод и активного ила поступает через выполняющую роль воздухоотделителя щель, образованную двумя вертик. перегородками. Осветляемые сточные воды проходят через взвеш. слой активного ила и подаются на' обеззараживание. Осевший активный ил
через нижнюю щель возвращается в аэрац. зону. Установка УКО-100 представляет собой прямоугольный резервуар с наклонным днищем, к-рый выполнен из четырех монтажных элементов, свариваемых на месте. Роторный аэратор крепится на раме, являющейся площадкой для обслуживания, Вокруг установки монтируют ограждение. Недостатками установок УКО-50 и УКО-100 являются отсутствие принудит, рециркуляции активного ила и относительно сложная их форма.
Установка для транспортирования осадков сточных вод1 — бункер-накопитель; 2 — бункер-питатель; 3 — бак для смазки; 4 — транспортирующий трубопровод; 5 — УГК-12/15-15; 6 — трубопровод для подачи смазкиУстановка для транспортирования осадков сточных вод1 — бункер-накопитель; 2 — бункер-питатель; 3 — бак для смазки; 4 — транспортирующий трубопровод; 5 — УГК-12/15-15; 6 — трубопровод для подачи смазкиУСТАНОВКА УТК№ 15-15 — комплекс оборудования для транспортирования по трубопроводу осадков сточных вод, включающий поршневой насос, гидропривод, устройство подачи смазки в пристенную область трубопровода, пульт управления, бункер-питатель, снабженный датчиком уровня. Пропускная способность установки — 10— 12 м3/ч, мощность электродвигателя насоса —15 кВт, максим, давление, создаваемое насосом, — 4,4 МПа. Транспортируемый по трубопроводу осадок должен быть обезвожен. Введение смазки значит, снижает гидравлич. сопротив
Установка для транспортирования осадков сточных вод
1 — бункер-накопитель; 2 — бункер-питатель; 3 — бак для смазки; 4 — транспортирующий трубопровод; 5 — УГК-12/15-15; 6 — трубопровод для подачи смазки
Установка для транспортирования осадков сточных вод
1 — бункер-накопитель; 2 — бункер-питатель; 3 — бак для смазки; 4 — транспортирующий трубопровод; 5 — УГК-12/15-15; 6 — трубопровод для подачи смазки
Схема установки УКР-25
— узел обеззараживания;
— корпус блока; 3 — лоток для сбора очищенных вод;
— решетка; 5 — зона аэрации; 6 — трубопровод возвратного ила; 7 — аэратор; 8—отстойная зона
IIСхема установки УКО-100
I
I
1 —аэратор; 2 —зона аэрации; 3 — отстойная зона; 4 — узел обеззараживания; 5 — выпрямитель; 6 — пульт убавления; 7 — лоток для сбора очищенных вод; 8 — трубопровод отвода избыточного ила; 9 — подача сточных вод
ление движению осадка по трубопроводу. Преимуществами установки являются отсутствие потерь осадка и миним. загрязнение окружающей среды.
УТИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД — использование их в нар. х-ве. Осадки городских сточных вод содержат макро- и микроэлементы, необходимые для питания растений и повышения плодородия почв, что обусловливает их использование в качестве органоминерального азотно-фосфорного удобрения. Поскольку при обработке осадков применяют известь, их можно рассматривать как органоизвестковые удобрения.
В странах Западной Европы около 30 % осадков городских сточных вод используют в с. х-ве, в нашей стране — около 10%. Причинами, сдерживающими использование осадков, являются их высокая влажность, трудность удаления с иловых площадок, недостаточное кол-во и несовершенство механизмов и транспортных средств для уборки осадков, наличие в них солей тяжелых металлов и патогенной микрофлоры. Поэтому необходимыми условиями подго-
тонки осадков к утилизации в качестве удобрения являются обеззараживание (путем введения реагентов, нагреванием, компостированием и т.п.) и ограничение приема в городскую канализацию токсичных производств, сточных вод, содержащих тяжелые металлы. В нашей стране использование осадков для удобрения регламентируется показателями ПДК токсических элементов в почвах, в мг/кг: свинца — 20 (сверх фона в 12), кадмия — 9, мышьяка — 20, никеля — 50, хрома — 100, ртути — 2,1, марганца — 1500, ванадия — 150, марганца + ванадия — 1000 + 100, суперфосфата (PzOs) — 200. Максимальную разовую норму внесения осадков на с.-х. поля определяют расчетным путем исходя из возможного поступления в почву вредных примесей. Принцип расчета заключается в том, что после внесения осадков сточных вод суммарное содержание металла в почве (с учетом рассеивания впахотном слое) не должно превышать ПДК. На осадок, используемый в качестве удобрения, составляют паспорт, в к-ром указывают влажность, содержание органич. в-в, азота, фосфора, калия, кальция, а также вредных тяжелых металлов. Осадки всех видов предпочтительнее использовать под зерновые, кормовые и технич. культуры, т.к. они менее чувствительны к токсичным солям тяжелых металлов и в большинстве случаев не идут непосредственно в пищу человека. Благодаря содержанию большого кол-ва органич. в- в (40—70% массы сухого в-ва) осадки можно использовать в качестве рекультиванта почв, у к-рых потерян верхний плодородный слой. Это особенно важно для сохранения плодородия в условиях широкого применения минер, удобрений (ухудшающих структуру почв) и возвращения с.-х. земель после пром, использования. Представляют интерес утилизация активного ила в качестве кормовой добавки к рациону питания с.-х. животных и зверей ценных пород, а такжеполучение изактивного ила витамина В12, аминокислот и др. продуктов при сухой перегонке осадков.
Осадки и шламы нек-рых производств, сточных вод после переработки можно утилизировать для получения сорбентов, органич. жиров, красителей, смол, добавок в различные материалы строит, произ-ва, в дорожном стр-ве и т.п.
УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОТЫ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА — процесс вторичного использования тепловой энергии в системе вентиляищи. Теплота вытяжного вентиляц. воздуха — осн. вторичный энергоресурс (ВЭР) жилых и обществ, зданий. Расход теплоты на нагрев вентиляц. воздуха в жилых зданиях составляет 40—50% расхода на отопление, в обществ. — 40—80%. В пром, зданиях кроме теплоты вытяжного воздуха к ВЭР относятся уходящие газы топливоиспользующе-
го технологич. оборудования, отопительнопром. котельных и др.
Аппараты, предназнач. для У.т.в.в., наз. т е п л о у т и л и з а т о р а м и. По характеру изменения теплового потенциала различают два их вида: тепловые насосы, обеспечивающие увеличение теплового потенциала, и теплообменные аппараты. Выбор схемы и типа теплоутилизаторов определяет характер нагрузки теплопотребителей, т.к. существенно влияет на экономичность системы в целом. Потребители теплоты вытяжного воздуха могут быть круглогодичные (системы горячего водоснабжения хоз.- бытового и производственного) и сезонные (низкотемп-рные системы водяного отопления, системы кондиционирования воздуха и вентиляции).
Тепловые насосы при У.т.в.в. могут применяться для подогрева или подогрева и охлаждения приточного воздуха, а также для подогрева воды. В случае использования воздуха в качестве источника и приемника теплоты тепловые насосы работают по схеме "воздух—воздух". Такая схЗема предпочтительна при кондиционировании воздуха, т.е. при нагреве его в холодный период года и охлаждении в теплый. Переход работы теплового насоса с режима нагревания на режим охлаждения осуществляется изменением движения либо хладагента, либо воздуха. Работу теплового насоса для подогрева воды за счет теплоты вытяжного воздуха наз. работой по схеме "воздух—вода".
Тепловые насосы работают по обратно- ,му термодинамич. циклу Карно. Их тепловой цикл аналогичен холодильному циклу, но в данном случае производится не только холод в испарителе, но и теплота в конденсаторе. Т.о. при затрате работы извне тепловой насос извлекает из источника низкопо- тенц. теплоту и передает ее с более высоким потенциалом к приемнику.
Большое распространение получили теплоутилизаторы - теплообменники, к-рые подразделяют на три группы: рекуперативные (воздухо-воздушные, воздухо-жидкостные, жидкостно-жидкостные) , регенеративные и с промежуточным теплоносителем. В первых двух рабочим телом являются сами теплообменивающиеся среды, напр. вытяжной и приточный вентиляц. воздух, в последнем—кроме теп- лообменивающихся сред используется рабочее тело, воспринимающие теплоту от вытяжного воздуха и передающее ее потребителю. В рекуперативных воздухо-воздушных теплоутилизаторах-теплообмен- никах теплота вытяжного воздуха передается через стенку приточному воздуху, а в воздухо-водяных —от воздуха к воде (см. Рекуперативный теплоутилизатор). В регенеративных (см. Регенеративный тепл- оути- лизатор) теплоаккумулирующая масса по- переменно нагревается за счет теплоты вытяжного воздуха и отдает акку
мулированную теплоту приточному воздуху.
Регенеративные теплоутилизаторы- теплообменники бывают стационарные, в к-рых неподвижная теплоаккумулирующая масса (в виде насадок из ме- таллич. стружки, гравия, щебня и т.п.) попеременно автоматически переключается с режима поглощения (поток вытяжного воздуха) на режим отдачи теплоты (поток нагреваемого воздуха), и вращающиеся, теплоаккумулирующая масса к- рых, выполн. в виде плоского цилиндра- насадки, раздел, на секторы, при вращении последовательно пересекает поток вытяжного и приточного воздуха. Вращающиеся регенеративные аппараты могут передавать как явную, так и полную теплоту. В последнем случае теплоутилизаторы наз. энтальпийными или сорбирующими и их теплоаккумулирующая масса изготовляется из тонколистового картона, бумаги, целлюлозы и т.п. материалов.
Теплоутилизаторы с промежуточным теплоносителем имеют дополнит, циркуляц. контур, в к-ром циркуляр, насосом перемещается рабочее тело, передающее теплоту от вытяжного воздуха потребителю.
Их достоинства: полная аэродинамич. изоляция потоков вытяжного и приточного воздуха, что исключает возможность переноса запахов, бактерий и прочих загрязнений из вытяжного воздуха; возможность устройства систем утилизации при размещении приточных и вытяжных установок на значит, расстоянии одной от др.; возможность объединения в одну систему разл. числа приточных и вытяжных установок с разл. тепловым потенциалом удаляемого воздуха; недостаток — большой расход металла. '
Разновидностью рекуперативного теплоутилизатора с промежуточным теплоносителем является теплоутилизатор на базе тепловых труб. Он представляет собой пучок труб, помещ, одним концом в поток греющего вытяжного, а др. — в поток нагреваемого приточного воздуха. Трубы отопит., представляющие собой разновидность рекуперативных воздухо-жидкостных теплообменников, выполняют в виде герметичной оболочки, частично заполн. легкокипящей жидкостью (хладоны, аммиак, глицерин и т.п.), устанавливают под небольшим углом к горизонту, в результате чего происходит естеств. конвекция паров жидкости.
Серийно изготовляемые теплоутилизаторы на базе труб предназначены для круглогодичного использования теплоты (холода) воздуха, удаляемого системами местной и общеобменной вытяжной вентиляции для нагревания (охлаждения) приточного воздуха в системах кондиционирования воздуха и приточной ветиляции производств, и обществ, зданий.
Они могут использоваться при темп-ре не выше 70°С в потоке вытяжного и не ниже —40°С в потоке приточного воздуха и запыленности не более 0,5 мг/м3 без содержания липких в-в и волокнистых материалов. Для них вводятся те же ограничения в применении, что и для рекуперативных и регенеративных теплоутилизаторов.
Теплоутилизаторы контактно го т и п а являются разновидностью теплоутилизаторов с промежуточным теплоносителем. Они могут быть полые, в к-рых поверхность теплообмена образуется каплями жидкости, разбрызгиваемой через форсунки или др. способами, или иметь насадку, орошаемую водой, р-ром солей или жидкими сорбентами. В насадочных аппаратах теплообм. поверхность образуется частично стекающей пленкой жидкости, часгично каплями, движущимися между пленконесущими элементами. В качестве полых контактных теплоутилизаторов могут использоваться форсуночные камеры центр, кондиционеров, Теплоутилизаторы контактного типа применяют для нагревания воды за счет теплоты вытяжного воздуха. Вода в этом случае может быть подогрета лишь до темп-ры, соответствующей темп-ре воздуха по мокрому термометру. Поэтому теплоутилизаторы контактного типа целесообразно применять для У.т.в.в. с высоким влагосодержанием, напр., удаляемого от разл. сушильного оборудования текстильной, деревообрабатывающей, пищевой и др. отраслей пром-сти. Вода, нагреваемая в контактных аппаратах, используется для технологич. целей либо в рекуперативных теплообменниках. Достоинство теплоутилизаторов контактного типа — возможность совмещения процессов очистки и У.т.в.в., а также допустимость широкого диапазона нач. темп-р.
Применение любых теплоутилизаторов связано с дополнит. кап. и эксплуатац. затратами, увеличением расхода металла, установкой воздушных фильтров в потоке вытяжного воздуха, дополнит, затратами электроэнергии на перемещение воздуха или жидкости и др. На технико-экономич. эффективность У.т.в.в. влияют его массовый расход, темп-pa, влагосодержание и загрязнение, климатич. хар-ки наружного воздуха, способы регулирования параметров тепловоспринимающей среды и предотвращения инееобразования, время работы теплоутилизационной установки. Экономическая эффективность резко возрастает с увеличением продолжит, действия установки в годовом цикле при трехсменной работе.
УТКА — дважды изогнутый под углом 145°отрезок теплопроводам системе отопления, предназнач. для соединения концов двух труб (без изменения направления движения теплоносителя) .
ФАКЕЛЬНАЯ ТОПКА — топка паровых и водогрейных котлов или печей, в к-рой топливо (угольная пыль, распыл, мазут или газ) сгорает в факелах, занимающих в отличие от слоевой топки большую часть объема топочной камеры (см. Камерная топка). Ф.т. были разработаны для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило с высокой надежностью и экономичностью использовать топливо пониж. качества, значительно повысить единичную произ-сть котлоагрегатов. Топливо перед подачей в Ф.т. очищают, измельчают и высушивают в системе пылеприготовления топлива. Ф.т. весьма удобны для сжигания газообразного и жидкого котельного топлива (см. Топка мазутная), при этом газообразное топливо не требует предварит, подготовки, а жидкое должно быть распылено форсунками. Ф.т. для пылевидного топлива подразделяют на следующие: с удалением шлака в твердом состоянии (сухое шлакоудаление) и с жидким шла- коудалением. Ф.т. для жидкого и газообразного топлива выполняют с горизонт, или слегка наклонным подом. Ф.т. классифицируют по типу горелок (однофронт., встречная, угловая) и по числу ярусов горелок.
ФАСОННАЯ ЧАСТЬ ВОЗДУХОВОДА — элемент вентиляц. сети, пред- ндзнач. для соединения прямых участков воздуховода разл. диаметров или сечений, для изменения направления движения воздуха в сети воздуховодов. Пром-сть изготовляет фасонные части определ. размеров, установл. нормами, круглого и прямоугольного сечений. Это — отводы, тройнику и крестовины вентиляционные, переходы, диффузоры и конфузоры. '
ФИЛЬТР — (франц, filtre, от позд- нелат, filtrum букв. —• войлок) — устройство (сооружение) для разделения, сгущения или осветления неоднородной системы, содержащей твердую и жидкую фазы, пропусканием через пористую (фильтров.) перегородку.
В водоснабжении для отделения воды от дисперсных и коллоид, в-в используют фильтры с зернистой загрузкой, сетчатые (микрофильтры, барабанные сита), тканевые или пористые перегородки (из керамики или фарфора), намывные слои из диатомита, целлюлозы, древесной муки. Ф. могут быть безнапорные (открытые) или напорные. В водопроводной практике широко применяют Ф. с зернистой загрузкой. Их классифицируют: по скорости фильтрования — медленные (0,1— 0,3 м/ч), скорые (5—1 м/ч), сверхскорые (36—100 м/ч); по направлению потока воды — одно- (обычно скорые Ф.), двух- и многопоточные; по крупности зерен загрузки — мелко- (размер зерен,0,5— 1,2 мм, эквивалентный диаметр d3~ - 0,7...0,8 мм), средне- (0,7— 1,6 мм, d3 - - 0,8...1 мм) и крупнозернистые (0,8— 2 мм, d3 ■ 1...1.2 мм); по числу слоев загрузки — одно-, двух- и многослойные.
Для вентиляции и кондиционирования воздуха в осн. применяют фильтрование через пористую перегородку, входе к-рого частицы пыли (аэрозоли) задерживаются, а газ (воздух) проходит сквозь нее. Фильтрующие перегородки состоят из волокнистых или зернистых элементов и подразделяются на: гибкие пористые из тканевых материалов (природных, синтетических или минер, волокон), нетканых волокнистых материалов (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты), ячеистых листов (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные элементы); полужесткие пористые перегородки (слои волокон, стружка, вязаные сетки, располож. на опорных устройствах или зажатые между ними); жесткие пористые перегородки из зернистых материалов (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессов. порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформиров. слои из стекл. и металлич. волокон); ме- таллич. сетки и перфориров. листы. Процесс сухой фильтрации применяют в тканевых и зернистых Ф. тонкой очистки воздуха. См. также Фильтр контактный, Фильтр воздушный, Фильтр с зернистой загрузкой, Фильтр намывной, Фильтр тонкой очистки воздуха, Фильтр тканевый, Фильтрующая траншея, Фильтрующий колодец, Электрофильтр.
ФИЛЬТР ВОДЯНОЙ — предназначен для очистки рециркуляц. воды в поддоне форсуночной камеры. Используют сетчатые Ф.в. с латунной сеткой, имеющей в зависимости от тонкости распыла отверстия разного диаметра. Для камер с тонким распылом применяют бутылочные Ф.в. с сеткой с малыми отверстиями. Для во
локнистых пылей используют гравийные и коксовые Ф.в., к-рые по мере заполнения шламом регенерируют путем промывки.
ФИЛЬТР ВОЗДУШНЫЙ — устройство для очистки приточного воздуха, в к-ром с помощью фильтров, перегородки улавливаются аэрозольные частицы, а воздух проходит сквозь перегородку. Предназначен для очистки наружного и рециркуляц. воздуха в центр, и местных кондиционерах. Фильтрующие перегородки в Ф.в. — сетки, покрытые тонкой масляной пленкой, смоченные и сухие волокнистые материалы. В зависимости от вида перегородки и конструктивных решений Ф.в. подразделяют на самоочищающиеся, рулонные ячейковые, карманные, электрич. ячейковые. По эффективности Ф.в. делят на 3 класса: 1) эффективность улавливания частиц пыли всех размеров — 99%; 2) то же, размером > 1 мкм — 85%; 3) то же, размером 10— 50 мкм — 60%. Пром-сть выпускает ф.в. след, типов: ФР5А — с фильтрующим материалом из синтетич. волокон общепром, назначения ФРНК-ПГ или ИФП-1 пропускной способностью 10—315 тыс.м3/ч для очистки воздуха от пыли при средней запыленности 1 ^ч/м3 и кратковрем. до 10мг/м3; ФРЗА — с двумя фильтрующими материалами; ФРНК-ПГ —-с
клееным прокладочным полотном пропускной способностью 10—250 тыс.м3/ч (модификация фильтров ФР5А) для очистки воздуха от волокнистой пыли; ФС2 — самоочищающиеся воздушные с регенерацией фильтрующей панели в масле пропускной способностью 10— 250тыс.м3/ч, их также рекомендуется применять при большом содержании масляных аэрозолей и не рекомендуется при наличии в очищаемом воздухе волокнистой пыли; ФяР, ФяВ, ФяУ и ФяП — ячейковые с фильтрующими материалами из металлической и винипла- стовой сеток, упругого стекловолокна и поролона пропускной способностью одной кассеты 1540 м3/ч при уд. воздушной нагрузке 7 тыс.м3/ (м^ч) для очистки воздуха в вентиляционных системах пропускной способностью до 30 тыс.м3/ч; ФЗ-2 — электрич. пропускной способностью до 2тыс.м3/ч для высокоэффективной очистки воздуха от пыли; ФФВ182 и ФВ3002 — карманные с фильтрующим
материалом из тонковолокнистого стекловолокна АФ4 пропускной способностью 4250 м3/ч для очистки воздуха перед воздуходувками (могут применяться и для высокоэффективной очистки воздуха); ЛАИК — с фильтрующим материалом ФПП общепром, назначения для очистки воздуха от пыли при средней запыленности 1 мг/м3 и кратковрем. до 10 мг/м3 для абсолютной очистки воздуха от аэрозолей.
ФИЛЬТР КОНТАКТНЫЙ — открытый скорый с одно-, двух и трехе- лойпой фильтрующей зернистой загрузкой аппарат, работающий по принципу контактной коагуляции. Ф.к. рекомендуется применять в одноступенчатых схемах водоподготовки при содержании взвеш. в- в до 60 мг/л и цветности воды до 120 град. ■ Исходная вода, обработанная реагентами, фильтруется сверху вниз через фильтрующую загрузку, затем собирается распределит. системой из керамич. или полимер- бетонных пористых плит, либо из полиэтиленовых щелевых труб и отводится за пределы сооружения. Скорость фильтрования — до 20 м/ч, интенсивность водяной промывки — до 15 л/(с'м2) в течение 7—8 мин. Ф.к. бывают трех типов, отличающихся конструкцией фильтрующей загрузки — КФ-2, КФ-3 и КФ-5. Фильтрующая загрузка КФ-2 — двухслойная: керамзит крупностью 0,8—1,8 мм (эквивалентный диаметр </Экв * 1 ...1,1 мм) высотой слоя 0,7 м и кварцевый песок крупностью 0,5— 1,2 мм ((/экв*"0,7...0,8 мм) высотой слоя 0,8 м. Фильтрующая загрузка КФ- 3 — однослойная из крупнозернистого кварцевого песка крупйостью 0,9—1,8 мм (</экв - 1...1.2 мм» высотой слоя 2 м). Фильтрующая загрузка КФ-5 — трехслойная, высота каждого слоя по 0,5 м, крупность загрузки, мм: керамзита 3—5, аглопорита 2—3, кварцевого песка 0,5— 1 мм (</экв"0,7...0,8). Для всех типов Ф.к. , характерно отсутствие поддерживающих слоев загрузки. Грязеемкость фильтрующих загрузок Ф.к. примерно такая же, как и у осветлителей контактных.
. Контактный префильтр (КПФ) конструктивно аналогичен контактному осветлителю с поддерживающими слоями и водовоздушной промывкой. В КПФ применяют трубчатые перфорир. распределит. системы для подачи воды и воздуха и систему горизонт, отвода промывной воды. Поддерживающий слой гравия круп-
фильтр контактный КФ-5 .
1 — поддон; 2 — ложное дно из пористого полимербетона; 3 — три слоя фильтрующей загрузки; 4 и 11 — отвод и подача промывной воды; 5 — боковой карман; 6 — водосборные желоба; 7 — ввод реагентов; 8— распределит, система подачи воды с реагентами; 9 и 12 — подача исходной и отвод фильтриров. воды; 10 — подача воды на промывку распределит, системы . *
ностью 2—40 мм устраивают высотой 0,75—1 м, а слой песка крупностью 0,7— 2 мм (с?зкв - 1 ...1,3 мм) — высотой 2— 2,3 м. Скорость фильтрования (снизу вверх) принимают при норм, режиме 5,5—6,5 м/ч и при форсированном — 6,5—7,5 м/ч. КПФ промывают как очищенной, так и неочищенной водой при условии, что ее мутность не более 10 мг/л, колииндекс до 1000 ед/л и что она предварительно обработана на микрофильтрах или барабанных ситах и обеззаражена. Интенсивность подачи, л/(см2): воздуха 18—20, воды 6—7; продолжительность, мин: промывки 7—8, сброса первого фильтрата 5—15.
ФИЛЬТР НАМЫВНОЙ — аппарат для осветления маломутных (взвеш.в-в до 40 мг/л) и малоцветных (до 30 град) вод. При фильтровании воды на Ф.н. снижается содержание коллоидных органич. в-в, обеспечивается удаление железа, марганца, масел, диспергированных примесей, бактерий. Процесс фильтрования происходит через макропористый намывной слой, образуемый спец, введенным в начале фильтроцикла фильтрующим материалом (диатомит, целлюлоза, бен- тонцт, активный уголь, древесная мука, и др.) с размером частиц 50—70 мкм на поверхности твердой пористой основы с размером пор 100—150 мкм. Размер частиц намываемого фильтрующего материала меньше размера пор фильтрующей основы, однако эти частицы задерживаются на ее поверхности, поскольку осаждаются на сводиках, образующихся между первичными заклинившимися частйцами и более крупными агрегатами намывного материала. Структурно намывной слой состоит из большого кол-ва каналов малых размеров, что обеспечивает получение фильтрата высокого качества. ’
Ф.н. представляет собой цилиндрич. сосуд с выпуклыми торцами, внутри к- рого на опорной плите закреплены вертик. трубчатые элементы (пористые керамич., фарфоровые, сетчатые, каркасно- навитые и др.). Широко применяют трубчатые элементы в виде перфориров. полых цилиндров из нержавеющей стали, вокруг к-рых обернута тонким слоем ткань из синтетич. волокон в форме рукава, фильтрующий слой намывают на наружную поверхность ткани. Ф.н., как правило, работают по напорной схеме, реже как гравитац. и вакуумные. В начале фильтроцикла в течение 3—5 мин намывают фильтрующий слой в режиме рециркуляции, чтобы гарантировать полное осаждение в нем мелких частиц. Расход фильтрующего материала составляет 300—400 г на 1 м2 фильтрующей поверхности. Равномерный намывной фильтрующий слой удерживается на поверхности
Фильтр намывной
1 — опоры для крепления; 2 — смотровое окно; 3 — корпус; 4 — манометры; 5 — разделит, плита; б — фильтриру ющие элементы; 7—камера сбора фильтрата; 8 и 9 — отвод фильтрата и подача исходной воды; 10 — сброс осадка
фильтрующих патронов за счет разности давлений в корпусе фильтра и внутри трубчатых элементов. Как только фильтрат станет чистым, начинают подавать обрабатываемую воду со скоростью 1 —15 м/ч в зависимости от качества исходной воды, способа фильтрования, свойств фильтрующего слоя, толщины слоя образовавшегося на нем осадка и длительности фильтроцикла. При потере напора 15—20 м фильтр отключают и производят водовоздушную промывку, края происходит след, образом. После остановки Ф.н. и сброса части воды намывной слой сползает на дно аппарата, одновре-' менно в камеру фильтрата засасывается воздух и образуется воздушная подушка. После закрытия клапана прекращается впуск воздуха и начинается нагнетание промывной воды, Воздух сжимается, и после открытия сбросного клапана в основании Ф.н. происходит резкая декомпрессия воздуха, выталкивающая воду через поры фильтрующих элементов изнутри наружу, что способствует их отмыванию от загрязнений. Затем Ф.н. опорожняют и фильтрующие элементы промывают в течение 15 мин. Расход воды на промывку составляет 0,5—0,7% фильтрата. Для повышения скорости фильтрования или увеличения фильтроцикла используют другой режим работы Ф.н., при к-ром после первоначального намыва фильтрующего слоя с меньшим расходом фильтрующего материала в обрабатываемую воду непрерывно дозируют присадочный материал в кол-ве 3—10 мг/л. Взвеш. в-ва, содержащиеся в воде и отложившиеся на намывном слое,
смешиваются с присадочным материалом, образуя микропористый слой, к-рый участвует в процессе фильтрования, замедляя прирост потерь напора. Ф.н. используют при обезжелезивании и деминерализации конденсатов теплосиловых станций, при извлечении из воды органич. в-в растит, происхождения.
Песчано-гравийный фильтр1 — оросит, сеть; 2 — вентиляц. стояк; 3 — загрузка; 4 — дренажная сеть; 5 — насыпной грунт; 6 — гидроизоляция; 7 — заглушки; 8 — крестовиныПесчано-гравийный фильтр1 — оросит, сеть; 2 — вентиляц. стояк; 3 — загрузка; 4 — дренажная сеть; 5 — насыпной грунт; 6 — гидроизоляция; 7 — заглушки; 8 — крестовиныФИЛЬТР ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЙ — сооружение для биологии, очистки бытовых сточных вод в местных системах канализации, располагаемое в водонепроницаемом или слабофильтрую- щем грунте (возможно также в подземной емкости из железобетона, бетона и др. материалов). В верхней части песчаногравийной загрузки фильтра находится оросит, сеть труб, в нижней — дренажная. На очистку в Ф.п.-г. поступают сточные воды после отделения из них взвешенных в-в в септике. Для устройства Ф.п.-г. разрабатывают котлован, дно к-рого устраивают примерно на 1,5 м ниже лотка отводящей трубы из септика или дозирующей камеры. Дно котлована планируют с уклоном к центр, части, рав. ным 0,03. На дне его укладывают слой гравия, щебня или котельного шлака крупностью 15—30 мм, на к-ром сооружают дренажную сеть, состоящую из центр, трубы (коллектора) и водосборных труб (асбестоцементных с боковыми пропилами иди пластмассовых с отверстиями). Дренажную сеть засыпают щебнем, гравием или шлаком крупностью 15—30 мм на высоту на 50 мм над верхом труб, затем слоями из этих же материалов (крупностью 5—15 мм высотой 100 мм, 2—5 мм — высотой 100 мм) и, наконец, слоем крупного и среднего песка высотой около 1 м. Далее укладывают слой гравия, щебня или шлака крупностью 15—30 мм. Оросит, сеть, устройство к-рой ана
Песчано-гравийный фильтр
1 — оросит, сеть; 2 — вентиляц. стояк; 3 — загрузка; 4 — дренажная сеть; 5 — насыпной грунт; 6 — гидроизоляция; 7 — заглушки; 8 — крестовины
Песчано-гравийный фильтр
1 — оросит, сеть; 2 — вентиляц. стояк; 3 — загрузка; 4 — дренажная сеть; 5 — насыпной грунт; 6 — гидроизоляция; 7 — заглушки; 8 — крестовины
логично устройству дренажной, также засыпают сверху (на 50 мм над верхом труб) той же загрузкой, затем накрывают слоем рубероида или гидроизола и засыпают грунтом. Площадь Ф.п.-г. определяют из условия размещения оросит, труб расчетной длины при расстоянии между ними 0,5 м. Требуемую длину труб находят при расчетной нагрузке на 1 м трубы 100 л/сут. Дренажные трубы размещают аналогично оросительным. От конца коллектора оросит, сети и начала коллектора дренажной сети выводят вентиляц. стояки с флюгаркой диаметром 100 мм, конец к- рых должен подниматься над землей на 0,7 м. Расстояние от лотка дренажных труб до уровня подземных вод должно быть не менее 1 м. При высоком их уровне Ф.п.- г. можно располагать в подсыпке, предусмотрев при необходимости подкачку насосом сточных вод после септика. Ф.п.-г., располагаемый в подсыпке, перекрывают слоем рулонного гидроизоляц. материала и засыпают слоем шлака высотой 0,5— 0,6 м и слоем растит, грунта высотой 0,2 м.
Остаточная БПКполн сточных вод после Ф.п.-г. при высоте фильтрующего слоя 1 м составляет 12—15 мг/л, при высоте 1,5 м — 8—10 мг/л. Очищенная вода по требованию сан. органов должна дезинфицироваться. Ф.п.-г. может также предусматриваться в две ступени, при этом на вторую ступень сточные воды могут поступать либо самотечио (при благоприятном рельефе), либо перекачиваться насосом из сборного колодца на дренажной сети первой ступени. Загрузочным материалом первой ступени, высота слоя к-ро^о принимается 1 —1,5 м, могут служить гравий, щебень или котельный шлак крупностью 15—30 мм. Загрузка второй ступени аналогична загрузке одноступенчатого Ф.п.-г. Нагрузку на оросит, трубы первой ступени принимают 150—
200 л/(м"сут), второй — также аналогичной нагрузке одноступенчатого Ф.п.-г. Нагрузки приведены для р-нов со среднегодовой темп-рой атмосферного воздуха 3—6°С и удельным водоотведением до 150 л/(чел сут). Для р-нов со среднегодовой темп-рой выше 6°С нагрузки принимают на 5% выше на разницу в 1°С, при темп-ре ниже 3°С — соответственно на 5% ниже на разницу в 1°С. При уд. водоотведении более 150 л/(чел"сут) нагрузки увеличивают на 5% на каждые 15 л/(чел’сут) разницы в водоотведении.
ФИЛЬТР-ПРЕССОВАНИЕ ОСАДКОВ — метод обезвоживания осадков сточных вод на фильтрующей перегородке фильтр-пресса под избыточным давлением. Основное преимущество этого метода по сравнению с вакуум-фильтро- ванием и центрифугированием — более глубокая степень обезвоживания, поэтому его целесообразно применять, когда необходимо получить осадок низкой влажности. Первые установки для обезвоживания осадков сточных вод, оборудованные рамными фильтр-прессами, были созданы в Великобритании в XIX в. Из-за несовершенства конструкций фильтрпрессов того времени, их низкой пропускной способности и значит, затрат ручного труда при эксплуатации они не получили распространения. Только в середине XX столетия фильтр-прессы стали широко использоваться для обезвоживания осадков сточных вод. Известны различные модификации автоматизиров. фильтрпрессов с широким диапазоном рабочих давлений: рамные, камерные, ленточные, шнековые и др. Наибольшее применение получили камерные и ленточные. Осн. конструктивными элементами камерных фильтр -прессов являются фильтров, опорная и нажимная плиты, механизмы зажима плит, их перемещения и разгрузки. Фильтров, плиты покрыты фильтрующей перегородкой (фильтров, тканью) и имеют дренаж для отвода фильтрата. Фильтр-пресс состоит из набора вертик. или горизонт, фильтров, плит. При сжатии они образуют камеры, в к-рые под избыточным давлением поступает осадок. Сначала он нафильтровывается на перегородку, а затем под избыточным давлением запрессовывается в камеру. Рабочее давление фильтрования у фильтрпрессов такой конструкции обычно равно 80—10105Па. Оно создается высоконапорными насосами, подающими осадок на фильтр-пресс, или сжатым воздухом в случае передавливания осадка через монжус. В ряде конструкций фильтр-прессов между фильтров, плитами устанавливают резиновые диафрагмы, к-рые после заполнения камеры отжимают осадок под давлением рабочей жидкости, подаваемой
Фильтр-пресс ФВК-500Фильтр-пресс ФВК-5001 — упорная плита; 2— подвЬд воздуха на просушку и продувку;3—отвод фильтрата; 4—сброс осадка из коммуникации при продувке; 5—подвод осадка; 6 — подвод воздуха на просушку (второй вариант); 7— воздушник1 — упорная плита; 2— подвЬд воздуха на просушку и продувку;3—отвод фильтрата; 4—сброс осадка из коммуникации при продувке; 5—подвод осадка; 6 — подвод воздуха на просушку (второй вариант); 7— воздушникпод диафрагму. Такие фильтр-прессы наз. диафрагменными, или мембранными. Выпускаемые отечеств, пром-стью, мембранные фильтр-прессы марки ФПАКМ или КМП имеют рабочее давление до 1 б" 105Па. Камерные фильтр-прессы являются аппаратами периодич. действия. Процесс обезвоживания на них происходит в неск. стадий в зависимости от концентрации осадка и технология. режима. Регулируя продолжит, отд. стадий, можно обеспечить наиболее рацион, режим обезвоживания осадков с различными исходными свойствами. Отечеств, пром-сть выпускает автоматизиров. камерные фильтр-прессы с площадью поверхности фильтрации до 500 м , зарубежные фирмы — до 1000 м2. Камерные диафрагменные фильтр-прессы изготовляют с подвижной фильтрующей перегородкой, к-рая в момент разгрузки передвигается относительно фильтров, плит. Осадки сточных вод, имеющие высокое уд. сопротивление фильтрации, перед подачей на камерный фильтр-пресс обрабатывают минер, хим. реагентами: хлорным или серно-кислым железом и известью или флокулянтами. Для снижения уд. сопротивления и показателя сжимаемости при Ф.-п.о. сточных вод в качестве присадочного фильтрующего материала используют золу. При обезвоживании на камерных фильтр-прессах труднофиль- труемых осадков от биологич. очистки городских сточных вод, имеющих высокий
Фильтр-пресс ФВК-500
Фильтр-пресс ФВК-500
1 — упорная плита; 2— подвЬд воздуха на просушку и продувку;3—отвод фильтрата; 4—сброс осадка из коммуникации при продувке; 5—подвод осадка; 6 — подвод воздуха на просушку (второй вариант); 7— воздушник
1 — упорная плита; 2— подвЬд воздуха на просушку и продувку;3—отвод фильтрата; 4—сброс осадка из коммуникации при продувке; 5—подвод осадка; 6 — подвод воздуха на просушку (второй вариант); 7— воздушник
Принципиальная схема установки фильтр-пресса с насосами •Принципиальная схема установки фильтр-пресса с насосами •показатель сжимаемости, требуются повыш. расходы извести для обеспечения достаточной прочности осадка. Вид и дозы реагентов и присадочных материалов зависят от водоотдающих свойств осадков и показателя сжимаемости и определяются экспериментально.
Принципиальная схема установки фильтр-пресса с насосами •
Принципиальная схема установки фильтр-пресса с насосами •
Ленточные фильтр-прессы — непрерывно действующие аппараты. Процесс обезвоживания на них происходит под действием сил гравитации и давления, создаваемого непрерывно движущимися фильтров, лентами. К осн. конструктивным элементам ленточных фильтр-прессов относятся: фильтров, ленты, приводной и направляющий барабаны, система роликов, обеспечивающая заданную траекторию движения фильтров, лент, узлы отжима осадка, система регенерации фильтров, ленты, система сбора и отвода фильтрата и промывной воды, узел съема осадка с фильтров, ленты. При изменении направления движения лент происходит не только сжатие осадка, но и изменение его структуры. При этом создаются благоприятные условия для отделения влаги. Давление на осадок (примерно 2,5105 Па) обеспечивается натяжением фильтров, лент. Для ленточных
1 — приемная емкость; 2 — смеситель осадка с реагентами; 3 — исходный осадок; 4 — реагенты; 5— насос высокого давления; б — подача реагентов; 7— сброс осадка из коммуникаций; 8 — воздух на просушку; 9 — промывное устройство; 10 — фильтрпресс; 11 — воздух на продувку; 12 — бункер осадка; 13 — конвейер; 14 — бункер выгрузки; 15 -- сбор промывной воды; 16 — отвод промывной воды; 17— отвод фильтрата; 18— клапан; 19 — осадок на обезвоживание; 20 — насос большой произ-сти; 21 — насос высокого давления
фильтр-прессов характерны высокая произ-сть и низкие уд. затраты электроэнергии. Однако влажность обезвоженного осадка сравнит, высока и сопоставима с влажностью осадка, обезвоженного на вакуум-фильтрах. За рубежом выпускается большое кол-во ленточных фильтр-прессов, различающихся в осн. по направлению движения и ширине фильтров.
Ленточный фильтр-пресс ЛМН 10-1Г
1 —• фильтров, плита; 2 — натяжные ремни; 3 — подача осадка; 4 — фильтров, лента; 5 — регулирующие ремни; 6 — отжимной ролик; 7 — трубчатый барабан; 8 —- узел предварит, отжима осадка; 9—система регенерации фильтров, лент; 10 — узел окончат. отжима осадка; И —- приводной барабан; 12 — нож для сьема осадка
лент, а также расположению одного отжимного ролика относительно др. По направлению движения фильтров, лент ленточные фильтр-прессы подразделяют на горизонт., барабанные, петлеобразующие, вертик. и угловые. Отечеств, пром- стью освоен выпуск ленточного фильтрпресса горизонт, типа марки ЛМН 10-1Г с рабочей шириной ленты 1200 мм. Ленточные фильтр-прессы имеют фильтров, ленты из лавсанового или полиэфирного моноволокна. Особенностью этих фильтров является наличие зоны гравитац. фильтрования, в к-рой отделение свободной влаги происходит под действием сил тяжести на движущейся фильтров, ленте. Поэтому для обеспечения быстрого выделения достаточного кол-ва свободной влаги из фильтруемого осадка последний перед подачей на ленточные фильтр-прессы, как правило, обрабатывают флокулянтами.
ФИЛЬТР РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ ГАЗ’А —■ устройство, располагаемое перед регулятором давления для очистки газа от механич. взвеш. в-в. При уменьшении в очищ. газе твердых частиц повышается плотность запорных устройств регуляторов давления и уменьшается износ уплотняющих поверхностей. Наибольшее распространение получили сетчатые и кассетные волосяные фильтры, а при давлении более 1,2 МПа — висцино- вые с кольцами Рашига. Для обеспечения достаточной степени очистки газа лимитируется скорость проходящего через фильтр газового потока с учетом рабочего давления в его входном патрубке. Для висциновых фильтров эта скорость не дол-
Фильтр сетчатый ФС
1 — чугунный корпус; 2 — сетка; 3 — колпак; 4— проволочный каркас; 5 — штуцер для подключения манометров
жна превышать 1 м/с, для сетчатых и кассетных она характеризуется макс, допустимым перепадом давления на сетке или кассете фильтра и не должна превышать 5 кПа — для фильтров Dy- »15.. .50 мм и 10 кПа — для фильтров Dy - - 80...500 мм. Степень засорения фильтров определяется перепадом давления, измеряемого дифманометрами.
Фильтры сетчатые литые типа ФС применяют в шкафных газорегуляторных пунктах и газорегуляторных установках при небольших расходах газа. В качестве фильтрующего элемента используется однослойная плетеная металлич. сетка. В чугунном корпусе расположена обойма из проволочного каркаса и обтягивающей ее мелкоячеистой сетки. Обойма прижимается к выступам корпуса колпаком. Газ из входного патрубка фильтра поступает внутрь обоймы, на сетке к-рой задерживаются и ссыпаются вниз твердые частицы. Пройдя через сетку, очищ. газ попадает в выходной патрубок фильтра и из него направляется к осн. оборудованию. '
Фильтры кассетные волосяные типа ФВ в чухунном исполнении предназначены для использования в стационарных и шкафных газорегуляторных пунктах с расходом газа до 9000 м3/ч. Корпус чугунного фильтра имеет кольцевой паз, в к-ром находится кассета.
Ее торцевые части затянуты проволочными сетками, пространство между к- рыми набивается капроновой нитью (или прессов, конским волосом), пропит, висциновым маслом. При проходе газа через набивку осуществляется его очистка. За кассетой расположена решетка, пре
Фильтр кассетный сварной ФГ1 — сварной корпус; 2 — крышка; 3 — отбойный лист; 4, 5 — болты; 6 — кассета; 7— перфорированный лист; 8—люк для прочисткиФильтр кассетный сварной ФГ1 — сварной корпус; 2 — крышка; 3 — отбойный лист; 4, 5 — болты; 6 — кассета; 7— перфорированный лист; 8—люк для прочисткидохраняющая заднюю стенку от разрыва и уноса фильтрующего материала. Сверху корпус перекрыт крышкой. *
Фильтр кассетный сварной ФГ
1 — сварной корпус; 2 — крышка; 3 — отбойный лист; 4, 5 — болты; 6 — кассета; 7— перфорированный лист; 8—люк для прочистки
Фильтр кассетный сварной ФГ
1 — сварной корпус; 2 — крышка; 3 — отбойный лист; 4, 5 — болты; 6 — кассета; 7— перфорированный лист; 8—люк для прочистки
Фильтры кассетные сварные типа ФГ используют для стационарных газорегуляторных пунктов с расходом газа до 100 000м3/ч. Газ поступает в стальной сварной корпус, перекрытый крышкой, и встречает на своем пути отбойный лист. Твердые частицы крупных размеров, ударившись о него и потеряв скорость, падают на дно корпуса. Более мелкие фракции механич. примесей фильтруются в кассете, к-рая с помощью болта прижата к защитному перфориров. листу. Лист, в свою очередь, опирается на кромки внутр, камеры фильтра. Для удаления накопившихся в корпусе частиц снимают заглушку, а для очистки и промывания кассеты поднимают крышку. Пылеуловители висциновые npi пеняют в газорегуляторных пункта с входным давлением не более 1,2 -. , корпусе имеются две сетки или пе, ротированные листы, между к-рыми засыпаются мелкие кольца Рашига, смоченные висциновым маслом. Фильтр заполняют и разгружают кольцами через люки. На входном патрубке укреплен отбойный лист для более равномерного распределеция потока газа по всей площади фильтра и для отделения наиболее крупных твердых частиц,
ФИЛЬТР С ЗЕРНИСТОЙ ЗАГРУЗКОЙ — безнапорное или напорное сооружение, на к-ром достигаются осветление и обесцвечивание воды, В зависимости от конструкции фильтрующей загрузки и качества обрабатываемой
Медленный фильтр с боковым карманом1,8 — подача исходной воды и отвод фильтрата; 2—боковой карман; 3 —■ водосборные желоба; 4 — воздушник;5, 6 — фильтрующая и поддерживающая загрузки; 7— распределит, (дренажная) система; 9,10 —• подача и отвод промывной воды; 11 — полное опорожнение фильтра; 12 — приямокМедленный фильтр с боковым карманом1,8 — подача исходной воды и отвод фильтрата; 2—боковой карман; 3 —■ водосборные желоба; 4 — воздушник;5, 6 — фильтрующая и поддерживающая загрузки; 7— распределит, (дренажная) система; 9,10 —• подача и отвод промывной воды; 11 — полное опорожнение фильтра; 12 — приямок
Медленный фильтр с боковым карманом
1,8 — подача исходной воды и отвод фильтрата; 2—боковой карман; 3 —■ водосборные желоба; 4 — воздушник;
5, 6 — фильтрующая и поддерживающая загрузки; 7— распределит, (дренажная) система; 9,10 —• подача и отвод промывной воды; 11 — полное опорожнение фильтра; 12 — приямок
Медленный фильтр с боковым карманом
1,8 — подача исходной воды и отвод фильтрата; 2—боковой карман; 3 —■ водосборные желоба; 4 — воздушник;
5, 6 — фильтрующая и поддерживающая загрузки; 7— распределит, (дренажная) система; 9,10 —• подача и отвод промывной воды; 11 — полное опорожнение фильтра; 12 — приямок
размерам зерен загрузочного материала (кварцевый песок, керамзит, керамич. крошка, горелые породы, полимеры, дробленый антрацит и др.), удовлетворяющего сан. требованиям, обладающего достаточной хим. стойкостью и механич. прочностью. Крупность зерен фильтрующей загрузки принимают равной 0,5—2 мм, эквивалентный диаметр — 0,7—1,2 мм, коэффиц. неоднородности — 1,5—2, высоту фильтрующего слоя — 0,7—2 м. Слой фильтрующей загрузки может быть: из одного материала (однослойный Ф.з.з.); из двух материалов разной плотности — керамзит и песок, антрацит и мраморная крошка и др. (двухслойный скорый Ф.д.з.); изнеск. фильтрующих материалов (многослойные скорые Ф.з.з.). В верхней части скорого Ф.з.з. на определ. расстоянии от верха фильтрующей загрузки, исключающем вынос мелких фракций при промывке, расположены
воды Ф.з.з. могут работать в комплексе сооружений первой ступени очистки воды или доочищать воду после нее. При площади фильтрования до 30 м2 безнапорные Ф.з.з. устраивают с боковым карманом, а при большей — с центр, каналом. Открытый безнапорный Ф.з.з. имеет прямоугольную в плане конфигурацию, его выполняют из железобетона. Напорный Ф.з.з. представляет собой стальной цилиндр со сферич. днищем, к-рый располагают вертик. или горизонт. Ф.з.з. могут быть скорыми и медленными. Осн. узлами скорого Ф.з.з. являются распределит, (дренажная) система, поддерживающий и фильтрующий слой загрузки, водосборные (распределит.) желоба из перфориров. трубы и трубопроводы с за- порно-регулирующей арматурой обвязки. Распределит, (дренажная) система, расположенная на дне сооружения, имеет двойное назначение: при фильтровании собирает (дренирует) фильтрат и отводит его за пределы сооружения без выноса зерен фильтрующего материала; при промывке загрузки равномерно распределяет по площади Ф.з.з. промывную воду или воздух. В Ф.з.з. применяют распределит, системы, в к-рых равномерность распределения промывной воды достигается за счет большого сопротивления ее движению через проходные отверстия. Рекомендуются след, распределит, системы: из щелевых труб (стальных, полиэтиленовых) или в виде щелевого ложного дна без поддерживающих слоев; колпачковая; трубчатая с круглыми отверстиями, располагаемая в толще поддерживающей загрузки из пористых плит или труб. Поддерживающий слой загрузки из гравия или щебня крупностью 2—40 мм и высотой до 0,5 м, на к-ром лежит фильтрующая загрузка, укладывают на дно соору
жения для предотвращения вымывания мелких фракций фильтрующего материала и их выноса вместе с фильтратом через отверстия распределит, системы. Фильтрующий слой состоит из отсортиров. по фракционному составу и
Напорный скорый фильтр
1 — полное опорожнение; 2 — подача воздуха; 3,7-— отвод и подача промывной воды; 4, 8 — подача исходной воды и отвод фильтрата; 5—люк; 6 — пробоотборники; 9— распределит, воронка; 10,11 — фильтрующая и поддерживающая загрузки; 12 — бетонная подушка; 13 —■ опоры; 14,15 —■ воздухо- и водорас- пределит. системы
Каркасно-засыпной фильтр
подача исходной воды и отвод фильтрата; 2 — боковой карман; 3 — водосборная система из перфориров. труо; 4—подача воздуха; 5—гравийный ‘каркас" высотой 2 м; б—песчано-гравийный слой высотой 1 м; 7и8— распределит, система воды и воздуха;
и 11 — подача и отвод промывной воды
желоба или перфориров. трубы, имеющие двоякое назначение. При фильтровании воды они должны равномерно распределить ее по площади сооружения, а при промывке загрузки — быстро собрать и удалить за пределы скорого Ф.з.з. промыв-
Фильтр с зернистой загрузкой типа ФПЗ-З (я) и ФПЗ-4 (б)
подача исходной воды и отвод фильтрата; 2 — боковой карман; 3 — водораспределит. система; 4 —. сетка; 5—слой плавающей загрузки; 6—дренажная система; 8 — отвод воды после промывки; 9—- сбор промывной воды
Медленный фильтр
—- корпус фильтра; 2 — водонепроницаемые стенки; 3, 7 — нижний и верхний карманы; 4 —• пористые дренажные плиты; 5 — песчаный фильтрующий слой; б—• поддон; 8,10—отвод фильтрата и подача исходной воды; 9 —■ регулятор скорости фильтрования; 12 — поплавковый клапан; 11,14 —■ подача и отвод промывной воды; 13—каретка рыхлителя, движущаяся по монорельсу
ную воду. По фронту скорого Ф.з.з. расположены трубопроводы и арматура обвязки, служащая для подачи исходной и промывной воды, для отвода фильтрата и воды после промывки загрузки, доя полного опорожнения фильтра.
К числу скорых Ф.з.з. относится каркасно-засыпной фильтр большой грязеем- кости. Он отличается от обычного скорого Ф.з.з. конструкцией загрузки и необходимостью водовоздушной промывки. Загрузка каркасно-засыпного фильтра представляет собой слой гравия высотой 2 м с крупностью зерен 3—40 мм и слой кварцевого песка высотой 1 м с крупностью зерен 0,8—2,0 мм, располож. в межпоровом пространстве нижнего слоя гравия. Обрабатываемая вода фильтруется сверху вниз со скоростью 8—20 м/ч. Этот фильтр обычно работает при движении воды сверху и может выполнять функции осветления, обезжелезивания и дефторирования воды.
Разновидностью Ф.з.з. являются фильтры с плавающей загрузкой ФПЗ-З и ФПЗ-4 из вспененного полистирола, отличающиеся большой грязеемкостью. Направление движения фильтруемой и промывной воды у них совпадает (сверху вниз). При безреагентной прямоточной схеме очистки воды на ФПЗ для получения фильтрата питьевой кондиции мутность исходной воды не должна превышать 500 мг/л. Толщину слоя загрузки принимают 1,2—1,5 м, крупность зерен плавающей загрузки — 0,3—1,5 мм, скорость фильтрования — до 5 м/ч, интенсивность промывки загрузки—10— 12 л/(См2), продолжительность промывки — 3—4 мин, потери напора при этом достигают 2,6 м. При коагулировании примесей воды или в случае очистки воды для производств, целей скорость фильтрования может быть увеличена до 25 м/ч. Раствор коагулянта вводят в обрабатываемую воду непосредственно
перед фильтрующей загрузкой. ФПЗ при скорости фильтрования 4—7 м/ч удаляет из очищаемой воды до 95% планктона.
К медленным относится фильтр в виде прямоугольного в плане железобет. резервуара шириной до 6 м и длиной не более 60 м, на дне к-рого находится дренаж из перфориров. труб, пористого бетона, кирпича или бетонных плиток, уложенных с прозорами. Над дренажем размещен поддерживающий слойизгравияилищебня высотой 200—250 мм и крупностью зерен 5— 40 мм, а над ним фильтрующий слой кварцевого песка толщиной550—600 мм и крупностью зерен 0,3—2 мм. Глубина слоя воды над поверхностью загрузки составляет 1,5 м, скорость фильтрования — 0,1—0,2 м/ч. Медленный фильтр устраивают с механич. или педравлич. регенерацией фильтрующей загрузки. Расход воды на один смыв за- ' грязнений с 1 м2 поверхности загрузки фильтра составляет 9 л/с, продолжительность смыва загрязнений на каждые 10 м длины фильтра — 3 мин. Эти фильтры используют при безреагентной обработке воды.
Цветность воды при медленном , фильтровании уменьшается незначительно, поэтому эти фильтры не пригодны для очистки воды при цветности свыше 50 град. На крупных станциях медленные фильтры не применяют из-за больших строит, затрат и сложности их очистки. Вследствие постепенного заиливания медленного фильтра, сопровождаемого уменьшением пористости и повышением потерь напора, на поверхности загрузки (песка) создается плотная пленка, в результате чего скорость фильтрования резко уменьшается. Накопленные загрязнения 1 раз в 15—50 сут удаляют вместе с поверхностным слоем песка и производят досыпку фильтра свежим песком. В последнее время загрузку отмывают непосредственно в фильтре с механич. рыхлением и гидроудалением загрязнений.
Фильтр тканевый рукавныйФильтр тканевый рукавныйФИЛЬТР ТКАНЕВЫЙ — устройство для очистки воздуха, или газов от пыли. Имеет гибкую фильтров, перегородку обычно в фюрме рукавов из хлопчатобумажных, шерстяных, синтетич., стекл. и др. тканей или нетканых материалов (разл. полотна, войлоки). Рукава закрепляют на трубных перегородках в корпусе, оборудов. устройствами для удаления уловл. пыли с рукавов и выгрузки его из бункера. Корпус фильтра разделен на неск. герметизиров. секций, в каждой из к-рых размещена группа фильтрующих, рукавов, верхние концы к-рых заглушены и подвешены к раме, соединен, с отряхивающим механизмом. Внизу находится бункер для пыли со штеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно. По типу фильтрующих элементов, из к-рых формируется поверхность фильтрования, Ф.т. подразделяют на фильтры с бескаркасными цилиндрич. рукавами и с жесткокаркасными элементами, состоящими из каркасов цилиндрич., плоской, клиновой и др. форм, обтянутых тканью или нетканым материалом. Фильтры бывают с посекц. и поэлементной системой регенерации, к-рую осуществляют по двум, принципам: изменение направления хода газа через фильтров, материал (продувка) ; разрушение слоя пыли на рукавах ме- ханич. воздействием. В Ф.т. разл. конструкций используют обратную, обратную пульсирующую, импульсную, импульсную между рукавами, импульсную двухстороннюю или струйную продувку. Ме- ханич. воздействия на рукава оказывают в виде кручения рукавов вокруг оси, качания, отряхивания, вибрации, вращения. В Ф.т. ряда конструкций используют комбиниров. регенерацию — сочетание обратной промывки с отряхиванием, покачиванием, вибрацией или кру-
Фильтр тканевый рукавный
Фильтр тканевый рукавный
чением. Наиболее распространены рукавные фильтры типов: ФРКИ — фильтр рукавный, каркасный, импульсный; ФРКДИ — фильтр рукавный, каркасный с двухсторонней импульсной проводкой; ФРО — фильтр рукавный с обратной проводкой; ЦРФМ — укрупненный рукавный фильтр модернизированный; РФСП — рукавный фильтр со струйной продувкой)и др.
ФИЛЬТР ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА — ■ используется для улавливания с очень высокой эффективностью ( 99%) в осн. субмикронных частиц из газов с низкой входной концентрацией ( 1 мг/м3) и скоростью фильтрации б м/мин, а также для ультра- тонкой (абсолютной) очистки воздуха при проведении ряда технолошч. процессов. Как правило, не регенерируется. Для улавливания частиц применяют волокнистые фильтры в виде тонких листов или объемных слоев с фильтрующими материалами из тонких волокон (диаметр 5 мкм) при скорости фильтрации 0,6— 6 м/мин. Сопротивление чистых (свежих) фильтров обычно не превышает 200— 300 Па, а после длит, запыления — 700— 1500 Па. В качестве перегородок применяют ФП (фильтры Петрякова) из полимерных смол, к-рые обладают достаточно высокой хим. стойкостью и термостойкостью. Рамочная конструкция фильтра с материалами ФП показана на схеме. Материалы в виде ленты укладывают между П-образными рамками. Стороны этих рамок поочередно открыты и закрыты. Между соседними слоями материала устанавливают гофриров. разделители. Материалами, из к-рых изготовлены элементы фильтра, могут быть фанера, винипласт, алюминий, нержавеющая сталь. Загрязн. воздух поступает через материал и выходит с противоположной стороны. Входная запыленность воздуха не должна превышать 0,5 мг/м3. При более высокой запыленности перед фильтром с материалами ФП предусматривают фильтр грубой очистки в виде набивного слоя из волокон лавсана.
Рамочный фильтр тонкой очистки воздуха
1 — П-образная планка; 2 — боковая стенка;.?—фильтрующий материал; 4 — разделители из гофрированной винипластовой пленки
ФИЛЬТРУЮЩАЯ ТРАНШЕЯ — сооружение для биологии, очистки бытовых сточных вод в местных системах канализации. Устройство Ф.т. в осн. аналогично устройству фильтра песчаногравийного. Отличие заключается в форме и размерах сооружения в плане. Длина
Фильтрующая траншея (поперечное сечение)
1 — дренажная сеть; 2 — загрузка; 3 -— оросит, система; 4—насыпной грунт; 5—вентиляц. сеть; 6 — гидроизоляция
Ф.т. может приниматься до 30 м, ширина по дну — не менее 5 м, высота слоя загрузки 0,8—1 м, нагрузка на оросит, трубы — 50—70 л/ (м'сут). Состав фильтрующей загрузки и нагрузку на оросит, трубы с учетом темп-p атм. воздуха и уд. водоотведения следует принимать аналогично данным, приведенным для песчаногравийного фильтра. Оросит, и дренажные трубы Ф.т. не имеют ответвлений, что упрощает их монтаж, однако из-за большой длины ф.т. необходим соответствующий земельный участок для возможности ее размещения.
ФИЛЬТРУЮЩИЙ КОЛОДЕЦ — сооружение для биологич. очистки бытовых сточных вод в местных системах канализации, без
3
Фильтрующий колодец (из железобетонных
1,2 — крышки наружная и утепляющая; 3 — гидроизоляция рулонная; 4—плита перекрытия; 5 — вен- тиляц. стояк; 6,7 — стенки сплошная и с отверстиями; 8 — донный фильтр; 9 — отверстия; 10 — щит струеотборный; 11—подвод сточной воды; 12—горловина
днища, с отверстиями в стенках. Внутренний объем Ф.к. и наружные боковые пазухи в грунте заполнены зернистой загрузкой, известной под назв. донный фильтр. Ф.к. предназначен для очистки сточных вод после выделения из них взвешенных в-в в септике. Подвод сточных вод предусматривается на 0,15 м выше поверхности донного фильтра, на к-рую в месте падения струи укладывают антисептиров. дерев, щиток' для равномерного распределения сточной воды по площади загрузки в плане и предотвращения ее размывания. Загрузку высотой 1 м устраивают из гравия, щебня, спекшегося шлака, осколков кирпича крупностью 10—70 мм. В стенках в зоне размещения загрузки пробивают отверстия размером 50— 60 мм примерно через 100 мм по длине и высоте в шахматном порядке. Снаружи стенки обсыпают тем же материалом на ширину 400—500 мм и на высоту, равную высоте загрузки. Основание донного фильтра должно располагаться не менее чем на 1 м выше уровня подземных вод. При использовании для питьевого водоснабжения водоносного горизонта, в к-рый могут поступать сточные воды из Ф.к., возможность и условия его устройства согласовывают с территори- ' альными геологич. и сан.-эпидемио- логич. службами.
Расчетную пропускную способность Ф.к. определяют как произведение площади фильтрующей поверх
ности донного фильтра (сумма площади дна и боковой поверхности загрузки) на гидравлич. нагрузку фильтра, к-рая принимается равной на 1 м2 80 л/сут — в песчаных и 40 л/сут — в супесчаных грунтах. Нагрузка может быть увеличена на 10— 20%: при устройстве Ф.к. в средних песках; при расстоянии до уровня подземных вод более 2 м; при уд. водоотведении более 150 л/сут на 1 чел. и среднезимней темп-ре сточных вод выше 10 °C; при очистке сточных вод от объектов сезонного действия.
При очистке сточных вод в Ф.к. взвешенные частицы отделяются на донном фильтре или в прилежащем слое грунта, а раствор, органич. в-ва сорбируются и окисляются биопленкой на поверхности загрузки. Эффективность очистки сточных вод в Ф.к. и прилежащем слое грунта по взвешенным в-вам составляет 60— 70%, по БПКполн — до 90%.
Для очистки сточных вод от одного дома усадебного типа Ф.к. обычно проектируют на пропускную способность до 1 м3/сут. В перекрытии Ф.к. устанавливают вентиляц. трубу диаметром 100 мм, верх к-рой располагают на 0,7 м выше поверхности земли и снабжают флюгаркой. В покрытии Ф.к. следует предусматривать люк диаметром 700 м с двумя крышками: верхней — несущей и нижней — утепляющей, пространство между к-рыми целесообразно заполнить теплоизолирующим материалом (мешки с перлитовым песком, минераловатные маты и т.п.). Ф.к. выполняют из красного сплошного кирпича, бутового камня или желе- зобет. колец, при этом стенки из кирпича укладывают послойно в полкирпича в шахматном порядке. В Ф.к. из бутобетона предусматривают пропуск камней, а из железобетонных колец — сверление отверстий.
ФЛОКУЛЯНТЫ — в-ва (большей частью высокомолекулярные полиэлектролиты), используемые самостоятельно или в сочетании с коагулянтами для формирования крупных, быстро оседающих хлопьев коагулиров. взвеш. в-в. Применяемые в практике водоочистки Ф. — природные и синтетич. водорастворимые органич. соединения — анионные, катионные, амфотерные и неионогенные. Анионные (анионоактивные) Ф. обеспечивают высокий тех- нологич. эффект лишь в сочетании с коагулянтами. В частности, применение полиакриламида в дозах 0,1 —2 мг/л совместно с А1г(8О4) з позволяет увеличить пропускную способность отстойных и фильтров, сооружений, снизить остаточ
ную мутность воды, уменьшить потребность в коагулянте, улучшить технология, свойства осадков очистных сооружений. С увеличением концентрации взвеш. в-в в обрабатываемой воде и молекулярной массы Ф. эффективность флокуляции возрастает. Катионные (катионоактивные) Ф. применяют в дозах 1—5 мг/л самостоятельно или совместно с минер, коагулянтами и анионными Ф. Технология, свойства и эффективность действия а м- фотерных Ф., имеющих в своем составе кислотные и оснбвные группы, во многом определяются зна чением pH. Н е и о н о- генные Ф. дают меньший эффект, чем ионогенные, особенно при обработке маломутных цветных вод. Ф. используют с ЗО-х годов нашего столетия. Применение Ф. позволяет ускорить образование и отделение в осадок хлопьев коагулиров. взвеш. в-в (см. Коагулирование'), сократить потребность в коагулянтах и увеличить степень очистки воды. Из природных Ф. применяют высшие полисахариды — крахмал, целлюлозу и их производные. В зависимости от соотношения кол-в амилозы и амилопектина молекулярная масса полисахаридов колеблется в пределах от неск. тысяч до неск. миллионов. В качестве синтетич. Ф. используют полиэтилен и его производные, полиамиды, полиамины, полиакрилы. В нашей стране из неорганич. Ф. практич. применение получили активная крем- некислота (АК), из органич. — полиакриламиды (ПАА, ГПАА), полиэтиленоксид (ПЭО), поли- этиленимин (ПЭИ), полидиме- тила- миноэтилметакрилат (ЦДМАЭМА), четвертичные аммониевые соли на основе полистирола и поливинилтолуола (ВА, ВПК). В зарубежных странах подавляющее большинство Ф. выпускают под условными названиями и их хим. состав неизвестен. Органич. Ф. выпускают в виде порошков и 8—10%-ных гелей, а активную крем- некислоту получают непосредственно на месте путем частичной и полной нейтрализации щелочности силиката натрия (жидкого стекла) кислотными реагентами (серная к-та, серно-кислый аммоний, сульфат алюминия, хлор, сернистый газ и др.); частично полимеризов. продукт разбавляют водой и дозируют в виде 0,5—1 %-го раствора. Для Ф. характерна цепочечная линейная или разветвл. структура макромолекул, при этом макромолекулы обладают достаточно высокой гибкостью и в зависимости от состава природной воды могут находиться в ней в виде клубков или вытянутых цепочек. В основе флокулирующего действия Ф. лежат след, процессы: нейтрализация заряда; хим. взаимодействие с в-вами, входящими в состав очищаемой воды и коагулянтов; формирование полимерных мостиков между отд. частицами твердой фазы (см. ФлоКуЛЯЦия).
ФЛОКУЛЯЦИЯ (от лат. flocculi — клочья, хлопья) — вид коагуляции, при к- ром в дополнение к непосредственному контакту частиц происходит их взаимодействие через макромолекулы адсорбированного флокулянта. Длинноцепные молекулы полимера как бы сшивают микрохлопья коагулиров. взвеш. в-в (см. Коагулирование), объединяя их в более крупные, тяжелые и хорошо осаждающиеся агрегаты. Наилучшая Ф. дисперсной фазы происходит при совместном действии коагулянта и флокулянта и во многом зависит от правильного выбора порядка ввода осн. и вспомогательн. реагентов. Промежуток времени между добавлением к воде коагулянта и флокулянта (обычно 1—4 мин) подбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, было обеспечено равномерное распределение коагулянта в объеме воды и успели сформироваться микрохлопья коагулиров. взвеш. в-в, а с другой, не произошло существ, уменьшения численной концентрации частиц (за счет агрегации) и ухудшения поверхностных свойств коагулиров. взвеш. в-ва (вследствие старения). Чем ниже мутность и темп-pa обрабатываемой воды, тем больше должен быть разрыв во времени между вводом коагулянта и флокулянта. Порядок добавления реагентов к воде и оптим. промежуток времени между моментами их добавления устанавливают пробным коагулированием.
ФЛОТАЦИЯ ПРИРОДНЫХ и СТОЧНЫХ ВОД — способ извлечения из водных дисперсий (суспензий, эмульсий) и растворов частиц. механич. примесей, молекул и ионов, имеющих гидрофобные свойства, всплывающими пузырьками воздуха (газа), прилипающими (адсорбирующимися) и концентрирующимися на их поверхности. Отделяя пузырьки от воды, обеспечивают ее очистку. Процесс Ф.п.с.в. зависит от мн. факторов, в т.ч. от физ.-хим. свойств компонентов воды, условий образования пузырьков воздуха, гидродинамич. обстановки, создаваемой в аппарате. Необ
ходимые для извлечения частиц условия могут быть искусственно созданы путем применения спец, реагентов.
Элементарный процесс флотации многостадиен: вначале происходит сближение пузЫрька и частицы, затем закрепление ее на поверхности пузырька и, наконец, отделение их от жидкости. В реальных условиях процесс Ф.п.с.в. происходит в более сложных условиях.
Применение флотации для разделения высокодисперсных частиц (размер 10—20 мкм и менее) особенно перспективно при очистке сточных вод и обработке осадков.
ф.п.с.в. широко применяют в нашей стране и за рубежом. Ее используют для извлечения из воды разл. загрязняющих механич. примесей, масел, жиров, нефти, нефтепродуктов, металлов, поверхностноактивных в-в, ряда растворенных в-в, концентрация к-рых колеблется в значит, пределах. Флотоустановки используют также в сочетании с др. сооружениями механич., биологич. и физ.-хим. очистки природных и сточных вод. В зависимости от способов образования пузырьков (газа) в воде Ф.п.с.в. может быть: н а п о р н о й (компрессионной), когда насыщение воды воздухом (газом) производится при избыточном давлении, а образование пузырьков при снижении давления; пневматической, когда воздух (газ) вводят в воду через перфориров. устройства; м е- ханической, когда воздух (газ) подают в зону разрежения, образующуюся при вращении механич. устройств в слое жидкости, наир, импеллеров; вакуум- н о й, когда пузырьки воздуха образуются при снижении давления ниже нормально го; биологич. и хим., при к-рых происходит образование, пузырьков газа. Кроме того, существует виброфлотация — образование пузырьков вследствие наложения силового поля; электрофлотация, когда газ выделяется на электродах с последующим переходом пузырьков в жидкость (воду); ионная флотация — извлечение растворенных в-в из воды и ПАВ; микрофлотация — разделение высокодиспер
Различные случаи смачивания
Ж — жидкость; Т — твердое вещество; Г — газ; 6—угол смачивания
сных систем (частицы размёром 0,1 — К)мкм); центробежная флота- ц и я — извлечение частиц под действием центробежных сил; селективная флотация — извлечение из воды только одного компонента.
Из перечисленных способов в отечеств. и зарубежной практике получила распространение напорная Ф.п.с.в. как наиболее простая, экономичная и эффективная. Ее установки включают насос для подачи воды, сатуратор для насыщения воды воздухом, работающий при избыточном давлении, компрессор и эжектор для ввода воздуха, флотокамеру. Эти установки подразделяют на: прямоточные с подачей всего объема воды в сатуратор*, частично-прямоточные с подачей части воды в сатуратор и смешением ее с осн. потоком воды для совместной очистки во флотокамере; рециркуляционные, когда для насыщения воды воздухом в сатураторе используют осветленную флотацией сточную воду. Установки напорной Ф.п.с.в. имеют в своем составе реагентное х-во, смесители воды и рабочего раствора реагента, камеры хлопьеобразования и флокуляции, пеносбориики. Каждый способ Ф.п.с.в. характеризуется образованием пузырьков воздуха определ. размера. Для пневматич. флотации диаметр пузырька составляет около 1500, импел- лерной — около 100—500, напорной — 20—100 и электрофлотации — 10— 20 мкм. Процессом Ф.п.с.в. управляют путем контроля за кол-вом воздуха, подаваемого во флотокамеру, и растворенного кислорода в очищенной воде, за остаточным содержанием механич. примесей и значением pH.
'ФЛОТОКАМЕРА — осн. сооружение флотоустановки, в к-ром происходит образование или выделение пузырьков воздуха (газа) изпересыщ. ими растворов, взаимодействие их с частицами загрязнений воды (транспортирование частиц к пузырьку, самопроизвольное закрепление на нем) и всплывание образованного агрегата (аэроглобулы) на поверхность жидкости с образованием пенного слоя, отводимого за пределы флотоустановки.
Ф. может включать зоны: образования пузырьков, смешения водовоздушной смеси и очищаемой воды, хлопьеобразования, прямоточной и противоточной флотации, отстаивания, накопления выпадающего на дно осадка, осветленной воды, пеносбора. Ф. могут иметь форму в плане прямоугольную и квадратную. Они оборудуются механизмами для непрерывного или периодич. удаления пены и осадка. Зоны хлопьеобразования, флотации и отстаивания могут оборудоваться модулями тонкослойных блоков из плоскопа- ралл. или профилиров. пластин, обес-
Схема камеры электрофлотации1 и 5 — исходная очищенная вода; 2 — блок электродов; 3 — зона выхода больших (максим.) пузырьков;4 — зона флотацииСхема камеры электрофлотации1 и 5 — исходная очищенная вода; 2 — блок электродов; 3 — зона выхода больших (максим.) пузырьков;4 — зона флотации
Схема камеры электрофлотации
1 и 5 — исходная очищенная вода; 2 — блок электродов; 3 — зона выхода больших (максим.) пузырьков;
4 — зона флотации
Схема камеры электрофлотации
1 и 5 — исходная очищенная вода; 2 — блок электродов; 3 — зона выхода больших (максим.) пузырьков;
4 — зона флотации
Комбинированная камера флотофильтрации
1—лоток для сбора пены; 2—камера флотации; 3 — перегородка между камерами; 4 — камера хлопьеобразования; 5 — привод; б—мешалка; 7 — скребковый механизм с верхним скребком; 8 — подающий трубопровод; 9 — тонкослойные блоки противоточного отстаивания; 10 — скребковый механизм с нижним скребком; 11 — тонкослойные блоки противоточной флотации; 12 —- кольцевой трубопровод с соплами; 13 — тонкослойные блоки горизонт, пластин; 14 — зона гравитационной флокуляции; 15 — приямок для осадка
печивающих повыш. эффект разделения дисперсных частиц.
1 — корпус камеры; 2 — полупог- ружные цилиндры; 3 — вода на очистку при пневматич. флотации; 4 — водосборный лоток; 5— очищенная вода;- 6 — трубопроводы водовозд. смеси (воздуха); 7—трубопровод водовозд. смеси1 — корпус камеры; 2 — полупог- ружные цилиндры; 3 — вода на очистку при пневматич. флотации; 4 — водосборный лоток; 5— очищенная вода;- 6 — трубопроводы водовозд. смеси (воздуха); 7—трубопровод водовозд. смесиДля флотаций небольших кол-в воды применяют камеры квадратные, прямоугольные и радиальные со временем пребывания жидкости 10—40 мин, больших кол-в воды — радиальные крупномасштабные диаметром до 20 м и более со временем пребывания в зоне прямоточной флотации не более 15—20 мин. Небольшие камеры используют для осуществления процессов вакуумной и электрофлотации. Наибольшие габариты имеют камеры для пневматич. и компрессорной флотации. В отечеств, и зарубежной практике 60—75% Ф. радиальные, изготовляемые в стационарных условиях из сборного или монолитного железобетона. Небольшие Ф. выполняют из листового металла и, как правило, в заводских условиях. В радиальных Ф., предназначенных для реагентной очистки воды, осуществляются: смешение рабочего р-ра реагента с образующимися хлопьями (частицами) заданного качества; смешение обработ. реагентом воды с перена- сыщ. воздухом жидкостью, поступающей из сатуратора; равномерно распредел. тонкослойными горизонт, пластинками ввод в зону прямоточной флотации смеси воды, содержащей пузырьки и частицы загрязнений; противоточная флотация в тонкослойных блоках и выделение осадка в режиме прямотока; отстаивание в тонкослойных блоках; гравитац. флокуляция твердых взвеш. частиц осадка, поступающего из тонкослойных блоков; фильтро
1 — корпус камеры; 2 — полупог- ружные цилиндры; 3 — вода на очистку при пневматич. флотации; 4 — водосборный лоток; 5— очищенная вода;- 6 — трубопроводы водовозд. смеси (воздуха); 7—трубопровод водовозд. смеси
1 — корпус камеры; 2 — полупог- ружные цилиндры; 3 — вода на очистку при пневматич. флотации; 4 — водосборный лоток; 5— очищенная вода;- 6 — трубопроводы водовозд. смеси (воздуха); 7—трубопровод водовозд. смеси
вание жидкости через взвешенный слой осадка, образов, в процессе флокуляции; сбор и уплотнение выпавшего осадка; сбор и отвод пены.
Ф. пневматич. или компрессионной флотации могут быть радиальной или прямоугольной формы и оборудоваться полу- погружными перегородками или коаксиальными цилиндрами, что обеспечивает секционирование сооружения. Осн. кол-во воздуха при пневматич. флотации или водовоздушной смеси при напорной флотации подается в центр, секцию камеры, а остальная часть в др. секции для уменьшения скорости выпадения осадка. При пневматич. флотации обрабат. вода подается по самостоят. трубопроводу в центр, секцию камеры.
Электрофлотац. камеры прямоугольной формы имеют электроблок, устанавливаемый по ходу движения воды в начале сооружения. В процессе работы электродов образуется большое кол-во пузырьков водорода и кислорода, к-рые флотируют загрязнения в зоне флотации, занимающей центр, часть сооружения. Для более глубокого выделения частиц загрязнений из воды применяют комбиниров. камеры флотофильтрации. В таких Ф. флотация и отстаивание осуществляются в тонком слое в режиме прямотока и противотока, а фильтрование — в режиме снизу—вверх и наоборот. Для фильтрования используют загрузку из искусств, и естеств. материалов.
ф. вакуумно-напорной флотации применяют в осн. за рубежом. В
большинстве случаев камеру напорной флотации размещают в нижней части сооружения, а над ней располагают вакуумную камеру, в к-рую за счет разряжения, создаваемого вакуум-насосом, поступает снизу вверх вода, прошедшая зону флотации при атмосферном давлении и содержащая повыш. кол-во воздуха. Из камеры вакуум-флотации выделившуюся пену откачивают вакуум-насосом, к-рый и создает требуемое для процесса флотации разряжение.
В практике очистки воды применяют Ф. разд, видов, предназнач. для извлечения полезных компонентов, биофлотации, селективной флотации, уплотнения образующихся осадков и т.д.
ФЛОТОРЕАГЕНТЫ — в-ва, интенсифицирующие очистку воды посредством изменения физ.-хим. свойств удаляемых в-в с целью повышения их агрегативной устойчивости, концентрирования ионов и молекул, укрупнения малых частиц, перевода примесей воды из раствор, состояния в твердую фазу, придания частицам новых физ.- хим. свойств, увеличения гидрофобности, повышения пенообразования, уменьшения размеров пузырьков и скорости их всплывания, увеличения устойчивости пены. Для этого на различных стадиях флотац. очистки воды применяют к-ты, щелочи, соли тяжелых металлов, огранич. и неорганич. низко- и высокомолекулярные природные и искусств, в-ва. К-ту или щелочь применяют для корректирования значений pH; соли тяжелых металлов (в осн. алюминия и железа) — для коагуляции. частиц; низко- и высокомолекулярные в-ва —- для образования агрегатов флокуляцией; различного рода поверхностно-активные в-ва — для пенообразования.
При флотации наиболее часто в качестве коагулянтов используют сульфаты и хлориды алюминия и железа, а также их разл. сочетания в одном продукте. Эти в-ва в процессе гидролиза образуют труднорастворимые гидроксиды алюминия и железа, к-рые коагулируют в хлопья и затем вместе с загрязняющимися коллоидными
частицами удаляются флотацией из воды. В нашей страйе более чем на 70% флотац. установок в качестве коагулянта используют соли алюминия, в т.ч. оксихлорид алюминия. Для флотац. очистки воды применяют разл. природные и искусств., неорганич. и органич. низко- и высокомолекулярные флокулянты. Наибольшее распространение получили синтетич. высокомолекулярные флокулянты, подразделяемые на неионогенные, анионные и катионные. На флотоустановках они применяются в меньших кол-вах, чем коагулянты, и могут использоваться в сочетании с др. в-вами, напр. солями железа или алюминия. При работе флотоустано- вок применяют как один флокулянт, так и коагулянт совместно с флокулянтом, к- рый может быть катионным или анионным. В нашей стране наибольшее распространение получил анионный флокулянт — полиакриламид (зарубежные названия: седипур, праестол, сепарон, су- перфлок, кемфлок и др.). В нейтральной, слабокислой и слабощелочной Средах он проявляется как неионогенный полимер, а в присутствии избытка к-ты имеет катионную форму. Используют также и катионные флокулянты: полиэтиле- намин, содержащий первичные и вторичные аминогруппы (CH2-CH2-NH); полимер пиридиновой соли ППС, получаемой полимеризацией 2-метил, 5- винилпиридина и диметилсульфата; полидиметилдиаламмоний хлорид (или ВПК-402); гетероциклический сильноосновный катионный полимер (четвертичная аммонийная соль). Могут применяться и другие флокулянты.
На установках флотации используют различные устройства для ввода коагулянтов и флокулянтов — спец, смесители, хлопьеобразователи, коагуляторы, флоку- ляторы. В нек-рых случаях эти реагенты вводят непосредственно во флотокамеру
Принципиальные схемы ввода реагентов
А — первая схема; Б — вторая схема; 1 — смеситель для корректирования РН; 2— смеситель для реагента; 3 — насос; 4 -- сатуратор; 5 — флотокамера; 6 — декантатор; 7 —камера хлопьеобра- зования; 8 — бак осветл. воды; « —■ щелочь или кислота; 6 — реагент; и — нефтекон- денсат; о —- осадок; и — вода
или сатуратор без спец, устройств, что снижает качество очистки. Наиболее эффективно применение схем флотации со смесителями и хлопьеобразователями, оборудованными механич. устройствами, размещаемыми внутри комбиниров. фло- токамер, вофлотофильтрах, флотаторах- отстойниках и т.д.
ФОНАРЬ АЭРАЦИОННЫЙ — часть кровли здания в виде надстройки или углубления вовнутрь, предназнач. для удаления воздуха при естеств. воздухообмене— аэрации. Ф.а., предназнач. также и для освещения, наз. светоаэрационным.
ФОНТАНЧИК ПИТЬЕВОЙ — сан.-технич. прибор, устанавливаемый в зданиях разл. назначения или открытых площадках для создания непрерывной или
кратковременно действующей струи воды, пригодной и удобной для питья. В общем случае Ф.п. состоит из подводящего патрубка, регулятора давления, крана, струеобразующей насадки, сливной чаши, выпуска, сифона, отводящего патрубка и корпуса. Подводящий патрубок присоединяют к водопроводу, а отводящий — к канализационной сети. При открывании вода из водопровода поступает через регулятор давления и струеобразующую насадку в чашу прибора в виде компактной, сплошной, определ. высоты и наклона струи, удобной для питья. Использов. вода через выпуск и сифон отводится из чаши в канализац. сеть. Регулятор давления служит для поддержания пост, давления струи при колебаниях давления в питающем водопроводе. Параметры струи в определенных пределах могут регулироваться краном. Ф.п. бывают настенные с керамической или полимербс- тонной чашей, прикрепляемой к стене; напольные с керамич. и полимербетонной чашей или чашей из нержавеющей стали с корпусом из стали, пластмассы и др. материалов, внутри к-рых размещены трубопроводы и регулятор давления. Применяют краны с ручным или ножным пуском.
ФОРМЫ СВЯЗИ ВЛАГИ — элементы классификации влаги, содержащейся в материале, по величине энергии ее связи с материалом. Энергия связи одного в-ва с др. равна работе, к-рую необходимо затратить для разделения этих в-в. Классификация Ф.с.в. с материалом предложена П.А. Ребиндером и развита А.В. Лыковым. Согласно этой классификации различают след, формы.
Хим. Ф.с.в., к-рая образуется в результате хим. реакции или кристаллизации. Хим. связанную воду подразделяют на связанную в виде гидроксильных ионов и воду в кристаллогидратах. Последнюю в свою очередь можно подразделить на кристаллизац. воду, к-рая находится в виде ОН-ионов, координационно связанную воду, молекулы к-рой связаны с составляющими кристаллич. решетки, цеолитную (межслоевую) воду, к-рая заполняет межкристаллитное пространство. Вода этой формы связана с материалом наиболее сильно, она может быть удалена путем нагрева или даже прокаливания материала. Эта вода не участвует в процессах влагопереноса.
К физ.-хим. Ф.с.в.' может быть отнесена адсорбц. вода, вода в микропорах и осмотически связанная вода. Адсорбц. вода, как и вода в микропорах (поры с радиусом менее 16—2О"10м), находится под действием молекулярных сил внутр, поверхности материала. Эта вода имеет полимолекулярный характер. Толщина
полимолекулярного слоя зависит гл. обр. от относит, давления водяного пара в поровом пространстве материала, в меньшей степени — от темп-ры и свойств поверхности материала. Осмотически связанная вода может находиться в замкнутых клетках коллоидного тела. Вода фйз.-хим. формы связи обладает свойствами, значительно отличающимися от свойств обычной воды. Она имеет существенно большие значения теплопроводности, вязкости, плотности и слабо участвует в процессах влагопереноса в материале.
Физ.-механич. Ф.с.в. обусловлены силами поверхностного натяжения. К такой воде относится капиллярно связанная вода. Мезопоры (поры радиусом от 16— 20'10’10 до 10'7 м) могут быть заполнены такой водой при сорбции водяного пара. Более крупные поры радиусом до 10"4м могут быть заполнены в результате др. процессов, напр. при капиллярном всасывании воды. Свойства воды этой формы связи совпадают со свойствами свободной воды. Она может активно участвовать в процессах влагопереноса в материале.
Механич. форма связи характеризует воду, к-рая содержится в крупных порах материала и может быть удалена из него под действием механич. сил, напр. силы тяжести. Это может быть, напр., вода, попавшая в материал в результате погружения образца в воду.
ФОРСУНКА (от англ, force — нагнетать) — устройство для распыления жидкости. В котлостроении используется для распыления мазута с целью равномерного и более полного его сгорания в осн. в топках котлов, камерах сгорания тепловых двигателей, в т.ч. реактивных. Мелкий распыл, хорошее перемешивание с окислителем и надежная стабилизация горения — условия, обеспечивающие быстрое и экономичное сжигание жидкого котельного топлива. В зависимости от метода распыления различают Ф. механич., паровые, ротац., паромеханич. и комбиниров.В механич. Ф. используется кинетич. энергия струи мазута, создаваемая топливным насосом. Существуют различные типы Ф., применяемых для подачи мазута, и их распылителей (иногда их наз. насадками). Мазут под давлением 2,5—3,5 МПа поступает в распыливаю- щую головку, в к-рой установлен завихритель — распылитель с тангенц. отверстиями, закручивающий потрк мазу; та. Через эти отверстия он поступает в центр, камеру головки, а оттуда через рас- полож. в центре отверстие с большой скоростью и сильным завихрением выбрасывается в топочную камеру, где, взаимодействуя с газовой средой, распыляется на мелкие капли. Произ-сть мощных механич. Ф. достигает 12 т/ч и более. Достоинство механич. Ф. в том, что распы
ление топлива происходит без водяного пара, недостаток — огранич. диапазон возможного регулирования произ-сти. Ее обычно регулируют дросселированием топлива, что связано с понижением дав- ления-перед головкой Ф. и, как следствие, ухудшением распыления. Для обеспечения норм, работы механич. Ф. мазут в зависимости от его влажности подогревают до темп-ры 100—120°С. Диапазон регулирования произ-сти Ф. — 100— 60% ■ Перед механич. Ф. топливо должно быть очищено от механич. примесей, иначе отверстия Ф. будут забиты.
При необходимости надежной очистки топлива применяют паровые пневматич. Ф., в к-рых мазут рас- пыливают струей пара (или воздуха). Первую совершенную пневматич. Ф., края применяется до сих пор, создал в 1877 инж. ВТ. Шухов. В паровых Ф, высокий эффект распыления обеспечивается большой скоростью истечения струи пара (до 1000 м/с), увлекающей с собой струйки предварительно подогретого мазута, подаваемого примерно под таким же, как и рас- пыливающий агент, давлением. Расход пара составляет 0,5—0,8 кг на 1 кг топлива. Ф. устанавливают в горелку, через к-рую подается закруч. в ее регистре воздух. Достоинства паровых Ф. — простота, высокое качество распыления в широком диапазоне произ-сти (100— 20 %); недостатки — большой расход пара (3—5% и более произ-сти котла), низкая произ-сть, увеличение объема продуктов сгорания, сильный шум, снижение темп- ры в топке из-за охлаждающего действия пара. Паровое распыление применяют для розжига пылевидного топлива или распадения мазута в мощных механич. Ф. при малой нагрузке.
Осн. элемент ротац. Ф. — отполиров. изнутри распиливающий стакан, вращающийся на полом валу с часто-
Форсунка мазутная
а — с механич. распиливанием; б — с паровым распиливанием; 1 — корпус; 2 — подводящий ствол (штанга) с распределит, дисками; 5 и 4 — наружная и внутр, трубы; 5 — сопло; б — диффузор; 7 — распылитель
той 5000—7000 об/м. По трубке внутри вала топливо через отверстия в гайке попадает на внутр, поверхность стакана, распределяется по ней тонким слоем и разбрызгивается, стекая с края стакана под действием центробежной силы. Попадая в поток первичного воздуха, проходящего через лопаточный завихритель, пленка топлива распадается на мельчайшие капли, выносится в топочный объем и воспламеняется. К потоку топливовоздушной смеси подводится вторичный воздух. Ротац. Ф. сложнее в эксплуатации, чем механич. и паровые, но обладают по сравнению с ними преимуществами: хорошо распиливают топливо в диапазоне изменения нагрузки 100—20%, не требуют
Форсунка ротационная
1 — электродвигатель; 2 — подшипники; 3 — отверстия в гайке; 4 — распыливающий стакан; 5 — лопаточный завихритель; 6 — завихритель вторичного воздуха; 7 — трубка, проходящая внутри вала; 8 — полый вал ‘ ■
тонкой очистки мазута от примесей и работают при его низком давлении.
П а р о м е х а н и ч. Ф. работают экономично в широком диапазоне регулирования, без ухудшения распыления достигают глубины регулирования до 10% номин. произ-сти. Сконструированы они так, что при нагрузке выше 80% работают как механич., при более низкой — как паровые. Паромеханич. Ф. мало отличаются от механич. В них два канала: мазутный и паровой. При малой нагрузке используется пар, к-рый, пройдя паровой канал, систему отверстий в корпусе Ф. и паровой завихритель, встречается с мазутом, распыляя его. Одновременно с паровым действует и механич. регулирование, к-рое при низком давлении не обеспечивает получения капель должного размера. Произ-сть паромеханич. Ф. — до 5—7 т/ч. Для совместного сжигания мазута с газом выпускают комбиниров. круглые закручивающие горелки, к-рые просты по конструкции, оборудованы механизмом, отключающим при сжигании одного вида топлива подачу др. (см. Горелка газовая1). Для эффективного сжигания мазут необходимо тщательно перемешать с воздухом, к-рый нагнетается через воздушные регистры, обеспечивающие его интенсивное завихрение и подачу со скоростью 25— 30 м/с в узком сечении амбразуры. По числу воздушных потоков различают одно- и двухпоточные регистры; по характеру потоков — с закручиванием (крутка воздушного потока происходит в лопаточном или улиточном аппарате) и незак- ручиванием потока. Воздушные регистры для мощных Ф. должны допускать глубокое регулирование подачи воздуха -в соответствии с расходом топлива.
В системах вентиляции и кондиционирования воздуха Ф. исполь
зуют для распыления воды в форсуночных камерах кондиционеров. Распыленная на мелкие капли, она образует дождевое пространство, в к-ром достигается большая площадь контакта с воздухом. Конструктивно Ф. для кондиционеров разделяют на прямоточные с осевым входом и угловые с тангенц. подводом воды, подаваемой под определ. давлением. Разбрызгивание достигается за счет придания воде одновременно постулат. и вращат. движения. Входное отверстие имеет разл. диаметры, значения к-рых определяет тонкость распыла. Предпочтение отдастся Ф. большого диаметра как менее засоряемым. Распространены широкофакельные Ф. с диаметром отверстия 9 мм.
ФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ — добавление в нее фтора в виде порошков, гранул или р-ров фторсодержащих соединений, таких, как кремнефтористый или фтористый натрий, кремнефтористый аммоний, кремнефтористая и фтористоводородная кислота, фтористый калий или алюминий при концентрации его в исходной воде менее 0,5 мг/л для предотвращения кариеса зубов. Оптим. содержание фтора в питьевой воде 0,8—1,2 мг/л. Фтораторные установки могут дозировать фторсодержащие реагенты в сухом и жидком видах. Первые чаще применяют на водоочистных комплексах большой пропускной способности, вторые — средней и малой. Дозаторы сухих реагентов бывают двух видов: объемные и массовые. За расчетный промежуток времени объемные подают определ. объем реагента, массовые — массовое кол-во в-ва. Дозаторы первого вида —• конструктивно проще и дешевле, имеют точность дозирования 3—5%, второго — 1%.
Массовые дозаторы легче оборудовать записывающим устройством для регистрации дозируемого реагента и аппаратом для автоматич, подачи реагента в воду. Установки жидкостного дозирования могут быть: сатураторного типа однократного насыщения; с растворными баками и механич. перемешиванием или барботированием; с затворно-растворными баками с механич. побуждением; с использованием фторсодержащих к-т. Ф.в. можно производить до или после фильтровальных сооружений. Фтор и хлор Для обеззараживания воды можно вводить одновременно, однако хлор и его производные обесцвечивают реагенты, используемые при определении фторидов в воде, что может привести к ошибке в определении концентрации фтора.
ФУНДАМЕНТ ПЕЧИ — основание под отопительную печь массой более 750 кг, не связ. с фундаментом стен, отдел, от кладки печи слоем гидроизоляции, выполи, из бетонных блоков, кирпича или бутового камня на известковом р-рс, при влажном грунте — на цементном р-ре.
ФУТЕРОВКА (от нем. Futter — подкладка, подбой) — защитная внутр, облицовка тепловых агрегатов и их частей (печей, топок, боровов, труб и др.), а также хим. аппаратов и т.п. Выполняется из шамотного кирпича, плит, блоков, бетонов, набивных масс и т.н. торкрет- масс. В зависимости от назначения и вида материала Ф. может быть огнеупорной, кислотоупорной, тсплоизоляц. Ф. иногда наз. также наружную защитную облицовку элементов агрегатов, если тепловые потоки, агрессивные агенты и т.п. действуют на эти элементы снаружи.
472 Характеристика гидравлического сопротивления
ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ —потери давлениявэлементе системы водяногоотоп- ления при расходе теплоносителя 1 кг в единицу времени, Па/ (кг/с2) или Па/(кг/ч2). Используется в одном из способов гидравлического расчета систем отопления. Может определяться как для участка теплопроводов, приборного узла, стояка системы отопления, состоящего из неск. участков и узлов, так и для ветви системы отопления, части и всей системы отопления в целом. Х.г.с. для участка теплопроводов Sy4 при внутр, диаметре du (м) и длине /уч (м) находится по ф-ле 5уч - Ауч (A l^fde* +2£ уч), где Ауч — уд. давление гидродинамическое на участке, Па/(кг/с)2, или Па/ (кг/ч)2, при расходе годы 1 кг/чиеесред- ней плотности р , кг/м3, составляет Ауч™ -6,25/(108pdB4); X — коэфф. гидравлич. трения; 2^уч — сумма коэфф, местного сопротивления на участке. Х.г.с. последовательно соедин. участков снеизменнымрасхо- домводы (напр.,участкиоднотрубного стояка) равняется сумме хар-к сопротивления этихучастков. Х.г.с. узла, состоящего из двух параллельно соединен, участков с хар-ками Si и S2 (напр., приборного узла с замыкающим участком), составляет 5Уз - (1 / VST+ *1/<§гУг. Х.г.с. однотрубного стояка (ве- ви), включающего последовательно соедин. участкииприборныеузлы, равна 5ст"2 5уч+ + 2 Sy3. Х.г.с. части или всей системы отопления выражается как хар-ка сложного узла параллельно соедин. стояков и ветвей.
ХЛАДАГЕНТ — см. Холодильный агент.
ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА —агрегат, предназнач. для выработки искусств, холода. Х.м. бывают абсорбционные, воз- душныеи парокомпрессионные.
В абсорбционных Х.м. в качестве рабочей среды используют р-ры двух в-в, значительно отличающихся по темп-ре кипения при одинаковом давлении. Первое, обладающее низкой темп-рой кипения, является холодильным агентом; второе, обладающее способностью поглощать пары первого, — абсорбентом. Для кондицио
нирования воздуха обычно используют бромисто-литиевые абсорбц. Х.м., в к-рых вода выполняет роль холодильного агента, а бромистый литий — абсорбента. В абсорбц. Х.м. осн. источником энергии для выработки холода служит горячая вода с темп-рой ЭД— 120 °C или пар низкого давления (до 70 кПа). Применение абсорбц. Х.м. особенно эффективно, котда используемая для ее работы теплота является вторичным или возобновляемым энергетич. ресурсом.
Воздушные Х.м. применяют для ' выработкиискусств. холода, потребляемого в отд. видах систем кондиционирования воздуха. В качестве рабочего в-ва используют воздух, к-рый охлажденным может быть направлен непосредственно в помещение. Принцип действия воздушной Х.м. основан на использовании эффекта охлаждения воздуха при его расширении. Сжатие воздуха осуществляется компрессором. В вихревых трубках сжатый воздух совершает сложное вращат. движение. У стеноктрубок образуется зона повыш. давления и повыш. (относит, нач.) темп-ры. В центре трубки образуется зона пониж. давления, в пределах к-рой темп-pa воздуха ниже начальной. Нагретый воздух отводится через отверстия в стенке трубки, а охлажденный — через осевое отверстие. В турбодетандерах сжатый воздух проходит через сопла направляющего аппарата и частично расширяется. Далее он поступает на лопатки рабочего колеса, вращает его и окончательно расширяется с пониже- нием темп-ры. После расширения воздух подается в обслуживаемое помещение. Из-за более низкой, чем у др. Х.м., энергетич. эффективности воздушные Х.& применяюттолько в отд. случаях.
Парокомпрессионная Х.м. состоит из компрессора, конденсатора, рейдирующего вентиля и испарителя. Для перемещения холодильного агента (хладона) используется механич. (чаще электрич.) привод. Компрессор засасывает из испарителя пары хладона, находящиеся под давлением испарения. В компрессоре давление паров повышается до давления конденсации, авконденсаторе, кудапарыпопа- дают из компрессора, происходит конденсация, при этом от хладона отводится необходимое кол-во теплоты. После выхода из конденсатора жидкий хладон проходит через регулирующий вентиль, в к-ром резко понижается давление холодильного агента. Кипение хладона при пониженном давлении происходит в испарителе, где к хладону подводится необходимое для кипения кол-во теплоты, отводимое от охлаждаемой среды. Благодаря физ. свойствам хладона кипение происходит при низкой темп-ре. Холодопроиз-сть машины определяется темп-рой испарения и коцденсации. Для сравнения эффективности разл. Х.м. их произ-стьприводят кодинаковымусловиям. Различают стандартные условия при темп- ре испарения -15 и темп-ре конденсации .
30°С. Условия для кондиционирования воздуха соответствуют темп-ре испарения 5 и коцденсации 15°С.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ — устройства для охлаждения воздуха в системах кондиционирования воздуха. Основаны на термоэлектрич. методе охлаждения, технич. реализация к-рого была предложена академиком А.Ф.Иоффе. При прохождении пост, тока через цепь разнородных материалов их спаи имеют разную темп-ру. Конструктивно термоэлектрич. батареи выполняют в виде соединенных в цепь элементов, каждый из к-рых включает два полупроводника, образующих горячий и холодный спаи. Проходящий через холодные спаи воздух охлаждается, а выделившаяся на горячих спаях теплота отводится с вытяжным воздухом или оборотной ВОДОЙ.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ— крупные установки, включающие неск. холодильных машин, предназнач. дляхолодос- набжения систем кондиционирования воздуха. Х.с. холодильной МОЩНОСТЬЮ ДО 1,8 МВт проектируют на основе двух-, трехпоршневых или винтовых парокомлресс. холодильных машин одинаковой мощности. Х.с. большей мощности оборудуют турбокомпрессорными холодильными машинами произ-стью от 1,2 МВт. Для размещения Х.с. используют спец, помещения или отдельно стоящиездания. Х.с. с расчетной мощностью от 290 кВт оборудуют баками-аккумуляторами.
ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ- комплекс холодильных машин,, в к-рых используют разл. холодильные агенты для выработки искусств, холода для установок кондиционирования воздуха.
ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГЕНТ, хладагент — рабочее в-во холодильной машины, отнимающее в испарителе системы кондиционирования воздуха теплоту охлаждаемой среды — воздуха или воды (рассола) и отдающее его в конденсаторе охлаждающей воде или охлаждающему воздуху; при этом происходит изменение агрегатного состояния Х.а. Используемые в качестве Х.а. в-ва должны обладать невысокой токсичностью, взрывоопасностью, инертностью по отношению к металлам, иметь благоприятные физ. свойства (прежде всего относительно низкую темп-ру кипения при давлении, близком к атм., значит, теплоту агрегатного превращения). К наиболее рас- простран. Х.а. относят аммиак и хладоны (фреоны). Последние используют в парокомпрессорных холодильных установках, предназнач. для кондиционирования воздуха. В зависимости от рабочего диапазона темп-ры охлаждаемой среды применяют хладон разл. марок.
Централизовапная система горячего водоснабженияЦентрализовапная система горячего водоснабжения
Централизовапная система горячего водоснабжения
Централизовапная система горячего водоснабжения
ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ — совокупность трубопроводов и располож. в индивидуальных или центральных тепловых пунктах устройств для приготовления и распределения горячей воды на одно здание или группу. В последнем случае систему горячего водоснабжения наз. квартальной. По организации движения горячей воды в трубопроводах Ц.с.г.в. подразделяют на тупиковые и циркуляр. В первых между тепловым пунктом и водоразборными приборами прокладывается трубопровод, подающий горячую воду к месту ее потребления. При отсутствии во- доразбора вода в подающем трубопроводе не движется и, следовательно, остывает. После перерыва в водоразборе потребители получают воду со сниж. темп-рой, что понижает качество горячего водоснабжения и приводит к необходимости слива теплой воды в канализацию. Тупиковые системы рекомендуются для объектов с пост, водоразбором — банно-прачечных комбинатов, технология, установок. В циркуляц. системах кроме подающего прокладывают циркуляц. трубопровод, что позволяет поддерживать циркуляцию воды при небольшом водоразборе и при полном его отсутствии. При этом темп-ра воды, подходящей к водоразборным приборам, не падает ниже заданной величины (50°С) и не происходит слива из системы, приводящего к потерям воды и теплоты.
Водоразборно-циркуляционный узел
Чем больше воды циркулирует в системе, тем меньше остывает вода, но выше стоимость системы (циркуляц. трубопроводов и мощности циркуляц. насоса). При расчете циркуляц. линий принимают допустимое остывание воды в подающих трубопроводах 5—15°С. Традиц. схема Ц.с.г.в. предлагает прокладку в каждой квартире двух стояков: подающего и циркуляц. При этом полотенцесушитель, служащий для отопления ванной комнаты, присоединяется к циркуляц. стояку для уменьшения потерь теплоты в подающем стояке. Недостатком такого решения является значит, расход металла. Подобная схема внутридомовых систем применяется в небольших по протяженности системах горячего водоснабжения, обслуживающих одно здание или небольшую группу компактно располож. зданий.
В жилищном стр-ве широко распространена циркуляц. система горячего водоснабжения с секц. узлами. В ней неск. подающих стояков (обычно подающие стояки одной секции жилого дома) объединены кольцующей перемычкой и присоединены к одному циркуляц. стояку. Водоразборные приборы и полотенцесушители присоединены к подающим стоякам. Неск. подающих стояков, оГл>единенных циркуляр, стяком, образуют водоразбор- но-циркуляц. узел. В такой системе расход металла меньше, чем в предыдущей из-за меньшего кол-ва циркуляц. стояков. Кроме того, объединение стояков в секционные узлы позволяет значит, уменьшить число циркуляц. колец в системе, что облегчает наладку системы.
Существуют квартальные системы го рячего водоснабжения, в к-рых распределит. сеть выполнена однотрубной тупико-
Схема дву»зонной системы
а,б — при высоком и низком давлениях в подающей линии; 1 — подающий трубопровод; 2 — водоразборные стояки; 3 — главные стояки зон; 4 — догревающий теплообменник; 5 — регулятор давления; б — повысительный насос
тупиковая подающая магистраль; 2 — теплообменник;.!— главный сток; 4 — водоразборные стояки; 5,6 — верхняя и нижняя кольцующиеся перемычки; 7 — сборный циркуляционный трубопровод
вой, а внутридомовая система циркуляционной. Горячаявода из теплового пункта подается во внутридомовые системы по подающему трубопроводу. Циркуляция воды во внутридомовой системе при отсутствии во- доразбора происходит за счет разности плотностей горячей и остывшей воды. Догрев воды происходит в небольшом водоподогрева- теле, установл. па главном стояке.
В зданиях с числом этажей более 16 системы горячего водоснабжения выполняют двухдонными. Это обусловлено тем,
Принципиальная схема централизованной системы теплоснабженияПринципиальная схема централизованной системы теплоснабжения
Принципиальная схема централизованной системы теплоснабжения
Принципиальная схема централизованной системы теплоснабжения
что при большой высоте здания статич. давление в нижних точках стояков превышает допустимые пределы (макс, рабочее давление для водоразборной арматуры составляет 0,6 МПа). Каждая зона представляет собой самостоят. систему со своими подогревателями и насосами. Возможны двухзонные системы с естеств. циркуляцией и догревающими водоподогревателя- ми и насосами. Давление в магистрали поддерживается достаточном для обеспечения горячей водой одной из зон. Необходимое давление в др. зоне обеспечивается ■регулятором давления, устанавливаемым в нижней зоне, или повысит, насосом, если давление в магистрали соответствует давлению в йижней зоне.
ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — системы теплоснабжения больших жилых массивов, городов, поселков и пром, предприятий. Источниками теплоты у них служат теплоэлектроцентрали или крупные котельные, имеющие высокие кпд, транспортирующие и распределяющие теплоноситель по тепловым сетям протяженностью 10—15 км, с макс, диаметром труб 1000—1400 мм, обеспечивающим подачу потребителям теплоносителя в требуемых кол-вах и с требуемыми параметрами. Мощность ТЭЦ составляет 1000— 3000 МВт, котельных 100—500 МВт. Крупные Ц.с.т. имеют неск. источников теплоты, связ. резервными тепломагист- ралями, обеспечивающими маневренность и надежность их функционирования. В Ц.с.т. входят и системы теплоснабжения зданий, связанные с ней единым гидравлич. и тепловым режимами и общей системой управления. Однако ввиду многообразия технич. решений теплоснабжения зданий их выделяют в самостоят. технич. систему, наз. системой отопления. Поэтому Ц.с.т. начинается источником теплоты и заканчивается абонентским вводом в здание.
Ц.с.т. бывают водяные и п а р о- в ы е. Осн. преимущество воды как теплоносителя в значительно меньшем расходе энергии на транспортирование единицы теплоты в виде горячей воды, чем в виде пара, что обусловливается большей плотностью воды. Снижение расхода энергии дает возможность транспортировать воду на большие расстояния без существ, потери энергетич. потенциала. В крупных системах темп-ра воды понижается примерно на 1° на пути в 1 км, тогда как давление пара (его энергетич. потенциал) на том же расстоянии примерно на 0,1—0,15 МПа, что соответствует 5—10°С. Поэтому давление пара в отборах турбины у водяных систем ниже, чем у паровых, что приводит к сокращению расхода топлива на ТЭЦ. К др. достоинствам водяных систем относятся возможность центрального регулирова
ния подачи теплоты потребителям путем изменения темп-ры теплоносителя и более простая эксплуатация системы (отсутствие коиденсатоотводчиков, конденсатоп- роводов, конденсатных насосов). К достоинствам пара следует отнести возможность удовлетворения и отопит, и технологич. нагрузок, а также малое гидростатич. давление. Учитывая достоинства и недостатки теплоносителей, водяные системы используют для теплоснабжения жилых массивов, обществ, и коммун, зданий, предприятий, использующих горячую воду, а паровые — для пром, потребителей, к-рым необходим водяной пар. Водяные Ц.с.т. — осн. системы, обеспечивающие теплоснабжение городов. Централизация теплоснабжения городов составляет 70— 80%. В крупных городах с преимущественно соврем, застройкой уровень использования ТЭЦ в качестве источников теплоты для жилищно-коммун. сектора достигает 50—60 %. '
В теплофикац. системах пар высоких параметров (давление 13, 24 МПа, темп- ра 565°С), вырабатываемый в энергетич. котлах, подается в турбины, где, проходя через лопатки, отдает часть своей энергии для получения электроэнергии. Осн. часть пара проходит через отборы и поступает в теплофикац. теплообменники, в к-рых он нагревает теплоноситель системы теплоснабжения. Т.о. на ТЭЦ теплота высокого потенциала используется для выработки электроэнергии, а теплота низкого потенциала — для теплоснабжения. Комбини- ров. выработка теплоты и электроэнергии обеспечивает высокую эффективность использования топлива, позволяет сократить его расход.
В большинстве Ц.с.т. макс, темп-ра горячей воды принимается 150°С. Темп- ра пара в теплофикац. отборах турбины не превышает 127°С. Следовательно, при низких темп-pax наружного воздуха в теплофикац. теплообменных аппаратах подо-
I—основной контур ТЭЦ; И—теплоприготовительная установка; Ш — система тепловых сетей; ПП — пароперегреватель; Ж—энергетический котел; Т — паровая турбина; ЭГ—электрогенератор; ТП — теплофикационный подогреватель; КН — конденсационный насос; ОВ — охлаждающая вода; К — конденсатор; ХВО — химводоочистка; Д — деаэратор; ПН — питательный насос; ПК—пиковый котел; ЦН — циркуляционный насос; ПОД — подпиточная вода; ЦТП — центральный тепловой пункт; РТП — районный тепловой пункт; ИТП — индивидуальный тепловой пункт; ДП — дублированное присоединение; МТС—местная тепловая сеть; СЗ — секционирующая задвижка; ОП — ординарное присоединение
греть воду до требуемого уровня нельзя. Для этого используют пиковые котлы, к- рые работают только при низких наружных темп-pax, т.е. снимают пиковую нагрузку. Т.к. отопит, нагрузка меняется с изменением наружной темп-ры, меняется и кол-во пара, отбираемого из турбины для теплоснабжения. Неотработанный пар проходит через цилиндры низкого давления турбины, отдает свою энергию и поступает в конденсатор, где поддерживается вакуум (давление 0,004—0,006 МПа), к-рому соответствуют низкие темп-ры конденсации 30—35°С, а охлаждающая вода имеет еще более низкую темп-ру, поэтому не используется для теплоснабжения. Т.о., для теплоснабжения используется только часть пара, проходящая через отборы турбины, что снижает экономии, эффект теплофикации. Однако расход топлива на выработку электроэнергии и теплоты для теплоснабжения в среднем за год сокращается примерно на 1/4—1/3. Экономич. эффект дает и использование в качестве источников теплоты крупных р- ных котельных установок (тейловых станций), имеющих высокий кпд.
Теплоноситель от источников теплоты транспортируется и распределяется между потребителями по развитым тепловым сетям. В результате тепловые сети ох-
ватывают все гор. территории, а их сооружение вызывает наибольшие градостроит. и эксплуатац. трудности. В процессе эксплуатации они подвергаются коррозии и разрушениям. Аварийные повреждения приводят к отказам теплоснабжения, социальному и экономил, ущербам. В результате тепловые сети, являясь основным элементом крупных систем теплоснабжения, становятся и наиболее слабой составляющей их частью, что снижает экономил. эффект от централизации теплоснабжения, ограничивает макс, мощность систем. В зависимости от способа приготовления горячей воды Ц.с.т. разделяют на закрытые и открытые. В закрытой системе циркулирующая в ней вода используется только как теплоноситель. Вода нагревается на источнике теплоты, несет свою энтальпию к потребителям и отдает ее на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Вода для горячего водоснабжения берется из гор. водопровода и подогревается в поверхностных теплообменных аппаратах циркулирующим теплоносителем до требуемой темп-ры. Система закрыта по отношению к атм. воздуху. В открытых системах горячая вода, к-рую использует потребитель, отбирается из тепловой сети. Следовательно, горячая вода в системе используется не только как теплоноситель, но и непосредственно как в-во. Поэтому система теплоснабжения является частично циркуляц., а частично прямоточной. Вода горячего водоснабжения приготовляется на источнике теплоты, прямоточно движется к потребителям и изливается через водоразборные краны в атмосферу.
Для крупных городов централизация теплоснабжения — перспективное направление. Централизов. системы, особенно теплофикац., расходуют меньше топлива. Сокращение и укрупнение источников теплоты улучшают условия для градостр-ва и экологию крупных городов. Меньшее кол-во источников теплоты позволяет резко сократить число дымовых труб, через к-рые в окружающую среду выбрасываются продукты сгорания. Исключается необходимость создания множества мелких топливных складов для хранения твердого топлива, откуда при децентрализованных системах теплоснабжения приходится развозить топливо, а из разброс, по всему городу небольших котельных увозить золу и шлаки. Кроме того, при централизации источников теплоты легче очищать дымовые газы от токсичных компонентов.
' Ц.с.т. рационально строить по иерархия. принципу (см. Системы теплоснабжения). На схеме показана принцип, схема централизов. закрытой системы теплоснабжения, истрчником теплоты у крой является ТЭЦ (первый иерархия, уровень). Для повышения надежности
теплоснабжения ТЭЦ состоит из неск. энергетич. котлов и паровых турбин: Осн. элементы ТЭЦ имеют резервы. Водяной пар из котлов через пароперегреватель поступает в турбины, где отдает часть своей тепловой энергии, к-рая превращается в механич. и далее, в электрогенераторе, в электрич. Пар из отборов турбины поступает в теплофикац. подогреватели, в к- рых нагревает циркулирующий в системе теплоноситель до 120°С. Неотработанный пар поступает в конденсатор, где поддерживаются параметры:,0,005 МПа и 32°С, при к-рых он конденсируется и отдает свою теплоту охлаждающей воде. Конденсат из конденсатора с помощью конденсатного насоса поступает в деаэратор. На пути к нему он проходит регенеративные подогреватели (на схеме не показаны). В деаэратор поступают подпиточная вода из химводоочистки и пар из отбора турбины для поддержания требуемой темп-ры. В деаэраторе из воды выделяются кислород и углекислый газ, к-рые вызывают коррозию металла. Питательная вода, из деаэратора питательными насосами подается в паровые энергетич. котлы (парогенераторы) . На пути вода подогревается в регенеративных подогревателях высокого давления (на схеме не показаны). Этот подогрев повышает термин, кпд цикла. Теплофикац. вода, циркулирующая в системе, нагревается в теплофикац. подогревателях в теплоприготовит. установке ТЭЦ. Нагрев осуществляется паром, к-рый отбирается из турбины и конденсируется в подогревателях. В нижний подогреватель пар поступает более низкого давления (до 0,2 МПа), чем в верхний (до 0,25 МПа). Конденсат из верхнего подогревателя через конденсатоотводчик поступает в нижний подогреватель и далее конденсатным насосом направляется в питат. линию. В теплофикац. подогревателях вода может нагреться примерно до 120°С (при 0,25 МПа темп-pa насыщения 127°С). При низких темп-pax наружного воздуха догрев воды до 150" С осуществляется в пиковых котлах. Циркуляцию воды обеспечивают циркуляц. насосы, перед к-рыми в трубопровод поступает подпиточная вода.
Тепловые сети проектируют в виде двух уровней: магистр, теплопроводы — второй иерархия, уровень и разводящие сети микрорайонов и кварталов — третий иерархия, уровень. Магистр, тепловые сети резервируют.
При больших диаметрах тепломаги- стралей ответвления от них присоединяют дублированным способом с двух сторон секционной задвижки. При отказе участка справа от задвижки теплоноситель движется по ответвлению слева и наоборот. Такое присоединение исключает влияние отказов магистр, теплопроводов на надежность теплоснабжения. Вблизи узла при-' соединения ответвления к магистр, тепло
проводу целесообразно устанавливать р- нный тепловой пункт — осн. сооружение системы теплоснабжения микрорайона, крое обеспечивает автоматич, управление эксплуатац. и аварийными гидравлич. и тепловыми режимами. Управление осуществляется из диспетчерского пункта с помощью телесистемы (см. Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением). К тепловым сетям микрорайонов и кварталов здания присоединяют через индивидуальные тепловые пункты, группы зданий — через центральные тепловые пункты. Эти сети не резервируют и выполняют тупиковыми, поэтому их диаметры ограничивают величиной в 300—350 мм. В индивид, тепловых пунктах устанавливают теплообменники горячего водоснабжения и узел присоединения системы отопления и вентиляции, в центр, также устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, но узлы присоединения систем отопления и вен тиляции располагают в зданиях. Поэтому от ЦТП к зданиям идет четырехтрубная система: две трубы с расчетными темп-рами 150—70°С на отопление и вентиляцию, одна с темп-рой 60°С и циркуляц. для горячего водоснабжения.
Надежность функционирования системы тепловых сетей проверяют расчетом. Нормативы надежности в конечном счете определяют долю нерезервиров. сетей, степень секционирования и дублирования отд. элементов системы.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПЫЛЕУБОРОЧНАЯ УСТАНОВКА — система устройств для уборки пыли в помещениях. Самые совершенные из них — стационарные Ц.п.у., к-рые используют в обществ, и пром, зданиях. В производств, условиях их можно применять при любой интенсивности выделений и осаждений пыли на поверхностях, они отличаются большой про- иэ-стыо по воздуху, очищаемой площади и убираемой пыли. По сравнению с местными пылеуборочными установками Ц.п.у. дают более высокий гигиенич. эффект, надежны в работе, удобны в эксплуатации и требуют меньшего штата обслуживающего персонала. По принципу действия Ц.п.у. аналогичны установкам пневматического транспорта, применяемым для транспортирования разл. измельч. материалов. В осн. используют всасывающие и комбиниров. (всасывающе-нагиетат.) системы. В отличие от всасывающих комбиниров. имеет два побудителя — эжектор (основной) и вентилятор высокого давлег ния (дополнит.). Последний просасывает воздух через открытую одну из прочисток на магистр, трубопроводах, благодаря чему в ответвлениях сети создается разрежение. Сжатый воздух, поступая в эжектор, выбрасывает воздух из помещений через насадок, что обеспечивает большой расход воздуха, обусловливающий значит, про-
из-сть пылеуборки. Если кол-во одновременно действующих насадков во всасывающих Ц.п.у. определяется произ-стью побудителя тяги (оно, как правило, невелико) , то в комбиниров. установках практически могут работать одновременно все насадки. Недостатки этих систем — значит. расходы сжатого воздуха и электроэнергии.
При работе Ц.п.у. протекают след, процессы: всасывание потоком воздуха в насадке осадка пыли с поверхности; транспортирование пыли в аэрозольном состоянии по сети трубопроводов; очистка запыл. воздуха в пылеуловителях; удаление очищ. воздуха в атмосферу. Рабочие процессы Ц.п.у. определяют ее сан.-гигиенич. и технико-экономич. показатели. Они тем выше, чем меньше расходы воздуха и потери давления, и исключено засорение коммуникаций и элементов установки. Оптим. параметры рабочих процессов Ц.п.у. зависят от совершенства конструк
Всасывающая центральная пылеуборочная установка
1 — воздухопровод; 2 — водосборник (если побудительно-кольцевой насос); 5—побудитель тяги; 4—пылеулавливатель второй ступени; 5—то же, первой ступени; б — прочистка; 7 — сеть трубопроводов; 8 — штуцеры; 9 — заглушки для нерабочих штуцеров; 10 — наконечники для присоединения пылесосных насадок и рукояток; 11 — гибкие рукава; 12 — рукоятки; 13 — пылесосные насадки
ций установки и от свойств убираемой пыли и очищаемых поверхностей.
Пылеуборочный инструмент Ц.п.у. состоит из набора пылесосных насадков, рукоятки, соединяющей насадки со шлангом, и легкого гибкого армиров. шланга, присоединяемого к сети трубопроводов штуцерами — клапанами. Пылесосный насадок должен обеспечивать полную очистку наибольшей площади в единицу времени, быть экономичным по расходу воздуха и энергии на преодоление аэроди- намич. сопротивлений, легким, небольшого размера, удобным в работе, простым по устройству, надежным и долговечным. Щеточные насадки, широко применяемые для уборки пыли в жилых и обществ, зданиях, засоряются пылью, быстро изнашиваются, работают при больших расходах воздуха. Произ-сть и эффективность уборки значит, повышается, если внутри насадок установлены вращающиеся щетки и др. приспособления для увеличения ин-
Комбинированная центральная пылеуборочная установка
1 — вытяжная шахта; 2 — побудитель тяги (вентилятор высокого давления); 3 — пылеулавливатель второй ступени; 4 — то же, первой ступени; 5 — пылесосный насадок; 6 — очищаемая поверхность; 7 — рукоятка; 8 — гибкий шланг, 9— штуцер; 10— наконечник для присоединения шланга к штуцеру; 11 — эжектор; 12 — прочистка или отверстие для всасывания воздуха из помещения; 13 — вентиль для регулирования подачи сжатого воздуха; 14 — сеть трубопроводов; 15—сеть трубопроводов сжатого воздуха
тенсивности уноса пыли с поверхности. Однако такие насадки труднее изготовить, они ненадежны в работе, требуют частого ремонта, их значит, масса быстро утомляет уборщика. Кроме того, они работают при повыш. расходах воздуха и имеют большое аэродинамич. сопротивление. Смывовсасывающие, сдувовсасывающие и вибрац. насадки увеличивают произ-сть и эффективность пылеуборки при небольших расходах воздуха, но они требуют дополнит, устройства для подвода сжатого воздуха, воды или электроэнергии. Вибрационные насадки включают в себя вибраторы. Все это усложняет конструкцию, утяжеляет насадки и снижает надежность их работы. Указ, выше требованиям удовлетворяют в осн. обычные щелевые (коллекторные) насадки и насадки с полками. Размеры и конструкция насадка зависят от характера увлечения пыли потоком воздуха, ее физ.- хим. свойств, вида, характера и месторасположения очищаемой поверхности.
Места соединения насадка с рукояткой и рукоятки с гибким шлангом должны исключать возможность подсоса воздуха. К трубопроводам насадки с рукояткой присоединяют гибкими шлангами, к-рые должны быть герметичными, изгибаться без остаточных деформаций в петле радиусом, равным своему наружному диаметру, не сжиматься при вакууме до 30 000 Па и нагрузке сжатия до 800 Ы. Масса 1 м шланга диаметром 50 мм не должна превышать 0,5 кг. Его внутр, поверхность должна быть гладкой, наружная и внутр, обладать повыш. стойкостью к истиранию. Пром-сть выпускает пригодные для Ц.п.у. гибкие резинотканевые и пластмассовые шланги с внутр, диаметром 38; 45 и 50 мм. Шланги диаметром больше 50 мм применять не рекомендуется. Уменьшение диаметра значит, облегчает шланг и делает его достаточно прочным. Аэродинамич. сопротивление при одном и том же расходе воздуха возрастает обычно пропорционально отношению диаметров шлангов в пятой степени, поэтому они должны быть оптим. Чаще всего используют шланги диаметром 50 мм.’ Длина шлангов зависит от радиуса уборки пыли и удобства пользования, обычно составляет не более 15 мм. Для предотвращения истирания наружной поверхности шлангов на них через каждые 400—500 мм надевают метал- лич. кольца.
Трубопроводы Ц.п.у. — стационарная сеть. Конструкция присоединит, штуцеров должна обеспечивать полную ее гер- метичность при отключении шланга. Штуцеры располагают вблизи стен и колонн, в нишах и др. местах, удобных для присоединения пылеуборочного инструмента, не портящих эстетич. вида помещения, допускающих очистку поверхности пылесосными насадками при длине шланга не более 15 м. Применяемые в штуцерах
клапаны могут быть в виде резиновых пробок или сложной, затягиваемой спец, ключом конструкции. Более удобны в эксплуатации самозакрывающиеся штуцеры- клапаны, безотказная работа к-рых обеспечивается при их расположении под углом к полу не более 50о вверх крышкой, чтобы после удаления шланга клапан мог возвратиться в исходное положение под действием собственного веса. При наличии пружины клапан срабатывает в любом положении штуцера. Просты и надежны в эксплуатации штуцеры с самозакрываю- щимися полыми конусными заглушками. Даже при сравнительно небольшом для пылесосных систем разрежении (300— 500 Па) клапан плотно закрывает торец трубопровода и исключает подсос воздуха через штуцер.
Трубопроводы Ц.п.у. предназначены для переноса к месту сбора отсасываемой вместе с воздухом пыли. Используют стальные или пластмассовые трубы, при соединении к-рых должна быть обеспечена высокая герметичность, устранены шероховатости внутри труб и крутые повороты,' т.к. это способствует засорению их пылью и увеличению аэродинамич. сопротивления. Чтобы избежать засорения трубопроводов, на участках, через к-рые проходит запыл. воздух, нельзя устанавливать запорные или регулировочные устройства, необходимо также предусматривать возможность прочистки трубопроводов. Трубопровод следует заземлить, поскольку в результате трения пыли о стенки
могут возникнуть значит, электростатич. заряды.
Трубопроводы бывают разветвленными и простыми. Предпочтительна вертик. прокладка трубопроводов. При значит. радиусе обслуживания или наличии неск. стояков воздуховсасывающую машину надо располагать посередине па- ралл. присоединяемых ответвлений, а не в конце трубопровода. .
Ц.п.у. в зависимости от произ-сти, числа одновременно действующих насадков (»нас * 3...10) и радиуса действия (50—200 м) могут обслуживать разл. воз-
Схема прямоточной работы вакуум-насоса ВВН-50
1 — воздухопровод; 2 — выхлопной патрубок; 3 -- вентиль; 4 -— бак гидрозатвора; 5 — пробковый кран; б — вакуум-насос; 7 — водопровод; S — трубопровод центральной пылеуборочной установки; 9 -- бак пылеулавливателя; 70— дренажная система
духовсасывающие машины произ-стыо 500—2500 м/ч при давлении 10—20 кПа (давление, затрачиваемое на всасывание, наз. разрежением, вакуумом). Объемные машины могут обеспечить Значит. большие давления, чем лопаточные, но обладают меньшей произ-стыо и сложны по конструкции. Ре1улировать их можно только самым невыгодным способом — сбросом воздуха. >
Конструктивно лопаточные машины значит, проще объемных, имеют высокий энерготич. кпд и легко регулируются изменением противодавления. Могут работать при пропускании через них сильно за- грязн. твердыми частицами воздуха.
Выбор типа пылеуловителя зависит от специфики объекта, где устраиваются Ц.п.у., при этом для условий эксплуатации их в сравнит, запыл. цехах степень пыли должна быть 99.5%, что обеспечить довольно сложно, т.к. в Ц.п.у. поступает сравнит, тонкодисперсная пыль.
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание помещений или всего здания подогретым воздухом с общим центром приготовления воздуха. Отсутствие отопительных приборов в помещениях, совмещение с вентиляционными ф-циями, повыш. сан.-гигиенич. качества и улучшение воздушно-теплового режима помещений способствуют широкому распространению Ц.в.о. в пром., коммун., с.-х. и обществ, зданиях. Система Ц.в.о.
состоит из конструктивных элементов приточной системы вентиляции', приточной камеры, магистр, и распределит, каналов (.воздуховодов'), воздухораспределителей и пр. Безвентиляторная система (гравитац.) ограничивается радиусом действия 10—15 м, считая по горизонтали от калорифера до наиболее удал, вертик. канала. Установка вентилятора предусматривается в более протяженной системе, при расположении отд. помещений ниже приточной камеры, а также при наличии фильтров воздушных и шумоглушителей. В нерабочее время система Ц.в.о. обычно используется в режиме дежурного отопления по схеме с полной рециркуляцией воздуха, в рабочее — режим функционирования системы подчиняется требованиям частичной или полной вентиляции помещений. Места подачи нагретого воздуха и типы воздухораспределителей выбираются в зависимости от назначения и формы помещения. В высоких помещениях производств, зданий нагретый воздух подается в среднюю по высоте помещения зону наклонными или горизонт, струями, в низких помещениях гражд. зданий — пастильными струями вдоль ограждений (потолка, стен, световых проемов) . Развитие настилающей струи вдоль поверхности обеспечивает наиболее полное омывание помещения обратным потоком с сопутствующим повышением темп- ры ограничивающих поверхностей. Недостатки Ц.в.о. (увелич. размеры и масса воздуховодов, заметное понижение темп- ры воздуха по их длине, повыш. расход теплоизоляц. материалов, недостаточная эксплуатац. надежность разветвл. систем) ограничивают его применение в многоэтажном стр-ве. Повышение аэродинамич. устойчивости вентиляторных систем
Центральное воздушное отопление с местным дополнительным нагреванием воздуха
а — в групповом нагревателе для выпуска воздуха под потолком помещения; б — то же, для выпуска воздуха под окнами помещения^ — в индивидуальном нагревателе-доводчике под окном каждого помещения; 1 —• распределительный воздуховод; 2 — ответвление; 3 — групповой нагреватель; 4 — шумоглушитель; 5 и 7 — регуляторы подачи воздуха; 6 — воздуховод; 8— индивидуальный нагреватель- доводчик
Схемы высокоскоростных систем центрального воздушного отопления
а — вертикальной с горизонтальной камерой статического давления; б — горизонтальной с вертикальной распределительной шахтой; 1 — центральный агрегат для очистки, увлажнения и подогревания воздуха; 2—вентилятор; 3 — головной шумоглушитель; 4 — магистральный воздуховод; 5 — распределительные воздуховоды; 6 — ответвления; 7 — индивидуальные доводчики
может быть достигнуто за счет повышения давления вентилятора в сочетании с соответствующим увеличением сопротивления концевых ответвлений (уменьшения их сечения, установки диафрагм и распределит. клапанов повыш. сопротивления), снижения действующего естеств. давления циркуляционного (транспортирование воздуха с темп-рой помещений и его догревание в местных групповых или индивид. доводчиках,а также путем комбинации этих факторов (высокоскоростные системы). Магистр, воздуховод высокоскоростных систем выполняется в виде горизонт. камеры статич. давления или вертик. шахты. В качестве индивид, доводчиков темп-ры используются водяные или электрич. нагреватели, размещенные под окнами помещений и выполняющие ф- ции конвекторов в нерабочее время. Для снижения уровня звукового давления система оборудуется головным (после вентилятора) и дополнит, шумоглушителями на входе в каждое помещение.
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание здания или сооружения, осуществляемое из общего центра (теплового пункта'). Теплота, генерируемая в тепловом пункте, переносится теплоносителем по теплопроводам в каждое помещение. Теплоноситель, отдав теплоту, возвращается в тепловой пункт для последующего восприятия генерируемой теплоты. Примером Ц.о. служит водяное отоп-
Схема центрального отопления
1 — теплообменник (генератор теплоты); 2 — подведение первичного теплоносителя (топлива); 3 — подающий теплопровод; 4— отопительный прибор;
5 — обратный теплопровод
ление многокомнатного здания с собств. котельной. Ц.о. наз. районным, когда отапливается группа зданий или сооружений из отд. стоящей тепловой станции, а генерируемая теплота переносится теплоносителем как по наружным (вне зданий), так и по внутр, (внутри зданий) теплопроводам. При этом в наружных теплопроводах может перемещаться один вид теплоносителя (нагретая до высокой темп-ры вода, пар при высоком давлении, газ), во внутр. — др. (нагретые до более низкой темп-ры вода или воздух, пар при пониженном давлении). Такое районное Ц.о., строго говоря, следовало бы именовать водо-водяным, водовоздушным, пароводяным, паровоздушным, газовоздушным и т.п. Однако принято по виду вторичного (внутри зданий) теплоносителя наз. Ц.о. системой водяного, парового или воздушного отопления.
Технич. установка Ц.о. состоит из теплового пункта (источника теплоты), в к-ром находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменные аппараты (см. Централизованные системы теплоснабжения), в помещениях — отопительные приборы. Разобщенно располож. источник теплоты и отопит, приборы связываются теплопроводами, по к-рым перемещается теплоноситель.
В Ц.о. по сравнению с местным отоплением устраняются отопит, уста
Схема районной системы центрального отопления
1 — приготовление первичного теплоносителя (тепловая станция); 2 — местный тепловой пункт; 3,5— внутренние подающие и обратные теплопроводы; 4—отопительные приборы; 6,7— наружные подающий и обратный теплопроводы; 8— циркуляционный насос
новки в каждом помещении, понижаются капит. вложения, централизуется обслуживание, но усложняется поддерживание независимого теплового режима в отд. обогреваемых помещениях.
См. также Центральное воздушное отопление. Центральное панельно-лучистое отопление.
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ — обогревание полного объема здания при помощи бетонных или металлич. отопительных панелей с теплоносителем1, нагретой водой, паром водяным, нагретым воздухом, продуктами сгорания газа от общего источника теплоты, а также с использованием электрич. энергии. Теплоноситель (при темп-ре до 105° для систем отопления с бетонными отопит, панелями и до 150° — с металлич.) вырабатывается в тепловом пункте, находящемся в спец, помещении. В производств, зданиях он иногда располагается в обогреваемом цехе. При обогревании отд. помещений системой напольного отопления может использоваться вода из обратной магистрали осн. системы при темп-ре^от 35 до 70°. При стеновом и потолочном отоплении применяются двух- и однотрубное системы со скрытой прокладкой стояков системы отопления и подводок к отопительным приборам. Систему напольного водяного отопления устраивают преимущественно двухтрубной с тупиковым или попутным движением воды в магистралях. В таких системах отопит. магистрали прокладываются в подпольных каналах, по стенам или укладываются в бетонный слой пола. Напольные системы имеют центр, и местное регулирование теплоотдачи отопительных приборов. Для удаления воды из горизонт, улож. в бетоне труб требуется сжатый воздух. Воздушная система панельно-лучистого отопления выполняется как с рециркуляцией воздуха, так и без рециркуляции, причем подогретый воздух из каналов отопит, панелей выпускается в помещение, в места наиболее интенсивной инфильтрации воздуха через ограждения.
ЦЕНТРАЛЬНО-МЕСТНАЯ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА — предназначена для круглогодичного кондиционирования зданий, имеющих большое число помещений с разл. тепловлажностным режимом. Включает в состав центр, кондиционер, в к-ром осуществляется первичная обработка наружного воздуха в объеме, соответствующем сан. норме. Параметры приточного воздуха в центр, кондиционере общие для всех обслуживаемых помещений. Доводка воздуха до параметров, требуемых для данного помещения, происходит в кондиционере-доводчике, к-рый устанавлива-
ют в помещениях. Такие системы, обладающие высокой энергетич. эффективностью» бывают двух-, трех- и четырехтруб- -Иыми в зависимости от числа трубопроводов теплохолодоснабжения конденсатора- доводчика.
. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ (ЦТП) — тепловой пункт, на к-ром нагревается вода для систем горячего водоснабжения групп зданий. Размещается в отд. зданиях внутри кварталов или жилых микрор-нов. Осн. оборудование: центр, водоподогреват. установка и циркуляционные насосы горячего водоснабжения, повышающие насосы холодного водоснабжения, средства автоматизации и телеуправления, контрольно-изме- рит. приборы: самопишущие и показывающие манометры и термометры, расходомеры и водомеры. На входе в ЦТП в жилом микрор-не на подающей и обратной линиях установлены задвижки с электроприводом, кроме того, на подающей линии — грязевик, диафрагма к ограничителю макс, расхода воды, регулятор отопления, регулирующий по темп-ре наружного воздуха темп-ру поступающего в систему отопления теплоносителя и ограничивающий его макс, расход, на обратной линии — грязевик после системы отопления, измерит, диафрагма к расходомеру, регулятор подпора ("до себя") и счетчик расхода воды. Подогреватели горячей воды включены по смеш. схеме. Каждый из них (и I и П ступеней) состоит из двух паралл. включ. групп секций (на схеме показано по одной). Группа секций рассчитана на 50% произ-сти подогревателя. Темп-pa горячей воды поддерживается пост, регулятором темп-ры. Расход горячей воды измеряется счетчиком. Между водонагревателями включена цирку- ляц. линия горячего водоснабжения. Корректирующие насосы совместно с регулятором расхода обеспечивают пост, циркуляцию в системе отопления. Из ЦТП
105
Схема центрального теплового пункта
1 — задвижка с электропроводом; 2 — грязевик; 3 — измерительные диафрагмы к расходомеру; 4—регулятор температуры; 5 — водонагреватель горячего водоснабжения; <5 — регулятор расхода теплоты на отопление; 7—регулятор расхода; 8— обратные клапаны; 9 —1 корректирующие насосы; 10 — счетчик воды; 11 —- регулятор давления "до себя" '
выходят четыре трубы: подающая и обратная к системам отопления зданий, подающая и циркуляр. в системы горячего водоснабжения. В теплопроводах для отопления зданий поддерживается отопит, график темп-р (150—70°С), поэтому на абонентских вводах устанавливаются смесит. устройства или поверхностные теплообменники, понижающие темп-ру теплоносителя. Четырехтрубные квартальные тепловые сети повышают стоимость системы и ее эксплуатации. Отсутствие на ЦТП обработки водопроводной воды приводит к коррозии труб и необходимости замены поврежд. участков. Вместе с тем увеличение присоединяемых к ЦТП водоразборных точек уменьшает коэфф, неравномерности потребления теплоты, в результате чего сокращается поверхность нагрева водонагревателей, уменьшается кол-во насосных установок, автоматич, регуляторов и обслуживающего персонала.
В зависимости от соотношения расхода теплоты на горячее водоснабжение и отопление зданий могут применяться различные схемы присоединения водоподог- ревателей системы горячего водоснабжения (см. Тепловые пункты).
. ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ ОСАДКОВ — обезвоживание осадков сточных вод путем выделения из них твердой фазы под действием центробежных* сил. Для обезвоживания применяют непрерывно действующие осадит, горизонт, центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. Шнек и ротор вращаются с различной частотой, вследствие чего осажденная твердая фаза выгружается из ротора. Обезвоживаемый осадок подастся в трубу полого шнека, откуда через отверстие попадает в приемную камеру ротора. Под действием центробежной силы наиболее тяжелые частицы твердой фазы осадка отжимаются к внутр, поверхности ротора, перемещаются шнеком к выгрузочным окнам и трубе бункера. Фугат вытекает через сливные отверстия и сливную трубу. Для повышения устойчивости к абразивному воздействию частиц осадков поверхность шнеков покрывают твердым сплавом. Ц.о. осуществляется, как правило, с предварит, обработкой осадка флокулянтами. Центрифугирование без флокулянтов позволяет получать кек влажностью 50—85%, но при этом вынос взвеш. в-в с фугатом может достигать 90%. При технология, схеме Ц.о. с флокулянтами существ, значение имеет выбор типа и дозы флокулянта. Флокулянт дозируют пропорционально расходу осадка, для чего используют регулируемые одновинтовые мононасосы для подачи флокулянта и осадка на центрифуги. Обработка осадков городских сточных вод флокулянтами катионного типа дозами 1,5—11 кг/т сухого в-ва позволяет задерживать до 90—99% сухого в-ва, но при
Схема центрифуги
1 -- труба полого шнека;2 — сливное отверстие; 3 — сливная труба; 4—отверстие для подачи обезвоженного осадка в приемную камеру ротора; 5 — труба бункера; б — приемная камера ротора; 7 — шнек; 8 — выгрузочные окна 1
этом влажность кека повышается до 78— 86%. Ц.о. с обработкой их флокулянтами является перспективным и получает все большее применение в нашей стране.
ЦИКЛОН (от греч. Kykk(n — кружащийся, вращающийся) — аппарат для очистки пылевоздушной смеси от взвешенных в ней твердых частиц топлива под действием центробежной силы. Пылевоздушная смесь вводится со значит, скоростью в верхнюю часть корпуса Ц. через патрубок, располож. по касат. или по спирали к окружности цилипдрич. поверхности Ц.; в результате смесь приобретает вращат. движение и движется по спирали вниз, образуя внешп. вихрь. При этом под действием центробежной силы инерции взвешенные частицы топливной пыли отбрасываются к стенкам Ц., опускаются вместе с воздухом в нижнюю часть его корпуса и затем выносятся через пылсотводя- щий патрубок. Очищенный от пыли воз-
i
Схема пылевого циклона для антрацита
1 -— выход пыли; 2 — бункер для пыли;3 --■ лопатки; 4—внутренний цилиндр; 5,6—выходной и входной патрубки; 7— наружный цилиндр
Схема открытого квартального горячего водоснабженияСхема открытого квартального горячего водоснабжения
Схема открытого квартального горячего водоснабжения
Схема открытого квартального горячего водоснабжения
дух поднимается кверху через выходную трубу, образуя внутр, вихрь, и выходит наружу. Степень очистки смеси от пыли в Ц. зависит от геометрия. размеров и формы аппарата, свойств пыли, скорости пылевоздушной смеси и т.д. Улавливание частиц в Ц. улучшается с повышением скорости потока, а также с уменьшением его диаметра. Ц. выпускают восьми типовых размеров для котлов паропроиз-стью от 6,5 до 20 т/ч со степенью улавливания золы 85—90%. В Ц. наиболее соверш. конструкций можно достаточно полно улавливать частицы размером 5 мкм и более. Достоинства Ц. — невысокая стоимость, простота конструкции; недостатки — относит. высокое гидравлич. сопротивление по газу (до 10 кПа) и большие габариты.
ЦИКЛОННАЯ ТОПКА — см. Вихревая тонка.
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ЛИНИИ — трубопроводы центральной системы горячего водоснабжения, служащие для отвода остывшей воды из подающих трубопроводов при миним. водоразборе или при полном его отсутствии. Ц.л. состоят из стояков и сборных горизонт, магистралей. Стояки прокладывают в кухнях, ванных комнатах, на лестничных клетках, горизонт. магистрали — в технич. подпольях зданий, в непроходных и проходных каналах. В шахтах санитарно-технических кабин прокладка циркуляр, стояков не предусмотрена, т.к. в системах горячего водоснабжения один циркуляр, стояк присоединяется к группе подающих. Циркуляция воды в системе горячего водоснабжения позволяет поддерживать пост, темп-ру воды в водоразборных точках в любое время суток и избежать слива воды в канализационную сеть. Остывание горячей воды при малом водоразборе происходит в основном в неизолир. части подающих стояков (в полотенцесушителях). Однако тепловые потери подающих стояков служат для отопления ванных комнат, поэтому снижение темп-ры горячей воды принимается существенным, равным 5—15°С. Циркуляр, расход воды Оц, проходящей по циркуляр, стояку при отсутствии водоразбора, зависит от тепловых потерь подающим стояком (или группой стояков) QTn и величины остывания воды в нем, т.е. Сц - (2™/ (Afc).
Принрипы, залож. в гидравлич. расчет циркуляр, трубопроводов, определяются конструктивным решениями системы горячего водоснабжения. Существуют два варианта таких решений. Первый — система горячего водоснабжения смонтирована из стандартных сан.-техн, кабин. Сперифика ее конструктивного решения в том, что диаметры всех циркуляр, стояков многосекр. жилого дома одинаковы. Все секр. узлы, состоящие из группы стандартных подающих стояков и одного риркуляр., имеют одинаковое гидравлич. сопротивление. Два секр. узла образуют замкнутый гидравлич. контур, для к-рого спа- ведлив 2-й закон Кирхгофа. При равенстве гидравлич. сопротивлений узлов расходы воды, проходящие через них в режиме риркулярии, неодинаковы. Если через узел I проходит циркуляр, расход Оц, то через узел II — больший расход, т.к. разность давлений в точках присоединения узла И больше разности давлений для узла I на величину потери давления на участках, соединяющих узлы. Это явление перетекания большего риркуляр. расхода воды через узлы, располож. ближе к насосу, наз. разрегулировкой риркулярии, к- рая нежелательна, т.к. вызывает увеличение риркуляр. расхода воды в системе горячего водоснабжения и, следовательно, перерасход электроэнергии на привод пиркуляр. насоса. Для сведения к миним. разрегулировки практика проектирования систем горячего' водоснабжения рекомендует принимать след, соотношение потерь давления в узлах и в риркуляр. магистрали: потери давления в последней не должны превышать потери его в секр. узле, но и не быть меньше половины ее. Потери давления в секр. узле принимаются значит., равными 0,04—0,06 МПа. По участкам риркуляр. магистрали проходит расход воды, складывающийся из расходов через отд. секр. узлы. Но т.к. они увеличиваются по мере приближения к рир- куляр. насосу, фактич. риркуляр. расход воды превышает теоретически необходимый для данной системы. Если это превышение более 30%, следует увеличить гидравлич. сопротивление системы, увеличив гидравлич. сопротивление узлов (но не риркуляр. магистрали). Увеличение сопротивления узлов (т.е. уменьшение диаметров риркуляр. стояков) приведет к уменьшению подачи циркуляционного на-
Система горячего водоснабжения, смонтированная нз стандартных санитарнотехнических кабин; 1, 2, 3, 4 — точки присоединения узлов I и II к распределительным магистралям
coca и более равномерному распределе- , нию риркуляр. расходов между ними. При этом неск. увеличится необходимая разность давлений, создаваемая циркуляр, насосом. Возможен и второй вариант, когда система горячего водоснабжения смонтирована из стояков разл. диаметров. Такие системы сооружаются в городах и нас. пунктах, где отсутствует база индустр. домостроения. В этом случае подающие и риркуляр. стояки монтируют из труб тех диаметров, к-рые определяются гидравлич. расчетом каждого из них. Для каждого риркуляр. стояка вычисляют требуемый риркуляр. расход воды. Диаметр наиболее удаленного из них определяют по расходу воды Оц и макс, скорости, равной 3 м/с (сучетом зарастания труб накипью). Руководствуясь значением допустимой скорости, определяют и диаметры участков пиркуляр. магистрали. Диаметры всех близко располож. к насосу стояков устанавливают по требуемому циркуляр, расходу Оц и фактич. разности давлений. При одинаковых значениях Оц для риркуляр. стояков диаметр будет тем меньше, чем ближе расположен стояк к насосу, что препятствует перетеканию через ближние стояки излишних циркуляр, расходов воды, т.е. разрегулировке риркулярии. Как и в первом варианте, в замкнутых гидравлич. контурах, образуемых секр. узлами и соединяющими их магистралями, должен быть соблюден 2-й закон Кирхгофа. Но если в первом варианте увязка потерь давления достигается путем распределения потоков воды через узлы, то во втором — подбором сопротивлений (диаметров) риркуляр. стояков. В обоих случаях решается одна и та же задача потокораспреде- ления в замкнутых гидравлич. сетях. Отсутствие разрегулировки риркулярии позволяет избежать перерасхода электроэнергии на привод пиркуляр, насоса, что является несомненным достоинством системы. Однако монтаж такой системы горя-
16 Заказ 472416 Заказ 4724
16 Заказ 4724
16 Заказ 4724
чего водоснабжения сложен, что увеличивает сроки стр-ва.
В закрытых квартальных системах горячего водоснабжения с приготовлением горячей воды в центральных тепловых пунктах, где располагаются циркуляр, насосы, возможны две схемы включения их в систему: понижающая и повышающая. Первая предполагает установку насоса на циркуляр, трубопроводе перед водонагревателем. В этом случае давление в системе горячего водоснабжения ниже давления в холодном водопроводе, отсюда и наз^; схемы. Объем подачи циркуляр, насосом равен фактич. расходу воды, циркулирующей в системе. При повышающей схеме циркуляр, насос устанавливают на подающем трубопроводе между I и П ступенями подогрева. В этом случае насос выполняет функцию циркуляц. и повышающего для увеличения давления в системе горячего водоснабжения по сравнению с холодным водопроводом. При этом подача циркуляционно-повышающего насоса складывается из фактич. циркуляц. расхода воды в системе и части макс, водозабора. '
При понижающей схеме подача насоса в течение суток меняется в зависимости от водоразбора от макс, при его отсутствии до миним. при его увеличении. В результате часть времени насос работает не в номин. режиме, что приводит к перерасходу электроэнергии. При повысит, схеме подача насоса меняется в меньшей степени, следовательно, расход электроэнергии меньше. Выбор разности давлений, создаваемой циркуляц. насосом, задача технически неоднозначная. При чистой циркуляции (т.е. при полном отсутствии водоразбора) даже небольшой водоразбор в неск. квартирах повлечет уменьшение циркуляции во всех секц. узлах и, следовательно, большее, чем допустимо, остывание горячей воды. Если установить насос, создающий большую разность давлений, то при значит, водоразбо- ре в системе горячего водоснабжения будет сохраняться остаточная циркуляция, потери давления на головных от центр, теплового пункта участках подающего трубопровода будут значит., что приведет к заметному снижению давления в конце подающей трубы и может вызвать перерывы в подаче горячей воды в водоразборные приборы верхних этажей зданий, удал, от центр, теплового пункта. Практика проектирования квартальных систем горячего водоснабжения рекомендует принимать долю от макс, водоразбора, при к-рой должен сохраняться требуемый циркуляц. расход в удаленных узлах х - 0,15 при их горизонт, протяженности до 60 м, х =- 0,2—0,3 при протяженности 100— 150 м, х «* 0,5—0,7 при большей протяженности.
В открытых квартальных системах горячего водоснабжения параметры циркуляц. насоса определяются так же, как для закрытых квартальных систем. В открытых системах одного здания циркуляция происходит за счет разности давлений между подающим и обратным трубопроводами тепловой сети (при водоразборе из подающего трубопровода). Если разность давлений превышает значение, необходимое для циркуляции, то на обводной линии циркуляц. трубы устанавливают диафрагму Дг (летнюю). При водоразборе из обратного трубопровода циркуляция происходит за счет диафрагмы Д1 (зимняя), устанавл. на обратном трубопроводе между точками присоединения подающего и циркуляц. трубопроводов.
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ — сооружения биологич. очистки сточных вод в аэрац. сооружениях с активным илом в виде канала замкнутой в плане формы (обычно О-образной) с плавными закруглениями на поворотах. Активный ил по длине Ц.о.к. поддерживается во нзвеш. состоянии за счет движения (циркуляции) иловой смеси, сообщаемого ей аэраторами на горизонт, валу. Аэраторы одновременно насыщают иловую смесь кислородом воздуха. Ц.о.к. применяют в р-нах с расчетной зимней темп-рой наиболее холодного периода не ниже -25°С. Ц.о.к. обычно имеют трапецеидальную форму поперечного сечения с углом наклона боковых стен, близким к углу естеств. откоса грунта, в к-ром их устраивают. Повышение крутизны стенок Ц.о.к. обеспечивают укладкой небольшого слоя бетонной смеси на откосы. Средняя скорость течения воды в Ц.о.к. должна составлять не менее 0,4 м/с. Гидравлич. глубину принимают около 1 м, превышение стенки над уровнем воды — 0,4 м. Параметры Ц.о.к. (требуемый объем, расход кислорода, кол-во избыточного активного ила и т.п.) равны или близки соответствующим параметрам аэрац. ус
тановок на полное окисление. Дозу ила в Ц.о.к. принимают равной 3—4 г/л, среднюю скорость окисления по БПКполн на 1 г беззольного в-ва ила — 6 мг/л, кол-во избыточного активного ила — 0,4 кг на 1 кг снятой БПКполн, уд. расход кислорода — 1,25 мг на 1 мг снятой БПКполн-
Механич. аэраторы устанавливают в начале прямых участков Ц.о.к., их длина должна быть не менее ширины канала по дну и не более ширины поверху. Параметры работы аэраторов принимают по паспортным данным. Иловая смесь из Ц.о.к. в отстойник может выпускаться непрерывно или периодически. Впуск сточных вод в Ц.о.к. осуществляется перед аэратором, выпуск — через регулируемое водовыпускное устройство, выполненное в виде водослива с острой кромкой.
Ц.о.к. малой пропускной способности (до 100 м3/сут) может работать в периодическом режиме: днем в режиме накопления сточных вод, ночью подача сточных вод и работа аэраторов прекращаются, иловая смесь отстаивается, а осветленная вода сливается. Ц.о.к. большей пропускной способности эксплуатируется в непрерывном режиме, иловая смесь из него разделяется во вторичном отстойнике, циркуляц. ил возвращается с помощью насоса. Регулирование погружения стационарного аэратора при изменении уровня иловой смеси в Ц.о.к. осуществляется за счет перемещения кромки водослива выпускного устройства. При использовании плавающих аэраторов с этой целью устанавливают груз на понтон. Преимущества Ц.о.к. — низкая стоимость, простота стр-ва и эксплуатации, недостатки — большая площадь сооружения, ограничение обла-
Генсральный план очистных сооружений с циркуляционным окислит, каналом
■— резервуар технич. воды; 2 — резервуар циркуляц. активного ила; 3 — производственно-вепомо- гат. здание; 4 — приемная камера; 5 — камера водо- выпуска; 6 — решетки-дробилки; 7 — песколовки; 8 — циркуляционный окислит, канал; 9 — контактная емкость; 10 — вторичные отстойники
сти применения по климатич. условиям, необходимость изготовления громоздких аэраторов.
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС — насос, применяемый в замкнутых кольцах системы водяного отопления для искусств. побуждения циркуляции воды. Перемещая относительно большое кол-во воды, развивает сравнительно небольшое давление циркуляционное. Спец. Ц.н., на
Центробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ '1 — корпус; 2 — нагнетательный патрубок; 3 — контрфланец для присоединения трубы; 4 — электродвигательЦентробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ '1 — корпус; 2 — нагнетательный патрубок; 3 — контрфланец для присоединения трубы; 4 — электродвигательпример типа ЦВЦ, — малошумный горизонт. лопастной насос центробежного типа, соединен, в единый блок с электродвигателем, закрепляемый непосредственно на трубе (без фундамента). Включается, как правило, в общую обратную магистраль системы отопления для увеличения срока службы деталей, взаимодействующих с горячей водой (вообще же для создания циркуляции воды в замкнутых кольцах системы отопления месторасположение Ц.н. безразлично). Его мощность определяется кол-вом воды, перемещаемой за данный промежуток времени (подачей насоса, м3/с), и создаваемым повышением давления в потоке воды (давлением циркуляционным, Н/м2, или Па). В технике отопления объемную подачу Ц.н. нагретой воды заменяют массовым расходом (кг/с), не зависящим от темп-ры воды и принимаемым равным общему расходу воды в системе отопления. Давление циркуляционное насоса определяется потерями давления при циркуляции воды за вычетом ес- теств. давления циркуляц., возникающего в вертик. системе отопления, причем потери давления выявляются в результате ее гидравлич. расчета. Ц.н. выбирается т.о., чтобы при необходимых для системы отоп
Центробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ '
1 — корпус; 2 — нагнетательный патрубок; 3 — контрфланец для присоединения трубы; 4 — электродвигатель
Центробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ '
1 — корпус; 2 — нагнетательный патрубок; 3 — контрфланец для присоединения трубы; 4 — электродвигатель
ления расходе воды и давлении циркуляц. он действовал с макс. кпд. Вместо спец, бесфундаментных Ц.н. в системе водяного отопления могут применяться сравнительно высоконапорные центробежные насосы общепромышл. назначения (напр,, типа К). Однако их необходимо устанавливать на фундамент, они создают излишний шум, вызывают вибрацию труб и строит, конструкций здания, при их применении возрастает расход электрич. энергии, требуется обводная труба для сохранения циркуляции при остановке. В обратную магистраль системы водяного отопления принято включать два одинаковых Ц.н., действующих попеременно (при работе одного второй находится в резерве). Присоединение труб к Ц.н. различно для бесфундаментных и общепромышл. насосов. Для последних на схеме показаны обводная труба с задвижкой, нормально закрытой, виброизолирующие вставки в трубы, неподвижные опоры. Фундаменты этих насосов снабжаются также виброизолирующими прокладками и опорами. Легко монтируемые бесфундаментные Ц.н. иногда устанавливаются в системе отопления по одному, при этом резервный насос
Схемы присоединения труб к циркуляционным насосам
а — бесфундаментным; 6 — общепромышленным; 1 — насос; 2 — задвижка; 3 — обратный клапан; 4 — неподвижные опоры; 5 — виброизолирующие вставки; б — обводная труба с задвижкой (нормально закрытой)
Схемы циркуляции воды, пароводяной смеси и пара в котле
а — с естеств. циркуляцией; 6 — с многократной принудит.; в — прямоточном; 2 — пароперегреватель; 2— водяной экономайзер; 3,4 — питат. и циркуляц. насосы; 5 — циркуляц. контур; б — барабан; 7 — испарит, поверхность нагрева
хранится на складе близ теплового пункта, а система оборудуется сигнализацией о состоянии в ней циркуляции воды.
ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОДЫ В КОТЛЕ — движение по трубам парового котла воды и пароводяной смеси. Ц.в. может быть естеств., многократной и однократной принудит. Принудит. Ц.в. создается посредством насосов. Естеств. Ц.в. возможна лишь в барабанных котлах, работающих при давлении ниже критич., и обусловлена разностью плотнрстей воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъемных кипят, и экранных трубах.
ЧАСТНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ВЛАЖНОСТИ — хар-ки состояния влаги п материале, определяющие влагопере- нос, к-рый, как считается, может происходить только при наличии градиентов этих потенциалов. Каждому Ч.п.в. соответствует поток влаги, плотность к-рого Qi, кгАм^с), выражается ур-нием ■
Qi" -AvgradOz,
где 0z — Ч.п.в., °М; ki — коэфф, влагопереноса, соответствующий Ч.п.в. 0/, кг/(м'°С).
Здесь принята условная единица потенциала влажности °М. Конкретные Ч.п.в. имеют конкретные единицы измерения. Общий поток влаги получают суммированием частных потоков:
п
X ^grad5z.
z=l
В качестве конкре тных Ч.п.в. используют упругость водяного пара, влажность материала, в нек-рых моделях — темп-ру, общее давление. В качестве коэфф. влагопереноса используют соответственно коэфф, парощюницаемости (или диффузии), влагопроводности, термоградиентный и фильтрации (или воздухопроницаемости) . Упругость водяного пара может быть представлена как функция влажности и теми-ры материала, поэтому при описании влагопереноса можно обойтись без использования этого Ч.п.в. Каждый коэфф, влагопереноса зависит от частных потенциалов влазчизереноса.
ЧАША ТУАЛЕТНАЯ — сан.-тех- нич. прибор, устанавливаемый в обществ, туалетах для приема выделений человека и отвода их вместе с промывной водой в канализационную сеть. Ч.т. обычно имеет воронкообразную форму и выполняется из керамики, эмалиров. чугуна или нержавеющей стали. Она комплектуется входным и выпускным патрубками, подступами для ног, встроенным или приставным водораспределителем, а также чугунным, кера- мич. или пластмассовым сифоном. Ч.т. из- зютовляют напольные или встраиваемые заподлицо с уровнем пола. Входной патрубок присоединяют с помощью смывной трубы к бачку или крану смывным, a вы-
Чаша туалетная чугунная эмалированная
1 — чаша; 2уступы для ног; 3 -- водораспределитель; •/ — входной па трубок; 5- сифон
пускной — к сифону, соединенному с ка- нализац. сетью. Промзявка Ч.т. осуществляется поступающей из бачка или крана в выззускной патрубок водой, к-рая с по- мощыо водораспределителя омывает чашу и затем через сифон отводится в канализацию. Расход воды, необходимой для промывки, равен 1,6—1,8 л/с, объем воды на одну промывку — 6—8 л. Ч.т. имеет следующие размерзя, мм: длина 550—740, ширина 410—620 и высота 185—230.
.ШАНЦЫ — сквозные каналы под поддувалом, установл. на полу (безфундамента) отопительной печи, устраняющие перегревание пола благодаря циркуляции через них воздуха помещения.
ШАХТА ВЫТЯЖНАЯ — часть вытяжной вентиляционной системы, через к-рую загрязн. вентиляц. воздух выбрасывают в атмосферу. Представляет собой вертик. канал или воздуховод, поднимающийся выше плоскости кровли (покрытия). В системах с естеств. побуждением движения воздуха Ш.в. должны быть утепл. Для предотвращения попадания дождевых капель в шахту над выходным отверстием устанавливают зонт. В системе с естеств. побуждением движения воздуха на выходе из шахты целесообразно устанавливать дефлектор. При ветре он создает в устье шахты разрежение, усиливает тягу, но гл. обр., препятствует "опрокидыванию" потока воздуха в шахте. При расчете разрежение, создаваемое ветром, обычно не учитывают. Для общеобменных и местных систем с искусств, побуждением движения воздуха, удаляющих вредные в-ва 1 - и 2-го классов опасности или неприятно пахнущие в-ва, вы-
Дефлектор НАГИ
Do — диаметр подводящего патрубка
брос воздуха предусматривают через шахты без зонтов и дефлекторов. Это т.н. факельный выброс, с помощью к-рого загрязн. воздух забрасывают на значит, высоту. Ш.в., как правило, снабжены клапанами, управление к-рыми доступно для персонала. При размещении Ш.в. на кровле здания учитывают миним. допустимое расстояние до места расположения воздухозабора приточной системы, к-рое по горизонтали составляет 10, а по вертикали — б м. Высота устья обычной шахты над кровлей — 1 м, а устья шахты с факельным выбросом — не менее 2 м над высшей точкой кровли. Ш.в. для аварийных вытяжных систем поднимают не менее 3 м от уровня земли.
ШАХТНО-МЕЛЬНИЧНАЯ ТОПКА — камерная топка с молотковой мельницей и шахтным (гравитац.) сепаратором. Используют для сжигания фрезерного торфа, бурых углей и горючих сланцев во взвеш. состоянии без применения сложных пылеприготовит. систем и горелочных устройств. Топливо, измельченное в мельнице, установл. в нижней части вертик. шахты, транспортируется в топочную камеру подсушивающим горячим воздухом. Топливо подсушивается в процессе размола в мельнице горячим воздухом, к-рый подается дутьевым вентилятором из воздухоподогревателя. Готовая пыль из шахты или сепаратора выносится в топку через амбразуру, а крупные недо- молотые частицы возвращаются в мельницу. Достоинства Ш.-м.т. — компактность, простота, меньшие по сравнению с др. пылеприготовит. системами стоимость оборудования и расход электроэнергии на пылеприготовление.
"ШИБЕР — устройство для регулирования расхода воздуха в воздуховоде вентиляц. сети, выполн. в виде передвижной заслонки, изменяющей площадь живого сечения воздуховода вплоть до полного его перекрытия.
ШЛАК ТОПЛИВНЫЙ (от нем. Schlacke) — очаговые остатки, образующиеся при сжигании твердого топлива в топках котлов-, частицы золы, спекшиеся или сплавл. в куски. Ш.т. находит широкое применение в стр-ве: гра- нулиров. Ш.т. используют для получения шлакопортландцемента, из шлаковых расплавов вырабатывают минер, вату, шлаковую пемзу, шлаковое литье и шла- коситаллы; Ш.т. применяют в качестве заполнителя для бетонов в дорожном стр-ве; из Ш.т. можно получать аглопорит.
ШЛАКОВАНИЕ ТОПОК — образование шлаковой пленки или шлаковых наростов (прилипание размягч. частиц золы) на обмуровке топочных стен, экран
ных трубах и конвективных поверхностях нагрева, располож. в выходном сечении . топки (см. Топка, Камерная топка); за- плавление шлаком колосниковых решеток в слоевых топках. Частицы золы могут прилипать к поверхностям, имеющим темп-ру выше темп-ры спекания золы, поэтому чаще всего Ш.т. начинается на участках обмуровки, не закрытых экранными трубами. Наиболее интенсивное шлакование труб наблюдается вблизи горелочных устройств и на экранных трубах при плохой аэродинамике топочной камеры. Существуют активные и профи- лактич. средства защиты от шлакования поверхностей нагрева. Активные предусматривают предотвращение или снижение механич. прочности отложений: применение присадок, добавляемых в топливо перед его сжиганием; спец, способов сжигания, а также спец, поверхностей нагрева. Профилактич. включают различные способы очистки поверхностей нагрева от наружных отложений: обдувку котла, обмывку перегретой водой, вибрационную очистку котла и др.
ШЛАКОУДАЛЕНИЕ — удаление из-топки котла очаговых остатков, образующихся при сжигании твердого топлива. Различают топки с жидким Ш., в к-рых шлак в расплавленном состоянии вытекает тонкими струями в ванну с водой, и топки с сухим Ш., в к-рых шлак в твердом состоянии выпадает в шлаковый бункер, откуда периодически удаляется через затвор. Дальнейшее его транспортирование осуществляется обычно совместно с летучей золой (см. Золоудаление), собираемой в газоочистных устройствах. На электростанциях шлак удаляют гидравлич. способом: он поступает в шлакосмывную шахту, затем попадает в дробилку, откуда через решетку и метал- лоуловитель подается в багерные насосы либо в эжекторные гидроаппараты (напр., гидроаппарат системы Москалькова), к- рые подают пульпу (смесь шлака и золы с водой) на золоотвал. Во мн. случаях применяют раздельное удаление: шлака гидравлич. способом, золы пневматич. В небольших котельных применяют вакуумное удаление золы и шлака.
ШЛАМ (нем. Schlamm, буквально — грязь) — 1) совокупность плохо растворимых соединений, выпадающих в осадок в процессе улучшения качества природной воды (осветление, умягчение и т.п.), а также при обработке котловой воды осадит, реагентами (антинакипина- ми), предотвращающими осаждение накипи на поверхностях нагрева. В составе Ш. обнаруживают гидраты окиси алюминия, железа и магния, гидрат закцси железа, карбонат кальция, глину и органич. в-ва. Состав Ш. зависит от каче-
ства обрабатываемой воды и вида применяемых реагентов; 2) осадок в виде мелких твердых частиц, выделяющихся при отстаивании или фильтровании жидкости.
ШТЫБ (от нем. Staub — пыль) — каменный уголь с частицами размером менее 6 мм. .
ШУМОГЛУШИТЕЛЬ -- устройство, предназнач. для снижения шума от работающих вентиляц. установок до допустимого уровня. Шум — нежелательный звук. Защиту помещений от него предусматривают разл. способами, один из них — установка Ш., являющегося элементом приточных и вытяжных вентиляц. установок. Ш. устанавливают между вентилятором и началом магистр, воздуховода. Если транзитные воздуховоды пересекают помещения с высоким уровнем шума, то Ш. монтируют на участках вентиляционной системы, располож. за этими помещениями. В нек-рых случаях целесообразно Ш. ставить непосредственно перед воздухораспределителями. Ш. используют и в вытяжных системах с ме- ханич. побуждением движения воздуха для защиты обслуживаемого помещения и снижения уровня шума, поступающего от установки наружу. В этом случае на каждой вентиляц. системе ставят 2 Ш. — до и после вентилятора. В системах естеств. вентиляции Ш. не устанавливают. Исключение представляют устройства для организов. естеств. притока в зданиях,
Схемы конструкций шумоглушителей
а — пластинчатый; б, в — трубчатые прямоуг. и круглого сечений; г — цилиндрический; д — комбинированный; 1 — кожух шумоглушителя; 2 — звукопоглощающие пластины; 3 — каналы для прохода воздуха; 4 — слой звукопоглощающего материала; 5 —■ цилиндр из звукопоглощающего материала; б— стенка воздуховода; 7— внутр, облицовка воздуховода звукопоглощающим материалом
располож. в шумном р-не, т.е. когда необходимо защитить помещение от вшщш: шума, проникающего через вентиляц. каналы и отверстия. Кроме установки Ш., поглощающих т.н. воздушный шум, в вентиляц. системах для борьбы со структурным шумом, передающимся по воздуховодам и строит, конструкциям, предусматривают звуке- и виброизоляцию.
Необходимость установки III. в вентиляц. системе подтверждается спец, акустич. расчетом ее. Расчет Ш. сводится к выявлению допустимого уровня звукового давления в помещении, ближайшем к вентиляц. установке (по схеме вентиляц. сети). Затем спец, расчетом, учитывающим акустич. помещения, устанавливают допустимый уровень звуковой мощности на выходе из воздухораспределителя (входе в вытяжное отверстие). Уровень звуковой мощности вентилятора определяется его типом, расчетными расходом и давлением. Уровень звуковой мощности при прохождении воздуха по воздуховодам и каналам снижается. Поэтому при определении расчетного уровня звуковой мощности на выходе (входе) воздуха из помещения учитывают снижение шума в местных сопротивлениях и по длине отд. участков системы. Если расчетный уровень звуковой мощности выше допустимого на выходе (входе), то необходима установка Ш., поглощающего излишний уровень звуковой мощности. Учитывая зависимость акустических хар- к помещения, вентилятора, вентиляц. каналов и Ш. от частотной хар-ки шума, акустич. расчет проводят для всех восьми октав (по среднеквадратич. частоте) в диапазоне частот, улавливаемых ухом человека.
Конструктивное оформление Ш. разнообразно: камерные, пластинчатые, трубчатые, цилиндрич. в виде вкладышей, комбиниров. Гл. их особенность — наличие развитых поверхностей, облицов.
звукопоглощающим материалом (пористые волокнистые маты, мягкие плиты или засыпки). Для защиты от ме- ханич. повреждения слой звукопоглощающего материала закрывают экраном из перфориров. листов металла или пластмассы. Обычно толщина слоя звукопоглощающего материала 50—100 мм. Для предотвращения высыпания волокнистых материалов через отверстия перфорации между экраном и звукопоглощающим материалом помещают слой тонкой акустически прозрачной стеклоткани. Выбор типа Ш. зависит от размеров воздуховода, допускаемой скорости потока воздуха, места установки и требуемого снижения шума. Напр., трубчатые Ш. используют для воздуховодов размером до 500x500 мм. При больших размерах целесообразнее пластинчатые или камерные Ш.
ШУМОПОГЛОЩЕНИЕ В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ — мероприятия по защите обслуживаемых помещений от шума, создаваемого вентилятором. Воздействие на организм человека шума зависит от спектрального состава последнего. Значения предельно допустимых уровней звукового давления регламентируют госстандартами в октавных полосах частот со среднегеометрич. частотами 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц. Осн. источниками шума в системах являются вентиляторы, арматура кдросселъ-клапаны, шиберы, задвижки и т.п.), фасонные элементы и распределит, устройства. При работе вентилятора различают: механич. шум в результате вращения отд. деталей и узлов с неуравно- веш. массами; аэродинамич. шум, возникающий при больших скоростях движения газообразных сред. Для вентилятора характерно существование двух независимых путей распространения шума: по воздуховодам на всасывании и нагнетании и через стенки корпуса в окружающее пространство. Уровень звуковой мощности, излучаемой вентилятором в воздуховод всасывания или нагнетания, может быть выражен через полное давление Р и расход воздуха L соотношением Lp т -HgP + 101gL+3 , где 5 — поправка на режим работы вентилятора, дБ, в зависимости от кпд вентилятора; т — критерий шумности, дБ, зависящий от типа и конструкции вентилятора.
Для зданий и помещений, обслуживаемых вентиляц. системами, после выбора типа вентилятора и места его установки, определения схемы вентиляц. системы, ее расположения, оптим. скорости движения воздуха в воздуховодах и размеров их поперечных сечений проводится акустич. расчет системы вентиляции, включающий определение
уровней звукового давления в расчетных точках, требуемое его снижение до допустимых значений, выбор средств для достижения этого. Расчетные точки располагают на месте установки вентилятора, в помещениях или зонах, граничащих с ним, в помещениях, обслуживаемых системой, на ближайших к источникам шума рабочих местах или в зоне пост, пребывания людей (на высоте 1,2—1,5 м от пола), в помещениях, где воздуховоды проходят транзитом, на прилегающих территориях. Октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетных точках помещения, в к-ром имеется один источник шума,находят по ф-ле L - Lp + 101g‘x х(Ф/2лА4и/5), где г — расстояние от источника шума до расчетной точки, м; Ф — фактор направленности излучения шума источником — воздухораспределителем или вытяжным устройством; у —коэфф., учитывающий форму помещения; В — постоянная помещения, м2, к-рую следует определять по ф-ле В” -Siooo^ (здесь Siooo — постоянная помещения м2, на среднегеометрич. частоте 1 000 Гц, определяемая в зависимости от объема W, м3, и типа помещения; р. — частотный множитель).
Уровни звукового давления в расчетной точке от неск. одновременно действующих источников определяют энергетич. суммированием по ф-ле Асум- п .
“ 101g( 2 100,1L1), где п — число склады- (=1
ваемых величин.
Требуемое снижение октавных уровней звукового давления Lrp вычисляют отд. для каждого источника шума, если в расчетную точку поступает шум от неск. источников. Для единичного источника должно выполняться условие: A Lrp “ L - - Адоп', для п источников A Lrp.i " L; - -Laon+ lOlgn, где L и Li — октавные уровни звукового давления, дБ, создаваемые соответственно одним или отд. взятым из неск. источников в расчетной точке; Адоп — допустимый октавный уровень звукового давления, дБ.
Для снижения шума, распространяющегося от вентилятора в окружающее пространство, используют звукоизолирующий корпус, от вентилятора, расположенного в камере,, — звукопоглощающую облицовку строит, ограждений: для защиты от шума пол камеры выполняют на упругом основании. Выбор типа и конструкции глушителя для снижения шума, распространяющегося по воздуховодам, определяется его частотным составом, требуемым снижением его уровня, размерами присоединит, воздуховода, допустимой скоростью воздушного потока и местом для установки глушителя, к-рый сам должен иметь незначит. сопротивление проходу воздуха. Применяют глушители след, типов: камерные со звукопоглощающим материалом (ЗПМ) по внутр, поверхностям (несоосные и соосные); камерные соосные без ЗПМ; активного типа (трубчатые и пластинчатые); экранные. Простейший вид глушителя — канал, облицов. звукопоглощающим материалом.
В общем случае трубчатые глушители целесообразно применять при размерах воздуховодов до 500x500 мм (диаметр 500 мм). При больших размерах целесооб- разнее пластинчатые или камерные глушители. Пластинчатые следует выполнять из звукопоглощающих пластин, устанавливаемых паралл. направлению потока на нек-ром расстоянии одна от др. в общем кожухе. Эффективность пластинчатых глушителей не зависит от числа и высоты пластин и схемы их компоновки. Длина глушителя не должна превышать 2 м. При расчетной длине более 3 м его необходимо разделить на две части, при этом длина воздуховода между ними не должна быть менее 800 мм. Необходимое свободное сечение глушителя определяют по ф-ле Рев - L/удоп, где L — объемный расход воздуха через глушитель, м3; Удоп — допустимая скорость воздуха в глушителе, м/с, зависящая от потерь давления, конструкции защитного покрытия звукопоглотителя, уровня звуковой мощности собств. шумообразования в глушителе. Допустимый уровень звука Уз зависит от допустимой скорости воздуха Удоп'.
Уз, дБ 30 40 50 55 80
Удоп, м/с 4 6 8 10 15
Необходимая акустич. эффективность обеспечивается установкой одного или неск. глушителей (эффективность глушителей активного типа не зависит от места установки). Аэ- родинамич. сопротивление глушителя рассчитывают по стандартной методике.
Схема воздухо-воздушного эжектораСхема воздухо-воздушного эжектора1—всасывающий воздуховоду 2 — воздуховод эжектирующего воздуха; 3 — сопло; 4 — смесит, труба (горловина эжектора); 5 — диффузор; б — воздуховод, транспортирующий смесь; £эж, Доте, Дем— расходы воздуха соответственно эжектирующего, отсасываемого и смеси1—всасывающий воздуховоду 2 — воздуховод эжектирующего воздуха; 3 — сопло; 4 — смесит, труба (горловина эжектора); 5 — диффузор; б — воздуховод, транспортирующий смесь; £эж, Доте, Дем— расходы воздуха соответственно эжектирующего, отсасываемого и смеси
Схема воздухо-воздушного эжектора
Схема воздухо-воздушного эжектора
1—всасывающий воздуховоду 2 — воздуховод эжектирующего воздуха; 3 — сопло; 4 — смесит, труба (горловина эжектора); 5 — диффузор; б — воздуховод, транспортирующий смесь; £эж, Доте, Дем— расходы воздуха соответственно эжектирующего, отсасываемого и смеси
1—всасывающий воздуховоду 2 — воздуховод эжектирующего воздуха; 3 — сопло; 4 — смесит, труба (горловина эжектора); 5 — диффузор; б — воздуховод, транспортирующий смесь; £эж, Доте, Дем— расходы воздуха соответственно эжектирующего, отсасываемого и смеси
ЭЖЕКТОР (франц, ejecteur от ejecter — выбрасывать) — один из видов струйного нагнетателя, в к-ром процесс смешивания двух сред сопровождается передачей кинетич. энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к др., вовлекаемой в движение. Теорию эжекции и методы расчета струйных аппаратов для вентиляционных систем и отопления разрабатывали П.Н.Каменев (1891 — 1973), С.Е.Бутаков (1906— 1968), Г.Н.Абрамович и др. Струйные нагнетатели в виде инжектора и гидроэлеватора предназначены для подъема и перемещения жидкости по трубам. Э. применяется для отсасывания и выброса в
атмосферу взрыво- и пожароопасных и агрессивных газов и паров (когда нельзя воспользоваться вентилятором). По всасывающему воздуховоду отсасываемый из укрытия или помещения воздух поднимается за счет разрежения, создаваемого струей эжектирующего воздуха. В горловине происходят перемешивание и передача кинетич. энергии к эжектируе- мому воздуху, в диффузоре — преобразование кинетич. энергии смеси в потенц. энергию, т.е. повышение статич. давления и снижение скорости воздуха (что необходимо для снижения потери давления при транспортировании смеси). Для Э. характерны низкие кпд.
Э. нашли применение в системах местной вытяжной вентиляции (при транспортировании агрессивных и взрывоопасных сред) — производств, здания; многоэтажные здания и.-и. ин-тов хим. профиля.
ЭЖЕКЦИОНИАЯ ГОРЕЛКА — горелка полного предварит, смешения газа с воздухом, подача к-рого осуществляется за счет кинетич. энергии струи газа, истекающего из сопла, а подготовка однородной газовоздушной смеси происходит в эжекц. смесителях (эжекторах). Э.г. различают: по давлению — низкого (до 5 кПа) и среднего; по числу факелов — однофакельные и многофакельные (с рас- пределит. коллектором); по числу сопел — односопловые и многосопловые; по расположению сопел — с центр, и периферийным расположением. Э.г. состоит из газового сопла, эжекц.
смесителя, головки горелки (насадки) и регулятора воздуха (воздушная заслонка). Сопло — спец, профилиров. канал (сужающийся в направлении движения потока), к-рый применяется для увеличения скорости потока. Оно подает в горелку определ. кол-во газа и преобразует потенц. энергию газа в кинетич. энергию газовой струи, придает струе определ. форму и направление (при перепаде давления в сопле 1470 Па скорость истечения составляет ~50 м/с). Эжекц. смеситель обеспечивает образование однородной газовоздушной смеси, выравнивание концентраций и скорости смеси по сечению горелки, создает необходимое избыточное давление, достаточное для преодоления гидравлич. сопротивления головки горелки и противодавления в топке. Эжекторы просты по конструкции и надежны в эксплуатации, выполняются в виде системы, состоящей из камеры смешения, горловины и диффузора, или в виде цилиндрич. трубы. Газ выходит из сопла с большой скоростью и поступает в камеру смешения. Воздух засасывается (эжектируется) энергией газовой струи, при этом скорость подсасываемого воздуха соизмерима со скоростью газа. Из камеры сжигания газовоздушный поток поступает в диффузор, где значение статич. давления возрастает до требуемого. От отношения диаметров горловины и сопла зависит коэфф. эжекции горелки, к-рый определяется как отношение объема воздуха, засасываемого эжектором за определ. время, к объему газа, истекающего через сопло в то же время. Головка горелки (насадок) служит для подачи газо-
Горслки ИГК (с пластинчатым стабилизатором)
а — четырехсопловая; 6 — односопловая; 1 — пластинчатый стабилизатор; 2 — эжекционныЙ смеситель; 3 — регулятор воздуха; "4 — газовое сопло; 5 — стержни, предотвращающие отрыв воздуха; б— пластины, предохраняющие от проскока пламени
воздушной смеси в зону горения. Она может иметь разл. форму и конструктивно совмещаться со стабилизатором (напр., пластинчатым или кольцевым). Регулятор воздуха служит для регулирования кол-ва воздуха, поступающего в смеситель. Обычно он изготовляется в виде воздухорегулируемой шайбы или заслонки и может выполнять функции шумоглушителя.
Э.г. полного предварит, смешения газа с воздухом работают на среднем давлении Рг* 10...90 кПа с коэфф, избытка воздуха а - 1,05... 1,1. Достоинства Э.г.г использование энергии газа для подсоса воздуха; подготовка газовоздушной смеси; простота эксплуатации и надежность в работе; недостатки: необходимость строгого размещения газового сопла по оси горелки (для односопловых горелок); значит, геометрич. размеры (длина) при больших тепловых мощностях; высокий уровень шума.
Э.г. с пластинчатым стабилизатором типа ИГК предназначены для сжигания природного газа в топках чугунных секц. котлов и др. теплогенераторов, работающих под разрежением 10—20 Па. Разработано 7 типоразмеров Э.г. тепловой мощностью 78—2200 кВт (произв-стью 8 — 230 м3/ч) с номин. давлением газа РГ” - 70 кПа и коэфф, избытка воздуха а ~ - 1,02...1,1. Э.г. тепловой мощностью до
Горелки типа БИГ а — схема установки в кладке котла; б, в, г — горелки соответственно трехрядная, двухрядная и однорядная; 1 — керамический стабилизирующий тоннель; 2—набивка из огнеупорной массы между элементами-смесителями; 3 — горелка; 4 — шумопоглощающая прокладка; 5 — шторка из прозрачного материала; б — подводящий газопровод
820 кВт выполнены односопловыми (с центр, подачей газа), большей мощностью — четырехсопловыми, что позволило уменьшить размеры эжекц. смесителя. С црлью расширения диапазона рабочего регулирования в этих горелках в конце диффузора установлен пластинчатый стабилизатор. Он представляет собой пакет, собранный из стальных пластин толщиной 0,5 мм с расстояниями между ними 1,5 мм (для природного газа), что исключает возможность проскока пламени внутрь горелки. Пластины в пакете насажены на стержни диаметром 3 мм, за к-рыми образуются обратные токи продуктов сгорания газа, предотвращающие отрыв пламени. Пластинчатые стабилизаторы имеют диапазон регулирования по давлению от 5 до 70 кПа, а коэфф. рабочего регулирования — от 3 (для ИГК-6) до 6,4 (для ИГК4-150). Длина факела зависит от типоразмера горелки: для ИГК1-6 — 116, ИГК4-50 — 1500 мм. Недостатки Э.г. этого типа: возможность применения только для теплогенераторов, работающих под разрежением, т.к. наличие противодавления в топке приводит к снижению эжекц. способности горелки, что может привести к перегреву и разрушению пластин; опасность для отключ. горелок перегрева и деформации пластин в результате излучения кладки
или работающих горелок. Поэтому при отключении Э.г. регулятор воздуха оставляют открытым. Содержание оксидов азота у чугунных секц. котлов, оборудованных горелками ИГК, составляет 160 мг/м.
Э.г. среднего давления с кольцевым стабилизатором предназначены для сжигания сжиж., природного и искусств, газов, а также их смесей с низшей теплотой сгорания 17 — 105 МДж/м3 и применяются в топках небольших котлов и разл. нагреват. устройствах. Имеют такие же хар-ки, что и горелки ИГК. Кольцо стабилизатора выполняют из жаропрочного чугуна и надевают на диффузор эжекц. смесителя. Принцип работы кольцевого стабилизатора: газовоздушная смесь в насадке разделяется на две части, большая из к-рых истекает из центр, отверстия в топку, меньшая через 40 отверстий малого диаметра попадает в кольцевой зазор по периферии центр, отверстия. Площадь поперечного сечения кольцевого зазора значит, больше суммарной площади отверстий, поэтому при малой скорости истечения газовоздушной смеси из щели образуется кольцевое пламя, подвигающее осн. струю. Э.г. этого типа устойчиво работают (без отрыва пламени) при избыточном давлении газа до 147 кПа. .
Э.г. блочные (тип БИГ) — горелки среднего давления с периферийной подачей газа, предназначенные для сжигания природного газа. Их устанавливают в топках котлов, работающих под разрежением 5—30 Па. Эти горелки представляют собой скомпонованные в блоки цилиндрич. элементы — смесители диаметром 483,5 и длиной 290 мм, объединенные общим газовым коллектором. Их изготовляют однорядными с тепловой мощностью 100— 2110 кВт (БИГ-1), двухрядными — 580— 1535 кВт (БИГ-2) и трехрядными — 2010—2300 кВт (БИГ-3). Номин. давление газа — 80 кПа, коэфф, избытка воздуха а - 1,02, номин. длина факела — 1500 мм. Газ в каждый смеситель подводят через 4 периферийных сопла диаметром 1,5 мм, выполненных в виде косых сверлений в стенках смесителя под углом 25° к их оси. Такая подача газа, а также отсутствие воздушно-регулировочной заслонки улучшают условия эжекции воздуха и обеспечивают более широкий диапазон регулирования тепловой мощности горелки, к-рый равен 3,5. Блок горелок футеруется огнеупорной массой, а на их выходе располагается тоннель — стабилизатор глубиной 100 мм. Горелки полностью размещаются в пределах обмуровки котла толщиной 510 мм. Работают без хим. неполноты сгорания. Содержание' оксидов азота составляет 150—180 мг/м3. Эти горелки создают шум более низкого уровня, чем грелки с центрально располо-
женным соплом. Требуется точное их изготовление, т.к. отклонения диаметров сопел, угла расположения их относительно оси горелки и размеров стабилизирующего тоннеля от расчетных ухудшают эжекц. способность и устойчивость работы.
ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ДИАМЕТР ВОЗДУХОВОДА — диаметр круглого воздуховода, в к-ром потеря давления на трение при одинаковой длине равна его потере в прямоугольном воздуховоде. Необходимость введения Э.д.в. возникает при проведении аэродинамич. расчета систем с прямоуг. воздуховодами с помощью таблиц или номограмм, составл. для круглых воздуховодов. Известны 3 варианта методич. приемов по расчету Э.д.в.: по скорости dM, по расходу dv и по площади поперечного сечения dt. Каждый из этих параметров определ. образом связан с размерами поперечного сечения воздуховода а и Ь, и для каждого существует свой способ пользования расчетными таблицами и номограммами. Конечный результат — потеря давления на трение, естественно, не зависит от выбора способа определения Э.д.в. Э.д.в. прямоуг. воздуховода по скорости дм определяют из условия, что уд. потери в круглом Лкр и прямоуг. ЛПр воздуховодах равны при равенстве скорости воздуха в нихуКр ■■ vnp. Если условие jRKp" ЛПр запишем, используя зависимость Дарси — Вейсбаха, то получим дм - lob! (a + b).
При определении уд. потери давления на трение по таблице или номограмме используют лишь дм и vo, не принимая во внимание расход воздуха в круглом воздуховоде, к-рый в этом случае не совпадает с фактич. Способ расчета потери давления на трение по Э.д.в. по скорости наиболее прост и поэтому широко используется на практике во всем мире. Э.д.в. прямоуг. воздуховода по расходу дк определяют из условия -Ккр ■ 1?пр при равенстве расходов воздуха в круглом £Кр и прямоуг. £пр воздуховодах. Выразив скорости воздуха через эти расходы и подставив их в ур-ние Дарси — Вейсбаха, получим db" -1,265 N^/a+У). .
Чтобы найти уд. потерю давления на трение в прямоуг. воздуховоде по таблице или номограмме, следует воспользоваться значениями ди и £Пр, не принимая скорость во внимание, т.к. в этом случае Укр * vnp. Э.д.в. прямоуг. воздуховода по площади поперечного сечения df определяют из условия равенства площади сечений прямоуг. и круглого воздуховодов: д/- ЪГаБТл. Значение Лпр при этом вычисляют по ф-ле .Rnp" ^табл'т, где Ятабл — табличное значение уд. потери давления на трение в круглом воздуховоде при df и Упр или £Пр, т.е. при фактич. ско
рости и расходе воздуха; m — коэфф., учитывающий форму воздуховода и 'зависящий от соотношения а и b (обычно вычисляется или определяется по спец, номограмме). Для вычисления его пользуются отношением фактич. потери давления в прямоуг. воздуховоде к соответствующей его потере в круглом воздуховоде диаметром д/. Применив формулу Дарси — Вейсбаха, получим аналитич. выражение коэфф, т - (а + Ь)/ '/лаБ.
Э.д.в. по скорости и площади поперечного сечения применяют для прямых задач аэродинамич. расчета (см. Лэ- родинамика систем вентиляции). Э.д.в. по расходу, предложенный П.Н.Камене- вым, целесообразно использовать при решении обратной задачи.
ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ДИАМЕТР ТРАНСПОРТИРУЕМОЙ ЧАСТИЦЫ МАТЕРИАЛА — диаметр условной шарообразной частицы, скорость витания к-рой равна скорости витания действит. частицы, имеющей произвольную форму.
ЭКОНОМАЙЗЕР (англ, economizer) — элемент котла (см. Водяной экономайзер). "
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — соотношение результатов ее внедрения и затрат на нее. Автоматизация систем теплоснабжения, обеспечивающая повышение эффективности управления ими, требует определ. капит; и эксплуатац. затрат. При их обосновании следует иметь в виду, что ряд технология, процессов и оборудования систем теплоснабжения (подпитка тепловых сетей, транспортирование теплоносителя в тепловых сетях без его вскипания, заполненность систем отопления водой и др.) не могут быть реализованы и нормально функционировать без соответствующей автоматизации регулирования, защиты и управления. К ней относятся автоматизация защиты тепловых сетей, автоматич, регулирование гидравлич. режимов работы тепловых пунктов (см. Автоматизация тепловых пунктов, Автоматизация насосных станций теплоснабжения). Поэтому при расчете Э.э.а.т. рассматривают результаты внедрения средств автоматич, регулирования отпуска на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в тепловых пунктах зданий, внедрения средств автоматизации управления работой агрегатов на источнике теплоты и сооружениях тепловых сетей. Э.э.а.т. определяют расчетом. Необходимые для него значения экономии ресурсов принимают по данным, полученным из опыта эксплуатации автоматизиров. ■ систем теплоснабжения. Автоматизация сооружений теп
ловых сетей и тепловых -пунктов, относящихся к инж. оборудованию соврем, городов, позволяет получить: экономию теплоты на отопление зданий за счет устранения перегрева помещений в осенневесенний период отопительного сезона, когда по условиям обеспечения нагрузки горячего водоснабжения темп-pa сетевой воды в источнике теплоты поддерживается пост, и превышающей потребную для систем отопления; экономию теплоты на отопление зданий с пофасадно-раздел. системой отопления за счет пофасадного регулирования отпуска теплоты с учетом влияния солнечной радиации, направления и скорости ветра, внутр, теплопо- ступлений; экономию теплоты на отопление зданий за счет снижения ее отпуска в ночное время и нерабочие дни (для обществ, и пром, зданий); снижение потерь теплоты в системе горячего водоснабжения за счет уменьшения темп-ры воды ночью; снижение расхода электроэнергии на перекачку сетевого теплоносителя за счет уменьшения расхода сетевой воды в связи с экономией теплоты на отопление и горячее водоснабжение, а также на привод сетевых насосов вследствие сокращения расхода воды и снижение затрат на ремонт тепловых сетей из-за уменьшения корроз. повреждений за счет отпуска теплоты из теплоисточника (р-ной котельной) по графику с пост, темп-рой в течение всего сезона.
ЭКСГАУСТЕР (англ, exhauster, от exhaust — высасывать, затягивать) -~ устарев. название вентилятора (как правило, центробежного), работающего на всасывание и предназнач. для удаления пыли, дымовых газов и др. вредных примесей из производств, помещений, а также используемого в системах пневмотранспорта для удаления отходов нек-рых отраслей пром-сти.
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ВЛАЖНОСТЬ —- хар-ка материала ограждающей конструкции при определ. условиях ее эксплуатации, используемая в тепло- технич. расчетах ограждающих конструкций. Под Э.в. понимают среднюю влажность материала в конструкции, достигаемую при ее длит, эксплуатации. Эта влажность зависит от климатич. условий р-на стр-ва, темп-рно-влажностно- го режима помещения и конструктивных особенностей ограждения. При определении расчетных значенийЭ.в. материала последней зависимостью пренебрегают (в нормах). Климатич. условия на территории страны разделяют на 3 зоны — влажную, нормальную и сухую. Темп- рно-влажностный режим помещения подразделяют на мокрый, влажный, нормальный и сухой. Предусмотренные нррмами условия эксплуатации конструкций А или
Б принимают в зависимости от сочетания климатич. зоны влажности и темп-рно- влажностного режима помещения. Для этих двух условий эксплуатации определяют расчетные значения Э.в. материалов. В качестве первого приближения можно считать, что расчетная влажность материала при условиях эксплуатации Б равна макс, сорбц. влажности (при <р - 97 %),а при условиях эксплуатации А — десорбц. влажности (при <р -80—90%).
. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ — комплекс организац.-технич. мероприятий, обеспечивающих поддержание газопроводов и сооружений на них в работоспособном состоянии и бесперебойное снабжение потребителей газом на срок полной амортизации газовых сетей. Амортизац. срок начинается с момента приемки газопровода, к-рая производится в соответствии с действующими нормами и правилами. К технич. мероприятиям Э.г.с. относятся: технич. обслуживание; плановые и аварийно-восстановит. ремонты. Технич. обслуживание включает след, виды работ: наблюдение за состоянием газопроводов и средств электрозащиты, устранение - мелких неисправностей, возникающих в процессе Э.г.с.; периодич. обследование газопроводов; изменение давления газа в сети и электропотенциалов на подземных газопроводах. К плановым ремонтам относятся текущий и капит. ремонты: Аварийно-восстановит. работы являются внеплановыми, и необходимость в них возникает вследствие механич. повреждений газопроводов при производстве земляных и др, строит, работ; коррозии газопроводов; разрывов сварных швов, а также при неудовлетворит. Э.г.с.
Наблюдение за состоянием наружных газопроводов и сооружений на них осуществляется путем систематич. обхода трасс газопровода. Наружным осмотром трассы проверяют загазованность колодцев и контрольных трубок, а также наличие газа в колодцах др. подземных сооружений, располож. на расстоянии до 15 м от оси газопровода. При осмотре проверяют действие арматуры и производят мелкий ремонт оборудования. Для контроля состояния подземных газопроводов применяют приборный метод их обследования, к-рый проводят не реже 1 раза в 5 лет. Он включает в себя проверку состояния изоляц. покрытия и его герметичности (плотности).Контроль состояния изоляц. покрытия газопровода осуществляют с помощью аппаратуры без вскрытия грунта и дорожного покрытия.
Плановый ремонт газопроводов — осн. мероприятие для поддержания или восстановления первонач. эксплуатац. качеств газопроводов. Все работы по текуще
му ремонту можно разделить на две группы: 1) профилактич. ремонт, целесообразность к-рого выявляют в процессе обслуживания, планируемый заранее по объему и времени его выполнения (ремонты разрывов стыков вваркой катушек, отд. мест повреждений изоляции, усиление сварных стыков; устранение провиса газопроводов; снежно-ледяных, кристаллогидратных закупорок с удалением конденсата) ; 2) непредвиденный ремонт, выполняемый в срочном порядке и заключающийся в быстром исправлении повреждений, к-рые не могли быть заранее обнаружены и устранены при профилактич. ремонте или возникли после его выполнения, а задержка с устра- иением этих повреждений может привести к серьезным авариям. При неудовлетворит. состоянии газопровода, сильной коррозии, повреждениях большого числа соединений и засорении труб производят капит. ремонт, к-рый включает замену изнош. конструкций, узлов и деталей, ремонт повреждений изоляции с восстановлением стенки трубы. Ремонт гор. газопроводов с давлением до 0,3 и межпоселковых с давлением до 0,6 МПа производят протяжкой внутри них полиэтиленовых труб. При ремонте принимается, что кольцевой зазор между стальной и полиэтиленовой трубами должен быть не менее 20 мм. После протаскивания полиэтиленовый газопровод испытывают на прочность и плотность в соответствии с действующими нормами.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОИСПОЛЬЗУЮЩИХ АГРЕГАТОВ — пуск, наладка, оптимизация режима работы, обслуживание и ремонт агрегатов с целью обеспечения их оптим. и безаварийной работы. Эксплуатация газопроводов, газового оборудования и горелок включает след, виды работ: пусковая наладка; технич. обслуживание; плановые текущие, капит. и аварийно-восстановит. ремонты. К моменту пуска газоиспользующего агрегата необходимо произвести наружный осмотр и проверку состояния топки и обмуровки агрегата, экономайзера, газопроводов, горелок газовых, тягодутьевых машин, газоходов и воздуховодов, предохранит, и взрывных клапанов, средств измерений и автоматики. При пуске газоиспользующего агрегата производится наладка газогорелочных устройств и автоматики. В объем наладочных работ входят продувка газопроводов газом до вытеснения всего воздуха, настройка оборудования газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), регулирование работы горелок, а при первичном пуске — сушка агрегата. Первым этапом работы являются пуск местной ГРУ и продувка газопроводов до горелок. В процессе пуска ГРУ на
страивают регулятор давления газа и предохранит. (запорный и сбросный) клапаны. При работе горелок на низком давлении нижний предел (миним. давление) настройки предохранит, запорного клапана принимается на 200 ..300 Па больше того давления, при к-ром может прекратиться горение, а верхний предел (макс.) — превышающий на 25% макс, допустимое рабочее давление. После окончания продувки газопроводов (если содержание кислорода в анализируемой пробе, отобранной в конце продуваемого газопровода, не превышает 1%) и проверки герметичности соединений приступают к розжигу (включению) газовых горелок.
Порядок включения горелок и последовательность действий оператора зависят от конкретных условий (конструктивных особенностей; схемы обвязочных газопроводов и расположения горелок на агрегате; наличия автоматики), но следует выполнять общие требования: до включения горелок закрывают все запорные устройства, кроме кранов трубопровода безопасности; осуществляется продувка газом газопроводов агрегата при постепенном открытии главного запорного устройства. Производится вентилирование топки и газоходов газоиспользующих агрегатов, крое проверяется анализом проб воздуха, взятых из верхней части топки. При зажигании газа с помощью переносного запальника отверстие для него должно находиться над горелкой или сбоку от нее, но не ниже горизонт, оси горелки. Работающий запальник вводят на необходимую глубину в запальное отверстие. При включении горелок следует стоять сбоку от запальных отверстий или гляделок, чтобы не пострадать при аварийном выбросе пламени из топки. После включения всех горелок кран на запальнике закрывают. Затем под рабочим давлением газа проверяют плотность в местах присоединений горелок к газопроводам (с использованием мыльной эмульсии). Длительность растопки зависит от конструкции газоиспользующих агрегатов. Для обеспечения постепенного и равномерного нагрева ке- рамич. стабилизаторов и футеровки топки горелки должны работать с миним. тепловой нагрузкой не менее 30—40 ми.
Регулирование работы горе л о к. Во время рабрты газоиспользующих агрегатов необходимо контролировать давление газа и воздуха (при наличии вентилятора) перед горелками и разрежение в топке. О процессе горения получают информацию по анализу отходящих газов: содержанию кислорода, оксида углерода. Регулировать работу агрегатов можно двумя способами: изменением тепловой мощности всех установл. горелок или отключением нек-рых из них. Изменение тепловой мощности допустимо
в том случае, если она не выходит за пределы устойчивой работы газовой горелки. Если на агрегате установлено больше 2 горелок, то часть из них можно отключить. Недостатком этого способа регулирования являётся неравномерное распределение тепловых потоков при отключении части горелок, что может привести к недопустимым темп-рным напряжениям из условия прочности в кладке агрегата. Регулировать тепловую мощность отд. горелок следует в 2—3 приема, медленно и постепенно изменяя расход воздуха и газа и разрежение в топке. При уменьшении тепловой мощности горелки сначала регулируют ее работу, уменьшая подачу воздуха, а потом газа, затем уменьшают разрежение в топке. При необходимости повышения тепловой мощности горелок в газоиспользующем агрегате с разрежением в топке предварительно увеличивают разрежейие в ней, а потом последовательно увеличивают подачу газа и воздуха.
Обслуживание и наладка газовых горелок. Наладка газовых горелок производится для выявления оптим. режима, при к-ром они обеспечивают номин. произ-сть газоиспользующего агрегата с лучшими теплотехнич. показателями. При наладке добиваются работы горелок с оптим. избытками воздуха и миним. хим. неполнотой сгорания. На основании результатов наладки рекомендуются режимы и параметры работы агрегата в виде режимной карты, к-рая является осн. оперативным документом, в соответствии с к-рым регулируется работа агрегата при изменении его теплопроиз-сти. Обслуживание газогорелочных устройств включает: проверку плотности прилегания горелки и пропорционизатора воздуха к обмуровке газоиспользующего агрегата, прочности и устойчивости опор горелок, смазку подшипниковых узлов. В горелках проверяют состояние металла ее устья, чистоту газовых отверстий, состояние лопаток завихрителей, работоспособность вентиляторов блочных горелок, у горелок форкамерных и подовых — состояние газового коллектора, моноблока с каналами и форкамеры. Текущие ремонты выполняют по мере необходимости, но не реже одного раза в год. Ремонту подлежат: туннели, огневые насадки, стабилизаторы горения, защитная обмуровка топочных экранов. После установки отремонтиров. горелки на место нужно проверить соответствие ее работы режимной карте при разной тепловой мощности агрегата.
Выключение горелок. Для выключения горелок с ручным управлением уменьшают их тепловую мощность до миним. величины. Если горелка дутьевая, последовательно закрывают рабочую и контрольную задвижки (краны) (см. Обвязочные газопроводы на котлах и
печах), открывают кран трубопровода безопасности, закрывают шибер на воздуховоде перед горелкой и отключают вентилятор. Для выключения горелок эжекционных после снижения их тепловой мощности до миним. закрывают воздушно-регулировочную заслонку (кроме горелок ИГК), а затем действуют в указ, последовательности. После выключения горелок закрывают общее запорное устройство на газоиспользующем агрегате и обеспечивают работу дымососа в течение 15—20 мин. '
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ — комплекс работ по поддержанию в исправном состоянии и использованию по назначению системы теплоснабжения. В крупных городах и пром, р-нах создаются спец, предприятия по эксплуатации тепловых сетейон ТЭЦ, котельных и тепловых сетей от них. Организац. структура эксплуатац. предприятий теплоснабжения зависит от их мощности, характера потребителей и источников теплоты. Непосредственно связаны с эксплуатацией такие структурные подразделения, как сетевые р-ны, инж. службы и производственно-технич. отделы. Осн. производственно-технич. подразделением является сетевой р-н, к- рый осуществляет всю эксплуатацию сетей и их сооружений, проводит тепловой надзор за потребителями, распределяет и учитывает теплоту. Сетевые р-ны располагают штатом обходчиков сетей и тепловых пунктов, ремонтным персоналом и наладчиками. Оперативную деятельность р-нов по взаимоотношению с потребителями выполняет дежурный персонал, работающий круглосуточно. Сетевым р- нам оказывают содействие след. инж. службы: ремонта тепловых сетей, аварийно-восстановительная служба системы теплоснабжения, электрохозяйства, присоединений, диспетчерская, тепловая инспекция, производств, лаборатория, контрольно-измерит. приборов и автоматики, отдел АСУ. -
Диспетчерская служба и отдел АСУ создаются для диспетчерского управления теплоснабжением и функционирования автоматизированной систеы диспетчерского управления централизованным теплоснабжением и автоматизированной системы управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения. Для обслуживания теплоэнергетич. объединений создаются ремонтно-производств. базы, к-рые обеспечивают: средний и капит. ремонт оборудования, восстановит, ремонт строит, конструкций тепловых сетей; аварийно-восстановит. работы с помощью выездных бригад; наладку и испытания оборудования котельных, насосных станций, тепловых пунктов; изго
товление запасных деталей и изделий; хранение приборов, материалов, аппаратуры. При Э.с.т. большое значение имеют систематически проводимые гидравлич. и темп-рные испытания. Цель гидравлич. испытаний — выявление участков теплопроводов, подвергшихся наружной или внутр, коррозии. Ежегодно в летний период все теплопроводы испытывают на герметичность и прочность с помощью стационарных опрессовочных пунктов и передвижных насосов-прессов. Цель темп-риых испытаний — проверка прочности оборудования тепловых сетей в условиях темп-рных деформаций и определение фактич. компенсирующей способности сетевых компенсаторов. Во время испытаний темп-pa воды в подающих трубопроводах поддерживается равной расчетной, в обратных трубопроводах — не выше 90°С.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ— комплекс мероприятий, включающий подготовку и использование средств автоматизации по назначению, их технич. обслуживание, хранение и транспортирование. Подготовку приборов, средств и систем автоматизации к использованию следует начинать одновременно с монтажными работами по их установке на объекте. Основное в подготовке приборов — пусконаладочные работы по доведению их до состояния, при к-ром они могут быть использованы для эксплуатации. Для систем автоматизации, в т.ч. систем блокировок и защиты, отказы к-рых могут быть опасны, при наладке должна быть предусмотрена программа испытаний в режимах, имитирующих аварийные. Для регулирующих систем наладка состоит в статич. и динамич. настройке регуляторов. Первая заключается в задании регулятору параметров настройки, обеспечивающих требуемые данному потребителю отопит, график (регулятору системы отопления), темп-ру горячей воды (регулятору системы горячего водоснабжения), давлений, перепада давлений, расхода (регуляторам гидравлич. режимов); вторая — в задании регулятору параметров настройки для обеспечения оптим. переходного процесса в реальных условиях эксплуатации. Осн. условиями надежности Э.с.а., обеспечивающей их эффективность и долговечность, являются: строгое выполнение обслуживающим персоналом правил технич. эксплуатации и техники безопасности; своеврем. и квалифициров. выполнение технич. обслуживания и планово-предупредит. ремонтов приборов и регуляторов. Технич. обслуживание состоит: в периодич. наблюдении за работой регуляторов, в частности в контроле темп-ры воды в системе отопления (горячего водоснабжения),
сравнении ее с расчетной по заданному графику при данных значениях темп-ры наружного воздуха (или с заданной для горячего водоснабжения) и в периодич. проверке работы регулирующих клапанов в ручном режиме управления; в ежемесячном осмотре крепления приборов и.их электрич. соединений; в ежегодной ревизии, состоящей в проверке технич. состояния всего комплекта регулятора или системы контроля и управления по сопроводит. документации, по к-рой устраняются все выявленные неисправности.
ЭКСФИЛЬТРАЦИЯ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДЕНИЯ — фильтрация внутр, воздуха через наружное ограждение наружу. Наблюдается в верхних этажах здания или на заветр. фасадах зданий; приводит к излишнему увлажнению наружных ограждений, прониканию в них агрессивных паров и газов, снижает долговечность ограждений.
1—сопло; 2 — приемная камера; 3 — камера смешения; 4—диффузор1—сопло; 2 — приемная камера; 3 — камера смешения; 4—диффузорЭЛЕВАТОР — (лат. elevator, буквально — йоднимающий, от elevo — поднимаю) — используемый в системах теплоснабжения струйный аппарат, у к- рого активным и пассивным потоками служит вода. В стальном Э. горячая вода из подающей линии тепловой сети поступает под давлением к соплу и истекает из него с большой скоростью в камеру смешения. В приемной камере такое же давление, как в обратной линии. В результате турбулентной диффузии струя присоединяет (эжектирует) массу воды, движущейся из приемной камеры, обеспечивая тем самым расход подмешиваемого теплоносителя Ch из обратной линии. Соотношение и - Gi/Ch наз. коэфф, подмешивания (коэфф, эжекции). Его определяют исходя из темп-p воды в подающей ■ и обратной линиях тепловой сети и требуемой темп-ры воды, подаваемой в систему отопления. Существ, хар-кой Э. является его свойство сохранять коэфф, подмешивания пост, при изменении располагаемого напора (разности напоров в подающей и обратной трубах) перед ним. Эта разность и срабатывается при истечении
1—сопло; 2 — приемная камера; 3 — камера смешения; 4—диффузор
1—сопло; 2 — приемная камера; 3 — камера смешения; 4—диффузор
воды из сопла. Т.о., первая функция, к- рую выполняет Э., — функция смесит. теплообменного аппарата, обеспечивающего смешение горячей воды из подающего теплопровода с охлажд. из обратной линии в пропорции, обеспечивающей требуемую в системе отопления темп-ру (95 или 105°С). После приемной камеры активный и пассивный потоки поступают в камеру смешения, где завершается процесс смешения, стабилизируется поле скоростей, в результате чего часть кинетич. энергии потока трансформируется в потенц. энергию давления. Следовательно, в камере смешения статич. давление растет. Рост давления завершается в диффузоре, степень расширения к-рого определяется соотношением диаметров д^дк. Чем больше расширение площади его поперечного сечения, тем больше растет гидростатич. давление. Из диффузора выходит поток с расходом G3" Gi + Ga и избыточным напором, используемым для циркуляции воды в системе водяного отопления. Функция нагнетателя-насоса — вторая функция, выполняемая Э. Достоинства Э., обеспечившие его широкое применение: совмещение в аппарате простейшей конструкции двух осн. ф-ций, необходимых для работы системы отопления, надежность работы, малые расходы при эксплуатации и бесшумность. Недостатки — значит, энергозатраты, обусловленные малым кпд (0,25—0,3), из-за чего перед Э. необходим значит, располагаемый напор в 12—15 м. Однако значит, перепад давлений на местной системе повышает гидравлич. устойчивость тепловой сети, что имеет большое значение для малоавтоматизир. систем. Др. недостаток — прекращение циркуляции воды в системе отопления при отказах на тепловых сетях, что ускоряет охлаждение отапливаемых помещений и замерзание воды в системе.
Э. может иметь повыш. кпд. Этого достигают, конструируя проточную часть
Элеватор
такой аэродинамич. формы, при к-рой пассивный поток приобретает скорость до процесса диффуз. перемешивания с активным потоком. В этом случае сокращаются потери на удар, составляющие у струйных аппаратов осн. долю общих потерь. Создание большой скорости связано с дополнит, потерями на трение, поэтому высокий кпд достигается тщат. обработкой внутр, поверхности проточной части. В зависимости от конкретных значений коэфф. потерь можно получить разл. значения оптим. кпд Э. Для средних значений коэфф, потерь и оптим. соотношений конструктивных параметров можно подобрать размеры Э. по след, ф-лам. Диаметр цилиндрич. камеры смешения </к, м, определяют по выражению</k-O,16(G§'5/ !Ы>^), где G§’5 — расход воды в системе отопления, кг/с; ДРот5 — потери давления в системе отопления, Па. Диаметр сопла t/c, м, рассчитывают по ф-ле de - t/к/ / VU3(l+i^ где и - Ga/Gi — коэфф. подмешивания. Необходимую разность давлений, Па, подающей и обратной линий перед Э. определяет выражение ДРтс - 0,92"10"3(G^/<d) , где Gi — расход сетевой воды через сопло Э., кг/с.
При качеств, регулировании подачи теплоты потребителям путем изменения темп-ры теплоносителя на источнике теплоты и удовлетворении нагрузок отопит, и горячего водоснабжения возникает зона, внутри к-рой темп-ра подающей воды поддерживается пост., равной 70°С. При повышении темп-ры наружного воздуха темп-ру воды для отопления надо снижать. У обычныхЭ. коэфф, смешения постоянен и изменять темп-ру воды, поступающей в систему водяного отопления, нельзя. Это можно сделать, используя Э. с регулируемым соплом. У него по оси располагается игла. Если ее ввести в сопло, его сечение уменьшится, соотношение дкМс увеличится, коэфф, смешения возрастет, темп-ра воды после Э. снизится. Такие Э. снабжены автоматикой и обеспечивают необходимый темп-рный режим для систем отопления.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ГАЗОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ — организов. отвод от металла трубы попавших на нее блуждающих токов или перевод защищаемого участка трубы в катодную зону. Э.з.г.к. относится к активным методам и представляет собой электрич. дренаж, катодную или протекторную защиту. В результате утечек из рельсов электрифициров. транспорта в грунт попадают электрич. токи, к-рые наз. блуждающими. Стекая с рельсов в грунт, ток движется к отрицат. полюсу подстанции. Через места с поврежд.,: изоляцией токи попадают на газопровод.
Вблизи тяговой подстанции токи выходят из газопровода в грунт в виде положит, ионов металла. Возникает электролиз металла. Участки выхода тока из газопроводов являются анодными зонами, где протекает активный процесс коррозии. Коррозия, возникающая под действием блуждающих токов, наз. электрич. Зоны входа пост, тока в газопровод наз. катодными. Для гор. сети электрич. коррозия блуждающими токами наиболее опасна. Она является местной коррозией, приводящей к сквозному повреждению стенки трубы. Осн. метод защиты газопроводов от блуждающих токов — электрич. дренаж, к-рый отводит попавшие на газопровод токи обратно к источнику. Отвод осуществляется по изолиров. проводнику, присоедин. к газопроводу и рельсу электрифициров. транспорта или к минусовой шине тяговой подстанции. При отводе тока по электрич. проводнику прекращается выход ионов металла в грунт, т.е. прекращается электрич. коррозия.
Коррозия металла в грунте имеет преимущественно электрохим. природу. В результате взаимодействия металла с агрессивными р-ми грунта возникают галь- ванич. пары. Физ.-хим. неоднородные участки металла играют роль электродов, а фунт служит электролитом. Участки металла, обладающие большей упругостью растворения, т.е. более отрицат. потенциалом, становятся анодными зонами. В них металл выходит в фунт и подвергается коррозии. При электрич. коррозии на газопроводе возникают местные язвы, превращающиеся со временем в сквозные отверстия в стенке трубы. Для защиты газопроводов от почвенной гальванокоррозии применяют катодную и протекторную Ханодную) защиты. При катодной на газопровод накладывают отрицат. потенциал, переводя тем самым весь защищаемый участок в катодную зону. В качестве анодов применяют отходы черного металла, зарываемые вгру нт вблизи газопровода. Офицат. полюс источника тока соединяют с газопроводом, а положит. —санодом. В результате возникает замкнутый контур элекфич. тока, проходящий через фунт. Материал анода растворяется в грунте, а газопровод оказывается защищ. от коррозии. При протекторной защите участок газопровода переводят в катодную зону без источника тока. В качестве анода используют металл с более отрицат. потенциалом, чем железо: цинк, магний, алюминий и их сплавы. Между газопроводом и анодом с помощью металлич. изолиров. проводника создают электрич. контакт. Возникает гальванич. пара, в к-рой растворяется протектор (анод), а газопровод защищается от коррозии.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ — система отопления с использованием электрич. энергии, состоящая из
электронафеват. приборов, установл. непосредственно в обогреваемых помещениях или в тепловом, пункте здания, и электрич. сети. По способу получения теплоты Э.о. может быть с прямым преобразованием электрич. энергии в теплоту и с трансформацией электричества в теплоту в тепловом насосе. По степени использования электроэнергии Э.о. различается: с полным покрытием отопит, нагрузки и частичным (см. Комбинированное отопление). Э.о. может действовать по свободному и вынужденному (напр., только ночью) графикам, с аккумуляцией и без аккумуляции теплоты. Достоинства Э.о. по сравнению с распрост- ран. водяным отоплением — меньшие капит. вложения, простота и короткие сроки монтажа электросетей и отопительных приборов, малая тепловая инерция и высокий кпд приборов, управляемость в широких пределах с автоматизацией регулирования теплоотдачи. Возможность быстрого реагирования и гибкого управления процессом получения теплоты отвечает потребностям помещений с изменяющейся тепловой нагрузкой. Высокая транспортабельность электроэнергии делает ее конкурентоспособной при выборе источников теплоты для отопления зданий и сооружений в отдал, р-нах страны, а отсутствие продуктов сгорания топлива — в экологически чистых зонах. К недостаткам Э.о. относятся: высокая темп-pa греющих элементов; повыш. пожарная опасность при применении приборов с проводами накаливания открытого типа; неэкономичное использование топлива при выработке электроэнергии на тепловых станциях ('кпд 28%); высокая отпускная цена вследствие значит, капит. вложений в электростанции и линии электропередачи, потерь электрич. энергии при ее транспортировании. Использование электроэнергии для отопления зданий допускается при технико-экономич. обосновании. Поэтому Э.о. применяется в первую очередь в р-нах с избытком электрич. энергии, в местах, где отсутствуют др. источники теплоты. На полное Э.о. зданий расходуется значит, кол-во электроэнергии. Напр., годовой расход электроэнергии для отопления 100 м2 площади фажд. здания составляет от 10 МВт'ч на юге страны до 35 МВт'ч на севере. Для уменьшения расхода электроэнергии и, следоват., топлива применяется электро- теплонасосное отопление. Э.о. с использованием теплового насоса. Если принять расход топлива на ТЭЦ мощностью 150 МВт за единицу, то при полном Э.о. с прямым преобразованием энергии в теплоту его затрачивается примерно в 2 раза больше (1,6—2,3), а при Э.л. с тепловым насосом перерасход топлива практически отсутствует (1,08). Системы Э.о. подраз
деляются: с местными электро- отопит, приборами и системы электроводяного и электровоздуитого отопления, когда первичный теплоноситель (электроэнерпнО нагревает (до- гревает) вторичный (воду, воздух) централизованно или непосредственно в обог- реваем^ых помещениях. Э.о. отдается предпочтение в случаях кратковрем. использования помещений (напр., в садовых домиках), при локальном обогревании рабочих мест в неотапливаемых помещениях. Применение Э.о. не допускается в зданиях 3—-5-й степеней огнестойкости или категории В при темп-ре теплоотдающей поверхности более 110°С, категорий А, Б, Г и Д с выделением горючих пылей и аэрозолей, со значит, вла- говыделениями. Запрещено, кроме того, Э.о. детских дошкольныхучреждений, лечебных стационаров, бань, прачечных, душевых павильонов. Использование эффекта непосредств. трансформации электроэнергии в теплоту считается перспективным направлением для отопления зданий и сооружений.
Э/1ЕКТРОАККУМУЛЯЦИОН- НОЕ ОТОПЛЕНИЕ — электрическое отопление с аккумуляцией теплоты, работающее по вынужд. графику, потребляющее электроэнергию в периоды уменьшения электрич. нагрузок в течение суток. Общий суточный цикл при этом включает периоды "зарядки" (обычно только ночной) , в течение к-рых спец, электротеп- лоаккумулируюшдя печь подключается к электрич. сети, и периоды "разрядки", когда эта печь от сети отключается и передает в помещение теплоту, накопи. в периоды "зарядки".
ЭЛЕКТРОВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — комбинированное отопление, при к-ром теплоноситель в системе отопления — вода централизованно нагревается в водогреющем электрокотле либо в дополнение к обычному цент- рализов. водяному отоплению применяются догревающие местные электроприборы отопительные.
ЭЛЕКТРОВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ —■ комбинированное отопление, при к-ром теплоноситель в системе отопления— воздух централизованно нагревается в электрокалорифере, либо в дополнение к обычному (но пониж. мощности) центральному воздушному отоплению применяются догревающие местные электроприборы отопительные.
ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕР — воздухоподогреватель, работа к-рого основана на прямом нагревании воздуха электрич. током. Э. представляет собой кожух, внутри к-рого располагаются в 3 ряда
оребренные трубчатые электронагреватели, что позволяет использовать Э. с тремя ступенями мощности. Э. применяется для централизов. нагревания теплоносителя в системе электровоздушного отопления. Отличается небольшой массой и простотой эксплуатации. Изготовляется мощностью 25—250 кВт для работы на переменном электрич. токе низкого напряжения.
ЭЛЕКТРОКАМИН — переносной высокотемп-рный прибор электрического отопления радиац. типа. По способу установки Э. изготовляются двух видов: с сос- редоточ. нагреват. элементом и поворачивающимся сферич. отражателем; с
Декоративно-функциональный электрокамин 1—деревянный корпус; 2—металлический корпус; 3—панель имитации дров; 4—декоративно-защитная решетка; 5 — полупрозрачный экран; 6 — вертушка; 7— кронштейн с иглой; 8 — красная лампа; 9 — отражатель; 10 — патрон; 11 — нагревательные элементы
линейным нагревателем и декоративными элементами, имитирующими горение топлива. Темп-ра поверхности нагреват. элементов,— 750—800°С. Э. первого вида используются для врем, или дополнит. отопления помещений, второго—для той же цели, а также для создания уюта в обогреваемом помещении. *
ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИЯ — образование агрегатов частиц дисперсной фазы под воздействием внешн. электрич. поля. В водоподготовке Э. наз. также э л е- ктрохимическойкоагуляцией, при этом имеют в виду получение коагулирующего эффекта за счет процесса анодного растворения металла под действием пост. тока. Перешедшие в р-р катионы А13+ и Fe3+ гидролизуются и выступают в роли коагулянтов. Нек-рую дополнит. роль играют сопутствующие эффекты: наложение на коагулирующую систему электрич. поля и связанная с ним деформация (поляризация) двойного электрич. слоя вблизи поверхности частиц дисперсной фазы. Заметное влияние могут оказывать окислит.-восстановит, процессы, протекающие, на электродах. Теоретически при расходе электроэнергии 26,8 А*ч в раствор переходит око
ло 9 г металлич. алюминия или 28 г железа. В действительности, кол-во железа, растворяющегося в ед. времени, приближается к теоретич., но выход алюминия может превышать расчетное значение из-за дополнит, растворения алюминиевого катода вследствие высоких концентраций щелочи в прикатодном слое. В отличие от обычной коагуляции кислотными коагулянтами при Э. происходит нек-рое повышение pH воды, и она не обогащается анионами SO2", СГ и др. Однако в результате электролиза выделяются значит, кол-ва газов, пузырьки к- рых могут вызвать флотацию хлопьев.
Э. целесообразно применять в труднодоступных районах, куда доставка коагулянтов затруднена. Благодаря компактности и простоте устройства электрокоагуляторы особенно эффективны при локаль,- ной очистке небольших кол-в питьевых и сточных вод, напр. на судах морского и речного флота, на космич. кораблях. Основной элемент электрокоагулятора — сменный набор стальных или алюминиевых (дюралюминиевых) электродов чередующейся полярности, в зазорах между к-рыми (шириной 5—20 мм) протекает обрабатываемая вода со скоростью не менее 0,5 м/с. Для борьбы с. пассивацией металлов (с целью снижения энергетич. затрат), а также для равномерного износа электродных пластин периодически производят смену qx полярности. Подключение пластин к источнику тока может быть паралл. или последоват. В первом случае все электроды действуют как монополярные, во втором—промежуточные пластины работают биполярно. Последоват. подключение позволяет работать при меньшем токе. В электрокоагуляторах с таким подключением возникают паразитные токи (токи утечки), не участвующие в полезной работе. Рекомендуемая плотность тока — до 10 А/м. Помимо электрокоагуляторов с пластинчатыми1 электродами существуют электрокоагуляторы с т.н. засыпным анодом, набранным из металлич. стружки. Для борьбы с пассивацией стальной стружки и стальных пластин применяют поваренную соль. 1 г растворенного алюминия эквивалентен 6,35 г безводного серно-кислого алюминия, 1 г железа —-2,9 г безводного хлорного железа. Для определения потребности в электролитически приготовленных коагулянтах и оптимальной их дозы требуется пробное коагулирование. Преимущество Э. по сравнению с коагуляцией солями алюминия и железа особенно очевидно при обработке природных и сточных вод, содержащих большие кол-ва органич. в-в.
В процессе очистки воды методом Э. необходимо учитывать влияние солевого состава воды, т.к. от него зависит выход металла по току и сорбционные свойства гидроксидов. Э. рекомендуется применять
при обработке воды, содержащей не менее 20% хлористых солей (от общего солесо- держания) и не более. 75 % гидрокарбонатов и сульфатов, вызывающих пассивацию электродов. Пои наличии в воде больших количеств Са2+ и Mg + и невозможности добавления к ней хлоридов в качестве катодного материала следует использовать нержавеющую сталь и не производить смену полярности. Метод Э. можно применять для осветления, обесцвечивания и обескислороживания воды, удаления из нее железа, кремния, ионов тяжелых металлов, СПАВ и радиоактивных в-в, а также для очистки воды от биологич. загрязнений.
ЭЛЕКТРОКОНВЕКТОР —. переносный высокотемп-рный прибор электрического отопления конвективного типа (90% теплового потока). Состоит, как и конвектор систем водяного отопления, из корпуса с воздуховыпускной решеткой поверху и нагревателя в нижней
Электроконвектор
1 — шнур питания; 2 — стальной корпус; 3 — нагревательный прибор; 4 — выключатель; 5 — индикаторная лампа
его части. Воздух нагревается теплотой от спирали из жароупорного сплава или ТЭНа мощностью 0,8—1,25 кВт. Темп-ра открытой спирали — 600—900, ТЭНа — 450—500°С. Темп-ра воздуха, выходящего из конвектора, превышает темп-ру окружающего воздуха не более чем на 35°С. Прибор предназнач. для дополнит. отопления помещений в присутствии людей.
ЭЛЕКТРОКОТЕЛ — водогрейный электродный котел, в к-ром вода нагревается электрич. током, протекающим меж- ду пластинчатыми (или цилиндрич.) электродами через движущуюся воду, представляющую собой активное , сопротивление. Мощность Э. регули-' руется путем ввода диэлектрин, пластин (или цилиндров) в зазоры между электродами. Э. предназнач. для централизов* нагревания теплоносителя в системе элек-
Схема электрокотла для водяного отопления здания1 — корпус; 2 — пакет диэлектрических пластин; 3 — пакет электродов; 4 — вход воды; 5 — вводы электропитания; б — выход нагретой воды ■ .Схема электрокотла для водяного отопления здания1 — корпус; 2 — пакет диэлектрических пластин; 3 — пакет электродов; 4 — вход воды; 5 — вводы электропитания; б — выход нагретой воды ■ .
Схема электрокотла для водяного отопления здания
1 — корпус; 2 — пакет диэлектрических пластин; 3 — пакет электродов; 4 — вход воды; 5 — вводы электропитания; б — выход нагретой воды ■ .
Схема электрокотла для водяного отопления здания
1 — корпус; 2 — пакет диэлектрических пластин; 3 — пакет электродов; 4 — вход воды; 5 — вводы электропитания; б — выход нагретой воды ■ .
троводяного отопления. Отличается уменьш. массой и простотой эксплуатации. Номин. мощность — 9 кВт — 1 МВт (низкого напряжения) и 1—10 МВт (высокого напряжения).
ЭЛЕКТРОННЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ — регуляторы электрйч. косвенного (непрямого) действия, требующие для своей работы вспомогат. энергии (электрйч.). Электронными регуляторы наз. потому, что регулирующий прибор, входящий в состав регулятора, — электронного типа. Э.а.р. по своему назначению могут быть регуляторами темп-ры, давления, расхода и уровня. Независимо от назначения Э.а.р. состоят из трех осн. электрически связ. между собой элементов (схема а) — датчиков 1 (одного или неск.), регулирующего (командного) прибора 2 (одно- или многоканального) и исполнит, устройства, включающего регулирующий орган б, напр., регулирующий клапан с электрйч. исполнительным механизмом 5. Регулирующий прибор 2 управляет электрйч. исполнит, механизмом 5 с помощью усилителя или магнитного пускателя 3, через к-рый кнопкой 4 может осуществляться ручное управление клапаном по месту. Датчики параметров (темп- ры, давления, расхода, уровня) в зависимости от назначения Э.а.р. устанавливают на трубопроводе в тепловом пункте здания, баке-аккумуляторе, в
помещениях, на наружной стене зданий. Значения параметров сигналов от датчиков пропорциональны измеренным ими параметрам регулируемых сред (воды, воздуха). В регулирующем приборе сигналы отдатчиков суммируются, усредняются и преобразуются в удобный для дальнейшей обработки сигнал, к-рый сравнивается с вырабатываемым прибором сигналом сравнения. Последний определяется заданными регулятору законами изменения регулируемого параметра (статич. и динамич.). В качестве статич. закона, напр., может быть зависимость темп-ры воды, подаваемой в системы отопления, от темп-ры наружного воздуха для регулятора отпуска теплоты на отопление зданий. Динамич. законом является задаваемая оптим. зависимость во времени отклонения регулирующего воздействия на выходе регулятора от отклонения регулируемого параметра (входной величины). Требуемые статич. и динамич. законы задаются регулирующему прибору в процессе наладки регулятора с помощью настроечных органов. Разность сравниваемых сигналов в регулирующем приборе 2 усиливается, и в зависимости от знака разности вырабатывается командный сигнал, к-рый через исполнит, механизм 5 открывает или закрывает клапан б, увеличивая или уменьшая подачу регулирующей среды по трубопроводу 7 к о'бъекту регулирования. При этом регулируемый параметр восстанавливается до заданного значения или устанавливается на новом значении согласно статич.закону. •
Схема электронного автоматического регулятора
а — одноканальный; б —многоканальный; 2 — датчики; 2 — ,х:гулирующий прибор; 3 — магнитный пускатель; 4 — кнопка управления; 5 — исполнительный механизм; б—клапан; 7,8,9—трубопроводы
Многоканальный регулятор (схема б) отличается тем, что регулирующий прибор 2 конструктивно содержит в одном корпусе неск. самостоятельно функционирующих регулирующих приборов А, В, С, управляющих клапанами 5 на разных трубопроводах 7,8,9. Например, при автоматизации центрального теплового пункта прибор А осуществляет регулирование темп-ры воды на отопление зданий, прибор В — регулирование расхода воды на отопление, прибор С — регулирование темп-ры воды для горячего водоснабжения. Такая конструкция снижает массу и габариты приборов и позволяет легко осуществить разл. связи между отд. ре!уляторами А, В, С. Типы и харки указанных выше датчиков и регулирующих клапанов см. Контрольноизмерительные приборы, Регулирующий клапан. Наиболее распространенными типами электронных регулирующих приборов, применяемыми в системах теплоснабжения, являются трехканальные микропроцессорные приборы Теплар- 110, Теплар-111, одно- и двухканальные аналоговые Т48М, одноканальные аналоговые РС-29, ЭРТ-1, "Электроника Р-7".
Электронные регулирующие приборы устанавливают на щитах или в шкафах. Силовые и измерит, электрйч. цепи
при монтаже прокладывают отдельно одна от др.
ЭЛЕКТРООБЕСПЫЛИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ — способ очистки от пыли технология, осаждением ее заряженных в поле коронного разряда частиц на стенах укрытий, лентах конвейеров и др. осадит, поверхностях. Э.о. повышает эффективность аспирации, и вытяжных
Схема электрообеспыливаиия оборудования узлов перегрузки в цехе по переработке титановой губки '
1 — конвейеры; 2 — коронирующие электроды; 3 — крепления электродов; 4—изоляторы; 5—байпасы; б — верхнее укрытие узла перегрузки; 7— бункеры для сборки пыли; 8 — полимерные цилиндры; 9— скрепки; 10 —желоба; 11 — нижнее укрытие узла перегрузки; 12 — барабаны
систем вентиляции местной. Применяется в виде отд. установок Э.о., к-рые могут объединяться в системы Э.о. Установка, включающая в себя коронирующий электрод (проволока разл. профилей, пластины с иголками и др.), источник высокого напряжения, устройства для крепления электрода, средства автоматизации и защиты, монтируется в укрытиях оборудования, узлов перегрузки и над открытыми ленточными конвейерами. В последнем случае на процесс осаждения частиц пыли и эффективность установки влияет распределение приточного вентиляц. воздуха в помещении. Система Э.о. работает в сочетании с системами аспирации или без них (напр., на открытых ленточных конвейерах), уменьшает расход аспирируемого воздуха и концентрацию пыли в нем, сберегает перерабатываемый материал и энергию.
ЭЛЕКТРООБОИ — тонкие низко- темп-рные панельные приборы электрического отопления, укрепляемые в осн. на стенах в виде обоев. Используются также в качестве греющих ковриков. Относятся к отопительным приборам радиационно-конвект. типа. Э. изготовляются в виде резиновых или пластмассовых листов с нагреват. элементами, замо- нолич. в теплопроводную массу и покрытыми электроизоляц. слоями. Листы греющей резины состоят из электродов (медная сетка), залож. в термопроводную резину и Покрытых защитным слоем обыкнов.
резины толщиной 1,5—2 мм. Листы греющей пластмассы (напр., элементы "Сло- терм") представляют собой слоистый пластик с внутр, токопроводящим слоем (карбоволокнистая бумага с заделанным электрич. сопротивлением). Э. применяются для локального обогревания рабочих мест в холодных производств, помещениях. Темп-pa поверхности таких греющих панелей не превышает 45°С.
ЭЛЕКТРОПАНЕЛЬ С ГРЕЮЩИМ КАБЕЛЕМ— горизонт, или вертик. панельный прибор электрического отопления двух типов — совмещ. и подвесного. Панель совмещ. (со строит, конструкцией помещения) типа по способу теплоотдачи является радиационно-конвективным, панель подвесного типа — радиац. прибором. Нагреват. элементы низкотемп-рной Э.г.к. в обществ, зданиях замоноличиваются в междуэтажное перекрытие. Тепловая изоляция при этом помещается под ними для передачи осн. кол-ва теплоты в помещение через поверхность пола. В жилых зданиях и детских учреждениях греющий кабель помещается в воздушную прослойку междуэтажного перекрытия для понижения и выравнивания темп-ры поверхности пола. Расчетная темп-pa токопроводящих жил кабелей для пожарной безопасности не должна превышать 70, а при применении проводов с полихлоридной изоляцией — 60°С. В высокотемп-рную подвесную Э.г.к. помещаются изолиров. или неизолиров. электрич. греющие кабели. Панель сверху покрывается тепловой изоляцией для увеличения теплопередачи в рабочую зону помещения. При изолиров. кабеле плотность теплового потока панели составляет 465, при неизолиров. — до
Электропанель с греющим кабелем, замоиолн- ченным в перекрытии здания (й) и в воздушной прослойке (б)
— греющий кабель; 2 — тепловая изоляция; 3 — замоноличенный слой; 4 — воздушная прослойка толщиной 50 мм
Электропанель с греющим кабелем
1—стальной кожух; 2—тепловая изоляция из пенопласта; 3 — греющий кабель
840Вт/м2. Подвесные Э.г.к. применяют га. обр. для отопления производств, помещений большого объема; совмещ. Э.г.к. — для обогревания пола помещений над холодным подпольем. Теплоотдача Э.г.к. регулируется двухпозиционно по отклонению темп-ры воздуха в помещении от заданного значения. ,
ЭЛЕКТРОПЕЧЬ (ПЭТ) — переносный безынерц. прибор электрического отопления радиационно-конвективного ■типа. В Э. под перфорир. стальным кожухом помещаются ТЭНы мощностью 0,5— 1 кВт. Расчетная темп-pa их поверхности принимается на 130—150°С выше темп-ры окружающего воздуха. Э. может устанавливаться как в горизонт., так и вертик. (с электропитанием снизу) положении с присоединением заземляющего провода к спец, болту на кожухе. Предназнач. для врем, или дополнит, отопления помещений с учетом допустимости макс, темп- ры ее теплоотдающей поверхности.
ЭЛЕКТРОПРИБОР ОТОПИТЕЛЬНЫЙ — отопительный прибор с прямым преобразованием электрич. энергии в теплоту (по Джоуля—Ленца закону), размещаемый непосредственно в обогреваемом помещении. Существуют разл. виды Э.о., отличающихся способом теплоотдачи, назначением, темп-рой поверхности, принципом действия и способом установки. По преобладающему способу теплоотдачи в помещение Э.о. могут быть радиац., конвективными и радиац.-конвективными. По функцион. назначению они подразделяются на инфракрасные электрообогреватели, электрокамины, электрорадиаторы, электроконвекторы. Бывают также комбиниров. Э.о. (напр., электрокамины- конвекторы). По темп-ре греющей поверхности Э.о. могут быть низкотемп-рными (при темп-ре ниже 70°С), среднетемп- рными и высокотемп-рными (выше 100°С). К низкотемп-рным приборам относятся: электропанелъ с греющим кабелем совмещенного типа, электрообои; к высокотемп-рным — электропанель подвесная, электропечь, электрокамин, электроконвектор. Среднетемп-рным прибором является электрорадиатор. Э.о. с теплоотдачей при принудит, конвекцищ воздуха наз. электротепловентилятором.
Нагреват. элементы Э.о. делаются открытого (с открытыми проводами накаливания) и закрытого типов. Элементы открытого типа свободно передают теплоту в рабочее пространство Э.о., закрытого — через экран, изоляцию или среду, циркулирующую в приборе (наир., масло). Элементы открытого типа, выполняемые из жароупорного сплава высокого сопротивления (напр., из нихрома, фех- раля), навиваются обычно в спирали, размещаемые на керамич. основаниях. Элементы закрытого типа закладываются в прибор в виде провода или кабеля с изоляцией. Провод делается из оцинков. стальной проволки, кабель с тонкопрово- дящими жилами — из нержавеющей стали, никеля, нихрома. Изоляция проводов и кабелей выполняется с сопротивлениями: электрич. 1—60 ТОм'м, термин. —- 0,6—2°С‘м2/Вт. По принципу действия Э.о. делаются безынерц. и с аккумуляцией теплоты; нерегулируемыми и со ступенчатым, бесступенчатым и автоматич. регулированием теплоотдачи. Среди приборов с аккумуляцией теплоты распространены электротеплоакку- мулирующие печи. По способу установки Э.о. выполняются стационарными и переносными (напольными, настенными, универсальными).
ЭЛЕКТРОРАДИАТОР — переносный среднетемп-рный прибор электрического отопления радиационно- (50% теплового потока)конвект. типа, выполняемый двух видов: "сухим" и с промежуточным теплоносителем — минер, маслом. Масло, заполняющее герметичный корпус Э., нагревается снизу ТЭНом мощностью 0,5—1,25 кВт. При циркуляции масла корпус Э. нагревается в среднем до 85—95°С. В "сухом" панельном Э. корпус заполняется изоляц. материалом, в к-ром равномерно располагаются греющие элементы. Э. имеет термостатич., отключающий прибор при достижении предельной темп-ры корпуса или регулирующий его работу для поддержания заданной
Электрорадиатор
1 — герметичный стальной корпус; 2 —• сигнальная лампа; 3 регулятор температуры; 4—шнур питания; 5—ТЭИ; о — минеральное масло
темп-ры воздуха в обогреваемом помещении. Предназначен для дополнит. отопления помещений в присутствии людей.
ЭЛЕКТРОТЕПЛОАККУМУЛИ- РУЮЩАЯ ПЕЧЬ -- переносный прибор электроаккумуляциониого отопления, предназначь. для периодич. накопления теплоты. В Э.п. вокруг нагреват. элемен-
Электротеплоаккумулирующая печь
1 — теплоизоляционный слой; 2 — теплоаккумулирующий слой; 3 —- нагревательные элементы; 4 — воздушный канал; 5—решетка; б—клапан; 7 — вентилятор
тов помещается сердечник из теплоемкого, теплопроводного, взрывобезопасного материала без запаха (обычно из магнезита с уд. теплоемкостью 1,13 кДж/(кг?С). Для понижения темп- ры поверхности Э.п. сердечник покрывается тепловой изоляцией. Э.п. существуют трех типов: радиационно-конвект. нерегулируемого; естественно конвект. с регулирующим клапаном; вынужденно конвективного с встроенным вентилятором и смесит, клапаном. Э.п. последнего, наиболее соверш. типа обеспечивает понижение темп-ры выходящего воздуха до 40—50°С. Тепловая мощность Э.п. делается больше мощности пост, работающего электроприбора отопительного во столько раз, во сколько период "зарядки" меньше продолжительности суток.
ЭЛЕКТРОТЕПЛОВЕНТИЛЯТОР — переносный низкотемп-рный прибор электрического отопления принудит, тапа, предиазнач. для ускор. прогревания помещений с помощью встроенного двухскоростного вентилятора. По принципу действия он может быть вентилятором осевым, диаметраль
ным, радиальным. Уровень его звуковой мощности — до 53 дБ (А). Э. снабжается ступенчатым регулятором мощности и термоограничителем для защиты нагреват. элементов от перегревания. Выпускается мощностью 1 и 1,25 кВт.
ЭЛЕКТРОТЕПЛОНАСОСНОЕ ОТОПЛЕНИЕ — электрическое отопление, включающее тепловой насос, т.е. термодинамич. установку, передающую в систему отопления для экономии топлива теплоту от источника с низкой темп-рой. Для целей отопления в осн. используются тепловые насосы парокомп- ресс. и термоэлектрич. типов.
ЭЛЕКТРОФИЛЬТР — устройство, в к-ром очистка газов от аэрозольных, твердых или жидких частиц происходит под действием электрич. сил. В результате действия электрич. поля заряж. частицы выводятся из очищаемого газового потока и осаждаются на электродах. Зарядка частиц происходит .в поле коронного разряда. Э. представляет собой корпус пря- молин. или цилиндрич. формы, внутри к- рого смонтированы осадит, и ко- ронирующие электроды разд, конструкции (в зависимости от назначения и области применения Э., а также от специфики улавливаемых частиц). Ко- ронирующие электроды подключены к высоковольтному источнику питания вы- прямл. током напряжением 50—-60 кВ. Э., в к-рых улавливаемые твердые частицы
» 6 ♦ »
Схемы горизонтальных и вертикальных электрофильтров
а —- многопольный горизонт.; б — однопольный вертик.; в — двупольный вертик.
Классификационная схема электрофильтров
удаляются с электродов встряхиванием, наз. сухими, а те, в к-рых осаж. частицы смываются с электродов жидкостью или улавливаются жидкие частицы (туман, брызги), — мокрыми,
По числу электрич. полей, через к- рые очищ. газ последоват. проходит, Э. подразделяют на однопольные и многопольные. Иногда Э. разбивают на паралл. по ходу газа камеры’ — секции. По этому признаку они могут быть одно- и многосекционными. Очищаемый в Э. газ проходит активную зону в вертик. или горизонт, направлениях, поэтому Э. бывают вертик. или горизонт. По типу осадит, электродов Э. делят на пластинчатые и трубчатые. Осн. конструкт, типы Э. — горизонт, пластинчатый и вертик. трубчатый. Э. названных типов может использоваться как мокрый или сухой улавливатель аэрозольных частиц.
предназначены для высокоэф- фект.очистки газов от твердых и туманооб- ' разных примесей, выделяющихся при технология. процессах (сушка, обжиг, агломерация, сжигание топлива и т.д.). Э. находят все более широкое применение для очистки воздуха в системах аспирации. Э. очищают газы от пыли с частицами размером 0,01—100 мкм при /г < 400—450°С. Сопротивление их достигает 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36— 1,8 МДж на 1000 м3 газа. Эффективность работы Э. зависит от свойств частиц и газа, скорости и равномерности распределения очищаемого потока в сечении фильтров и т.д. Чем выше напряженность поля и меньше скорость газа, тем лучше улавливаются частицы. .
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД — очистка, осуществляемая посредством анодных и катодных реакций окисления и восстановления раствор. в воде в-в; реакций между ионами металлов, переходящих в воду в результате электролитич. растворения металлич. анода, и ионами раствор, в воде в-в; сорбции раствор, в-в гидроксидами металлов,^разующимися при электролизе; коагуляции высокодисперсных в-в; флотации взвеш. и плавающих частиц газами, выделяющимися на катодах и т.д. Комбиниров. действие этих процессов приводит к удалению из сточных вод раствор. и диспергиров. в-в. Э.о.п.с.в. в ряде случаев имеет преимущества перед обработкой сточных вод хим. реагентами и др. физ.-хим. способами, т.к. позволяет извлечь из воды ценные хим. продукты и металлы, значительно упростить техно- логич. схему очистки, уменьшить производств, площади, необходимые для размещения очистных сооружений. Эффект очистки производств, сточных вод зависит от их исходного хим. состава (pH,
общее содержание минер, солей), применяемых электродов и расстояния между ними, плотности тока, уд. расхода электричества, интенсивности перемешивания в процессе электролиза, темп- ры. Эффект очистки возрастает в случае разделения анодного и катодного пространств полупроницаемыми диафрагмами из различных материалов. Применение Э.о.п.с.в. наиболее целесообразно при относительно высокой их электропроводности, обусловленной наличием в сточных водах минер, к-т, щелочей или солей (при значениях pH сточных вод, лежащих в нейтр. области, их общее солесодержание должно составлять не менее 0,3 г/л).
Электрохим. способы очистки сточных вод, основан, на анодном окислении или катодном восстановлении содержащихся в них органич. и неорганич. в-в, могут применяться на локальных установках при относительно небольших расходах воды. В нашей стране электрохим. способы применяют для очистки сточных вод от цианидов на предприятиях машиност- роит. и металлообрабат. профиля, для удаления красителей и поверхностноактивных в-в из сточных вод предприятий легкой пром-сти и предприятий по произ- ву товаров бытовой химии, а также для электрохим. извлечения меди и др. цветных, а также драгоц. металлов из высоко- и малоконцентриров.сточных вод. В последнем случае для извлечения драгоц. и цветных металлов применяют объемнопористые катодные материалы в виде углеграфитовых волокон. Известны электрохим. методы очистки сточных вод предприятий разл. отраслей пром-сти от фенолов, цианидов, роданидов, нитросоединений, этиленгликоля, 2,4-Д-к-ты, перекисных органич. соединений, активных азокрасителей, симазина, цианурхлорида, серосодержащих и нек- рых др. органич. соединений, основан, на их анодном окислении и катодном восстановлении.
Электродиализная обработка сточных вод и их электролиз с применением ионообменных мембран мокут применяться для обработки как высоко-, так и мало- концентриров. сточных вод. В этом случае возможна регенерация ценных продуктов из высококонцентриров. сточных вод. Относительно высокий уд. расход электроэнергии компенсируется стоимостью регенериров. продуктов (особенно при регенерации едкой щелочи, дорогостоящих минер, кислот).
Существуют методы регенерации серной к-ты и металлич. железа, азотной и плавиковой к-т из отработ. р-ров, образующихся при травлении углеродистых и легир. сталей, хромовой, фосфорной и серной к-т из отработ. р-ров процессов хромирования, анодирования и электрополирования, едкой щелочи и крис
таллин. гидроксида алюминия из отработ. р-ров щелочного травления изделий из алюминиевых сплавов.
Использование электролиза для обработки малоконцентриров. сточных вод основано на их деминерализации (обессоливании) с повторным использованием очищ. вод в произ-ве и попутном извлечении из сточных вод нек-рых ценных продуктов. Применение этого способа оправданно при высоких требованиях к качеству сточных вод, сбрасываемых в водоемы. Деминерализация сточных вод методом электродиализа возможна при достаточно высоком их расходе (порядка неск. сот кубометров в сутки). Осн. недостатками способа являются относительно высокий уд. расход электроэнергии и необходимость удаления концентриров. р-ров минер, солей при невозможности их технич. использования. Электродиализное обессоливание воды находит применение при создании замкнутых систем водоиспользования на предприятиях.
Электрокоагуляц. методы очистки сточных вод получили наибольшее распространение по сравнению с др. электрохим. методами. При электролизе сточных вод с применением анодов из листовой стали или алюминия вода обогащается соответствующими ионами, образующими затем гидроксиды этих металлов. Под их действием происходит процесс коагуляции содержащихся в воде высокодисперсных в-в, аналогичный процессу обработки воды соответствующими солями алюминия или железа. Однако в отличие от применения солевых коагулянтов при электрокоагуляции вода не обогащается сульфат- или хлорид-ионами, содержание к-рых в очищ. воде лимитируется как при сбросе ее в водоемы, так и при повторном использовании в системах производств, водоснабжения.
При электролизе сточных вод одновременно протекают др. физ.-хим. процессы: электрофорез; катодное восстановление раствор, органич. и неорганич. в-в и их хим. восстановление ионами Ее2+, а также образование катодных осадков металлов; хим. реакции между ионами Fez+ и А13+, выделяющимися при электролитич. растворении металлич. анодов, и нек-рыми содержащимися в воде ионами (S2", РОГ и др.), в результате чего образуются нерастворимые в воде соли, выпадающие в осадок; флотация твердых и плавающих частиц пузырьками газообразного водорода, выделяющимися на катоде (этот процесс обычно наз. электро- флотацйей). Кроме того, происходит сорбция ионов и молекул раствор, в-в, а также эмульгиров. в-в на поверхности хлопьев гидроксидов железа и алюминия, к-рые обладают значит, адсорбц. спосдб- ностью, особенно в момент образования.
В отд. случаях, только совместное протекание электрофореза и электрокоагуляции обеспечивает успешную очистку сточных вод, напр. содержащих эмульгиров. в-ва. Осн. область применения электрокоагуляции в сочетании с электрофлотацией или без нее — удаление из сточных вод нерастворенных высокодисперсных в-в, образующих в воде различ. коллоидные системы. Значительно уже область применения электрокоагуляции для удаления из воды истинно растворенных примесей. В сюн. это примеси, образующие с ионами Ре2+ и А13+ нерастворимые в воде хим. соединения, выпадающие в осадок, а также хромат-ионы и др. примеси.
' ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ВЕЩЕСТВ — кол-во энергии, выделяющейся из единицы его массы; параметр, позволяющий оценить принцип, возможность и целесообразность их использования как источников энергии. Выражается в единицах энергии: джоулях (Дж), или киловатт-часах (кВт-ч). При расчетах энергетич. балансов пользуются единицей "тонна усл. топлива" (т.у.т.); 1 т.у.т. - 29,308 ГДж. При больших объемах первичной энергии используют единицы: 1 ГДж - 1-109 Дж; 1 ПДж - - 140й Дж; ЭДж- 1401® Дж.
ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА НИЗКОСОРТНОГО ТОПЛИВА — хим. и термохим. переработка с целью получения высококачеств. твердого, жидкого котельного или газообразного топлива. Э.п.н.т. позволяет получить из твердого топлива искусств, жидкое моторное со свойствами бензина и дизельного топлива, энергетич. газообразное, а также твердое с высокой теплотой сгорания. Осн. сырьем для переработки твердого топлива являются высоковлажные бурые угли с открытой добычей, имеющие выход летучих в-в 35—70%, высокозольные сланцы с выходом летучих в-в 50—90% и дешевые каменные угли с открытой добычей и выходом летучих в-в 40—45% и более. Методы энерготехно- логич. переработки твердого топлива классифицируют: по характеру среды, в к-рой топливо подвергается деструкции (разложению), — с нейтр. или восстановит. средой (пиролиз), с окислит, средой (газификация), со средой водорода (гидрогенизация); по тепловым условиям, при к-рых протекает деструкция, — низкотемп-рный (до 400°С), среднетемп- рный (400—700°С) и высокотемп-рный (900°С и выше) процессы. Пиролиз твердого топлива происходит без доступа кислорода. В зависимости от темп-ры процесс пиролиза подразделяют на: бертинирование (до 300°С), полукоксование (400—600°С) и коксование (900°С
и выше). При бертинировании из твердого топлива (угли, торф) выделяются пары и сорбиров. его поверхностью газы (СОг, СН4 и др.); твердое в-во топлива разлагается незначительно, но его поверхность становится более активна к процессам окисления, теплота сгорания повышается пропорционально уменьшению влаги и сорбиров. газов. При темп-pax св. 300°С начинается деструкция твердой массы топлива, в результате распада молекул из него выделяются летучие в-ва — жидкие углеводородные соединения и горючие газы. При полукоксовании из топлива выделяются первичная смола (по свойствам сходная с нефтью), первичные газы, содержащие, %: Нг — 10—30, С1<4 — 33— 40, СОг — 5—15, СО — 5—8 с теплотой сгорания 23—30 МДж/м3 и твердый углеродный остаток (полукокс) С выходом летучих в-в 8—12%. При коксовании происходит более глубокая деструкция не только исходного топлива, но и первичных продуктов его разложения. Выход жидких углеводородов (смолы) сокращается с 10—12 до 2,5—5,5%, но увеличивается до 15% выход газообразных углеводородов с теплотой сгорания 17—19 МДж/м3. Процесс полукоксования пригоден для произ-ва энергетич. топлива. Основанный на нем метод высокоскоростного пиролиза позволяет при нагреве низкосортного бурого угля с теплотой сгорания 15,5 МДж/кг до 590°С получить высоко- реакц. полукокс с теплотой сгорания 27— 28 МДж/кг, смолу — сырье для моторного топлива с теплотой сгорания 36— 38 МДж/кг и газ с теплотой сгорания 14,5—17 МДж/м3. Пиролиз угля при меньших темп-pax позволяет получить энергетич. топливо — облагорож. уголь с высокой теплотой сгорания. Процесс произ-ва т.н. термоугля заключается в высокоскоростном нагреве угля в вихревых камерах до 450—470°С, во время к-рого из него выделяются вся влага и 5—8% летучих в-в, используемых для обеспечения необход. тепловых условий протекания процесса. Получ. термоуголь имеет теплоту сгорания 26,5—27 МДж/кг вместо 12,5—13,8 МДж/кг в исходном угле и является высококачеств. энергетич. топливом.
Энерготехнологич. переработку твердого топлива в окислит, среде (воздухе, кислороде, водяном паре) наз. газификацией топлива. Газификация угля — термохимич, процесс превращения угля в горючие газы. Обычно этот процесс ведут в среде воздуха и водяного пара, кислорода и воздуха и в среде только водяного пара, требующей подвода теплоты для обеспечения необход. для хим. реакции тепловых условий. Газификацию угля проводят при атм. и повыш. давлениях. Чем выше давление, тем больше в получившемся газе водорода и меньше
оксида углерода. С повышением давления растет произ-сть газогенераторов. Техно- лотчески газификация угля осуществляется в плотном или кипящем слое, потоке. Газификация в плотном слое ведется, как правило, при темп-рах 1000—1200 с твердым и св. 1400°С с жидким шлакоуда- лением; в кипящем слое — при темп-рах до-1000 с твердым, а в потоке при темп-рах св. 1500°С с жидким шлакоудалением. Получила распространение газификация не только сухого угля, но и водоугольных суспензий (высококонцентриров. смеси мелких частиц угля с водой). При газификации угля в паровоздушной среде получают газ с теплотой сгорания 5—6,5, на парокислородном дутье при атм. давлении — до 12,5, а под давлением 1— 2 МПа — до 16,5—17 МДж/м3. Получ. газ обычно используют в качестве топлива в пром-сти.
ЭНТАЛЬПИЯ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА (от греч. entalpo — согреваю) — уд. теплосодержание влажного воздуха, отнесенное к 1 кг массы его сухой части (см. Воздух). Измеряется в кДж/кг.
ЭПЮРА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ — графич. изображение изменения давления циркуляционного по длине магистралей системы водяного отопления. Э.ц.д. строится в процессе гидравлического расчета системы отопления по способу уд. линейных потерь давления после расчета осн. (при тупиковом движении воды в магистралях) или двух- трех циркуляц. колец (при попутном движении воды в магистралях). При построении Э.ц.д. падение давления по длине каждого участка магистралей условйо считается равномерным.
На схеме приведена Э.ц.д. для вертик. однотрубной системы водяного отопления с тупиковым движением воды в магистралях. По горизонтали нанесены длины участков магистралей и отмечены номера стояков системы отопления (1—
Эпюра циркуляционного давления в системе отопления с тупиковым движением воды в магистралях ■ .
1—7—номера стояков
Эпюра циркуляционного давления в двухтрубной системе отопления с попутным движением воды в магистралях
1—7 — номера стояков
7). По вертикали откладываются потери давления на участках подающих (на схеме сверху) и обратных (на схеме снизу) магистралей и потери давления на всех участках стояка, входящего в осн. цирку- ляц. кольцо (стояк 7). Общие потери давления в стояке . выражаются вертик. отрезком 7—7'. По Э.ц.д. выявляются располагаемые разности давлений в точках присоединения к магистралям промежут. стояков, входящих в еще не рассчит. вто- ростеп. циркуляц. кольца системы (напр., разность давлений между точками 3 и 3' для стояка 3). Результаты гидравлич. расчета промежут. стояков также наносятся на Э. ц.д., чтобы установить степень увязки располагаемых и потерянных давлений (допуст. невязка при расчете 15%). На схеме показаны, напр., точка 3", связ. с потерями давления в стояке 3, и невязка давлений, выраженная отрезком 3"—З1. Показано также, что потери давления в циркуляц. кольцах разл. длины» как правило, при расчете способом уд. линейных потерь неодинаковы. Штрихпунк- тирными линиями изображена "идеальная" Э.ц.д., необходимая для равномерного и устойчивого распределения теплоносителя между отд. стоякамИлДля получения такой эпюры следует значительно увеличить потери давления в стояках
(рекомендуется до величины не менее 70% общих потерь давления в циркуляц. кольцах без учета потерь давления на общих участках магистралей) и уменьшить потери в магистралях.
На схеме приведена Э.ц.д., характерная для вертик. двухтрубной системы, отопления с попутным движением воды в магистралях. Э.ц.д. для такой системы строится не только для того, чтобы получить располагаемое давление циркуляц. в точках присоединения к магистралям промежут. стояков, но и для того, чтобы убедиться в отсутствии "обратной" циркуляции воды в отд. стояках. Э.ц.д. в двухтрубной системе построена после гидравлич. расчета трех циркуляц. колец через средний, ближний и дальний от теплового пункта стояки (показаны невязки расчета 4*—4" и 4—4"). Относительно незначит. потери давления в стояках (вертик. отрезки 1—Г, 2—2" и т.д.) характерны для двухтрубной системы. Циркуляц. давление в подающей магистрали всегда должно быть больше, чем в обратной. Обратное соотношение давления в магистралях вызовет циркуляцию охлажденной воды через отопительные приборы — "обратную" циркуляцию. Это недопустимое явление станет возможным, напр., в стояке 2, если давление в точке 2‘ обратной магистрали в результате ошибочного выбора диаметра ее двух участков, прилегающих к точке 2‘, повысится до давления в точке 2", или в стояке 6, если давление в точке 6 подающей магистрали понизится до давления в точке б". На схеме пунктиром показано изменение давления в участках магистралей, вызывающее "обратную" циркуляцию воды через отопит, приборы стояков 2 и б.
Как отмечено выше, для надежного сохранения расчетной пропорциональности распределения воды между стояками в течение отопительного сезона, т.е. для обеспечения тепловой устойчивости системы отопления, потери давления в стояках (или ветвях) должны
преобладать. Э.ц.д. при относительно низких потерях давления в магистралях и высоких потерях в стояках схематично показана штрихпунктирными линиями. Если подобный вид сравнительно легко придать Э.ц.д. вертик. однотрубной системы отопления многоэтажного здания, уменьшая диаметр стояков, то в двухтрубной системе для этого потребуется увеличить гидравлич. сопротивление подводок к отопительным приборам путем установки на подводках регулирующих кранов с дросселирующим устройством. Последнее, кроме того, способствует повышению вертик. тепловой устойчивости двухтрубных стояков.
ЭПЮРЫ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА НА ПОВЕРХНОСТЬ ОГРАЖДЕНИЯ — граф, изображение избыт, давления воздуха на поверхность ограждения. При построении эпюр избыточного давления снаружи или внутри помещения вводят усл. ноль давления воздуха на ограждения (единый для рассматриваемого здания). Выбор условного ноля определяет конфигурацию эпюр давления. Известные способы представления избыт давления воздуха на поверхности ограждений предложены П.Н. Каменевым, В.В. Батуриным, В.Х. Фрибе (т.н. "нейтральной зоны") и МИСИ. Поел, способ позволяет унифицировать конфигурацию эпюр для большинства типов зданий для любых соотношений ветровых игравитац.сил.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА — совокупное Свойство системы, определяющее меру оптимальности принятого ее решения, совместно учитывающее свойство обеспеченности, надежности, управляемости (устойчивости) и технико-экономич. целесообразности (в т.ч. в части ущерба производств., сан.-техн, и экономич.). Э.с.к.м. является вероятностно-де- терминир. показателем.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абонентский ввод 7
Абсорбенты и адсорбенты 8
Абсорбер 8
Аварийно-восстановительная служба системы теплоснабжения 8
Автоматизация 8,
Автоматизация биологической очистки сточных вод 8 Автоматизация насосных станций теплоснабжения 9 Автоматизация насосных установок водоснабжения и канализации II
Автоматизация очистки природных вод 13
Автоматизация подпитки 15'
Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха 16 Автоматизация систем теплоснабжения 17 Автоматизация тепловых пунктов 19 Автоматизация физико-химической очистки сточных вод 21■
Автоматизированная система диспетчерского управления централизованным теплоснабжением (АСДУЦТ) 22
Автоматизированная система управления предприятием централизованного теплоснабжения (АСУПЦТ) 23
Автоматизированная система управления тепловым и воздушным режимами здания 24
Автоматизированная система управления технологическими процессами газоснабжения (АСУТПГ) 24 Автоматизированная система управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения (АСУТПЦТ) 24 Автоматизированная система управления централизованным теплоснабжением (АСУЦТ) 25'
Автоматика безопасности газовых приборов 25 Автоматика коммунально-бытовых газовых агрегатов 26 Автоматическое включение резерва (АВР) 28 Адсорбер 28
Аккумулятор-теплообменник 28
Аккумулятор теплоты 29
Активная система солнечного отопления 29
Активный ил 30
Алгоритм проектирования здания 31■
Алгоритм системы кондиционирования микроклимата 32.
Анализаторы качества природных и сточных вод 32 Анаэробная стабилизация осадков 32 Анаэробный ил 33 Антикоррозионная защита металлов 34 Антикоррозионная защита теплопроводов 34 Антрацит 35
Аппараты тепломассообмена пенные 35
Арматура на трубопроводах 35
Аспирационная установка 40-
Аспирационное укрытие 40
Аспирация 40
Аспирация оборудования 40
Атмосферная труба 41
Атомные источники теплоты 41
Аэратор 41
Аэратор комбинированный 42
Аэрация зданий 42
Аэрация сточных вод 42-
Аэрация механическая сточных вод 43
Аэрация пневматическая сточных вод 44
'Аэробная стабилизация осадков 45
Аэродинамика 45
Аэродинамика здания 46
Аэродинамика промышленной площадки 46
Аэродинамика систем вентиляции 46
Аэродинамическая труба 47
Аэродинамический’ расчет котельной установки 48
Аэрожелоб 48
Аэрозоли 48
Аэрозольтранспорт 48
Аэротенк 48
Аэротенк башенный 49
Аэротенк-вытеснитель 49
Аэротенк двухступенчатый 49
Аэротенк-осветлитель 50
Аэротенк-отстойник 50
Аэротенк продленной аэрации 50
Аэротенк противоточный 50
Аэротенк-смеситель 51
Аэротенк с рассредоточенным впуском сточных вод 51
Аэротенк шахтный 52
Багорный насос 53*
Байпасирование воздуха 53
Байпасная панель 53
Бак. конденсатный 53
Бак расширительный 53
Бак-сепаратор 54
Баки-аккумуляторы в системе горячего
водоснабжения 55
Баллоны для сжиженного газа 55
Барабан котла 55
Барабанно-шаровая мельница 56'
Барабанный котел 56
Барботажная промывка пара 56
Барботирование 56■
Батарейный циклон 56
Бачок смывной 56
Бесканальная прокладка теплопроводов 57
Бескомпрессорная система кондиционирования воздуха 58' .
Б идэ-58
Биоконтактор 58
Биологический пруд 58-
Биопленка биофильтра 59
Биосорбер 59
Биотенк 60
Биотопливо 61'
Биофильтр 61'
Биофильтр погружной 62
Биофильтр с объемной загрузкой 63
Биофильтр с плоскостной загрузкой 63
Биофильтр-стабилизатор 64
Бифилярная (двухпоточная) система отопления 64
Блок тепломассообмена 64
Брызгальный бассейн 64.
Бурый уголь 65
Вакуум-насос 66'
Вакуум-фильтр барабанный 66
Вакуумная пылеуборка 66
Ванна купальная 67
Вариатор частоты вращения ременный 67
Веерная приточная струя 67
Вентилятор диаметральный 68
Вентилятор осевой 68
Вентилятор радиальный 70
Вентиляторный агрегат 71
Вентиляционная система 71
Вентиляция 72''
Вентиляция аварийная 73
Вентиляция естественная 73 "
Вентиляция искусственная 73(
Вентиляция местная 73
Вентиляция общественных зданий 74
Вентиляция производственных зданий 75
Верхняя зона помещения 76
Ветвь системы отопления 76
Ветровое давление на поверхности здания 76
Взаимодействие приточных струй 76
Взрывной клапан 76
Взрывоопасная воздушная смесь 77
Вибрационная очистка котла 77
Вибрация 77'
Виброизоляция 77
Вихревая топка 77
Влагоемкость материала 77
Влагообмен 77
Влагопередача нестационарная 77
Влагопередача стационарная 78
Влагопроводность 78
Влагосодержание воздуха 79.
Влагосодержание материала 79
Влажность материала 79
Внутренние газопроводы 79
Вода 80
Водный режим котла 81'
Водо-водяные подогреватели 81.
Водогрейный котел 83
Водозабор 84
Водозабор горизонтальный 84 '
Водозабор лучевой 85
Водозабор поверхностных вод 86
Водозабор подземных вод 871
Водоподогреватели в системе теплоснабжения 87
Водоприемник 88
Водопровод 89
Водораспределительная система биофильтра 89
Водотрубный котел 90
Водяное отопление 901
Водяной экономайзер 94
Воздух 94
Воздуховод 95
Воздуховод перфорированный 95
Воздуховод равномерного всасывания воздуха 95
Воздуховод равномерной раздачи воздуха 96
Воздуходувка 96
Воздухонагреватель 97'
Воздухонагреватели зональные 97
Воздухонагреватели первого и второго подогрева 97
Воздухообмен 97
Воздухообмен неорганизованный 98
Воздухоотводчик 98.
Воздухоохладитель 98
Воздухоподогреватель 99*
Воздухопроницаемость ограждений 100'
Воздухораспределитель 100 Воздухосборник 100'
Воздушная завеса 100 Воздушная прослойка 101 Воздушная труба 101.
Воздушное отопление 101
Воздушно-тепловая завеса 103
Воздушный баланс 103'
Воздушный душ 103
Воздушный клапан конвектора 104
Воздушный кран 104
Воздушный режим здания 104
Вредные выделения 104
Время капиллярного всасывания 105
Всасывающий факел 105
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) 105
Вытяжная вентиляционная установка 105
Вытяжная воронка 105
Вытяжной зонт 106
Вытяжной шкаф 106■
Газобаллонная установка 107
Газовая плита 107■
Газовая сеть 108
Газовые контактные воздухоподогреватели 108
Газовые приборы для жилых зданий 109
Газовый камин 109
Газовый контактно-поверхностный водонагреватель 109
Газовый контактный теплообменник ПО
Газовый проточный водонагреватель 111'
Газогорелочное устройство Ц2
Газогорелочное устройство для промышленных ■ печей 112
Газонаполнительная станция 113
Газообразное топливо ИЗ
Газорегуляторная станция (ГРС) 114.'
Газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ) 115'
Газоснабжение 1161
Газоход 116"
Газы 116■•
Гарнитура котлоагрегата 116
Гелиоустановка 116’
Геотермальная вода 118‘
Геотермальная скважина 118•
Геотермальная установка 118
Геотермальное отопление 118•‘
Геотермальное теплоснабжение 119
Геотермальные тепловые сети 120
Гигрограф 120
Гигрометр 120•
Гидравлическая устойчивость тепловых сетей 120
Гидравлический затвор 121
Гидравлический лоток 121*
Гидравлический расчет внутренних газопроводов 121
Гидравлический расчет газовых сетей 122
Гидравлический расчет системы отопления 123
Гидравлический расчет системы парового отопления 123'
Гидравлический расчет тепловых сетей 1241
Гидравлический режим тепловых сетей 124
Гидравлический режим тепловых сетей открытых систем теплоснабжения 126
Гидравлический удар 127
Гидроаппарат системы Москалькова 127
Гидрозолошлакоудаление ./27
Гидромуфта 127-
Гидрообеспыливание оборудования 128
Гидроциклон 128
Гидроциклон многоярусный 128
Гидроциклон напорный 129
Гидроциклон открытый 130
Гидроциклон-фильтр 130■
Гидроциклон-флотатор 131
Гладкотрубный отопительный прибор 131
Глубокая очистка от нефтепродуктов сорбцией 131
Годовой график продолжительности спроса тепловых нагрузок 131
Годовой расход газа 132
Годовые расходы теплоты 133’
Горелка атмосферная 133
Горелка газовая 134
Горелка газовая на котлоагрегатах 136■
Горелка газовая рекуперативная 137
Горелка газовая скоростная 138'
Горелка газовая струйно-стабилизаторная 138
Горелка газовая туннельная 139.
Горелка газовая турбулентного смешения 140
Горелка газомазутная 141
Горелка инфракрасного излучения 142
Горелка пылеугольная 143
Горелка форкамерная 144' ,
Городская система газоснабжения 145
Горючие сланцы 146
Гравитационное давление на ограждения здания 146
Гравитационное отопление 146
Градирня 147-
Градусо-сутки 147•
Граничные условия 147,
Графики потребления теплоты в системах теплоснабжения 148 ■
Графики температур 148
Графики температур и расходов воды в открытых системах теплоснабжения 150
Грейфер 152
Грохот 152
Грязевик 152
Давление гидродинамическое 153
Давление гидростатическое 153
Давление циркуляционное 153
Дамба 153
Двухканальная система кондиционирования воздуха 153■
Двухпоточная система отопления 153
Двухступенчатого испарительного охлаждения система
кондиционирования воздуха 153
Двухтрубная система отопления 153
Деаэратор 154
Деаэрация 155
Дежурное отопление 155
Действительная концентрация аэросмеси 155
Дефторирование воды 155
Децентрализованная система горячего водоснабжения 156'
Децентрализованная система теплоснабжения 156
Джоуля-Ленца закон 156
Диаграмма I-d влажного воздуха 156■
Диаграмма 157'
Динамика давления в системе отопления 157
Дисбаланс воздуха 159
Диспетчерское управление теплоснабжением 159
Диффузия водяного пара 159
Диффузор 1591
Дозатор 160
Дренаж сооружений 160
Дренажная линия системы отопления 160
Дробеочистительная установка 160
Дробилка 161
Дросселирующая шайба 161
Дроссель-клапан 161
Дроссельный вентиль 161
Дутьевой вентилятор 161
Дымовая зона 161
Дымовая труба 161'
Дымовая труба отопительной печи /62
Дымообороты печи 162
Дымосос 162
Дымы 162'
Емкостный газовый аппарат 163,
Жалюзи 164
Жаротрубный котел 164
Жидкое котельное топливо 164.
Заглушка 165
Загрузочное устройство 165
Загрузочный материал биофильтра 165
Загрязнители атмосферы 165
Закрученная приточная струя 166
Закрытая система теплоснабжения 166
Замораживание осадков 167
Замораживание — оттаивание осадков природных вод 1671
Заслонка воздушная /68
Затекание воды в отопительный прибор /68
Затухание и запаздывание 169
Защита водозаборов от наносов 169
Защита водозаборов от шуги 170
Защита воздушного бассейна от загрязнения 170
Защита тепловых сетей 172
Защищаемое помещение 172
Здание с эффективным использованием энергии 172
Зерновая характеристика угля 172
Змеевик отопительного прибора 172
Зола 172
Золоотвал 172
Золоудаление 172
Золоулавливание 172
Золоуловители 172
Зольник котла 173
Зольник печи 174
Зона дыхания 174
Зона санитарной охраны 174
Зона системы отопления 174
Идентификация математической модели теплового и воздушного режимов здания 175
Избыточное давление воздуха 175
Известегасильное оборудование 175
Известковое хозяйство 175
Измерение давления, расхода и уровня жидкости 176
Измерение расхода газа 177
Изоляция газопроводов /78
Изотермическая приточная струя /78.
Изоэнтальпийный процесс /78
Иловые площадки 178‘
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) 179
Инжектор 179
Интегрированная автоматизированная система управления централизованным теплоснабжением (ИАСУЦТ) 179
Инфильтрация воздуха через ограждения 179
Ионизация воздуха 179
Ионообменное обессоливание природных вод 180
Иррегулярный режим 181
Искусственное топливо 181.
Испаритель 182
Испаритель сжиженных газов 182
Испарительная установка 183
Испарительное охлаждение воздуха 183
Исполнительные механизмы 183
Испытание системы вентиляции 184
Испытания и наладка вентиляционных систем 184
Источник теплоты при теплонасосном отоплении 184
Источники теплоты систем теплоснабжения 184
Источники холода для систем кондиционирования воздуха 186•
Источники энергии 187
Кавитация 188
Калач 188
Калорифер 188.
Каменный уголь 189'
Камера орошения 189
Камерная топка 189
Камеры тепловых сетей 190.
Камин 191
Канал 191
Канал воздушного отопления 191
Канализационная сеть 191-.
Канализационный коллектор 191
Капиллярное всасывание воды 191
Каплеуловитель 192
Каптаж 192.
Каркас котла 192'
Каталитический реактор 193
Квартирное отопление 194
Керамическая насадка излучателя 194 .
Клапан 194
Клатраты 196
Коагулирование 196
Коагулянты 197'
Коагуляция 198
Коагуляция контактная 198
Количество теплоты 198
Коллектор системы отопления 198
Коллектор солнечной энергии 198 .'
Коллекторы городские 199
Колодец шахтный 200
Колонка 201
Колонка водогрейная 201
Колосниковая решетка 201
Комбинированная система кондиционирования
микроклимата 201'
Комбинированное отопление 201
Компактная приточная струя 202
Компенсатор теплопроводов 202
Компенсаторные ниши 203
Компенсация температурных удлинений теплопроводов 203■
Компостирование осадков 203
Компрессор 204.
Комфортные условия в помещении 204■
Конвейер 205
Конвективная воздушная струя 205
Конвективное отопление 205 '
Конвективно-лучистый теплообмен на поверхности 205
Конвективный теплообмен 205
Конвектор 206
Конвекция 207
Конвекция вынужденная 207
Конвекция естественная 207''
Конвекция свободная 207
Конвекция смешанная 208
Конгруэнтное плавление 208-
Конденсат 208_
Конденсатный насос 208■,
Конденсатопровод 208.
Конденсатор 209
Конденсатор в системе теплонасосного отопления 209
Кондиционер 209■ ■
Кондиционирование воздуха 210
Контейнерный пневмотранспорт 210
Контрольно-измерительные приборы 210
Конфузор 212
Концентратор солнечного излучения 212
Концентрационные границы зажигания газа 212
Коррозионная стойкость 212
Коррозионный ингибитор 212
Коррозионный пассиватор 212
Коррозия 212
Коррозия-крекинг 212
Коррозия металлов 212
Коррозия металлов избирательная 213
Коророзия металлов межкристаллитная 213
Коррозия металлов транскристаллитная 213
Коррозия металлов химическая 213
Коррозия металлов электрохимическая 214
Коррозия-питтинг 214
Котел-утилизатор 214
Котел чугунный 214
Котельная 214
Котельная установка 215■
Котлоагрегат 216
Котловая вода 217
Коэффициент воздухообмена 217
Коэффициент воздухопроницания ограждений 217
Коэффициент избытка воздуха 217
Коэффициент обеспеченности 217
Коэффициент облученности 218
Коэффициент орошения 218 ■
Коэффициент полезного действия котла 218
Коэффициент расхода 218
Коэффициент сопротивления движению аэросмеси 218
Коэффициент теплопередачи отопительного прибора 218
Коэффициент теплопоглощения ограждения 219
Коэффициент теплоусвоения материала 219
Коэффициент теплоусвоения поверхности ограждения 219-
Коэффициент угловой луча процесса 219
Коэффициент эффективности 219
Кран мостовой 219
Кран смывной 221■
Кратность воздухообмена 221
Крестовина вентиляционная 221
Кристаллизация 222
Лебедка 223
Локализация холодного тока воздуха 223
Луч процесса 223
Лучистое отопление 224■
Лучистый теплообмен 224
Лучистый теплообмен поверхности 224■
Магистраль системы отопления 225 '.
Мазут 225
Мазутное хозяйство 225
Математическая модель теплового и воздушного ■
режимов здания 226
Материалопровод 226
Мельница 226,
Мембранный привод регулирующего органа 227
Местная вытяжная вентиляция 227
Местная приточная вентиляция 227
Местная пылеуборочная установка 227
Местное отопление 228
Местное воздушное отопление 228
Местное панельно-лучистое отопление 228
Местный отсос 228
Местный тепловой пункт 228-
Метантенк 228
Метод конечных разностей 230
Метод электротепловой аналогии 230
Методы управления микроклиматом в зданиях 231
Механизмы влагопереноса 231
Мешалка 232
Микроклимат помещения 232
Микроманометр 232
Микрофильтр 2331
Многозональная система кондиционирования
воздуха 233
Мойка кухонная 233
Мокрые пылеуловители 234
Монтаж вентиляционных систем 234
Мультициклон 235
Мусоросжигательный завод 235
Нагрев воздуха 237
Надежность распределительных систем газоснабжения 237
Надежность систем теплоснабжения 238•
Направляющий аппарат 240
Насадок 241
Насосная повышающая установка 241.
Насосная повышающая установка 241.
Насосная станция 243
Начальное условие 244'
Незамерзающая влага в материалах 244
Неизотермическая приточная струя 244
Нейтрализация и очистка от тяжелых металлов
производственных сточных вод 245
Неподвижные опоры 246
Непрерывный нагрев (охлаждение) тел 246 1.
Непроходные каналы тепловых сетей 247
Нефтеловушка 247
Нитка 248"
Обвязочные газопроводы на котлах и печах 249
Обдувка котла 249
Обдувочные аппараты котлов 249.
Обезвоживание осадков природных вод 250
Обезвоживание осадков сточных вод 250
Обеззараживание воды озоном 250
Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами 251
Обеззараживание воды хлором 252
Обеззараживание осадков сточных вод 253
Обеззараживание природных и сточных вод 254
Обескремнивание воды 254
Обеспеченность расчетных условий 255
Обессоливание воды 255
Обессоливание воды обратным .осмосом 255
Обмуровка котла 257
О0орудование газопроводов 258.
Оборудование ионообменных установок 259
Обработка воздуха 261’
Обработка природного газа 261
Обратная закачка геотермальной воды 261.
Общий теплообмен в помещении 261
Общий теплообмен на поверхности в помещении 262
Объекты управления с распределенными и сосредоточенными параметрами 262 Огнеупорность 262
Ограждение с прозрачной теплоизоляцией 262
Однотрубная система водяного отопления 263
Озонатор 265'
Окситенк 265
Опреснение воды 266
Опреснение воды электродиализом 266
Опреснение и обессоливание воды дистилляцией 267
Опрокидывание циркуляции 268
Организация воздухообмена 269
Осадки городских и производственных сточных вод 269
Осадки природных вод 269
Осветлитель воды 271
Осветлитель контактный 271
Осушка воздуха 271
Осушка воздуха сорбционная 271
Осушка паропровода 272'
Отверстие приточное аэрационное 272
Отвод 272'
Отвод продуктов сгорания от газовых приборов 272
Отделитель 273'
Открытая система теплоснабжения 273
Относительная влажность воздуха 274
Относительный потенциал влажности 274
Отопительная панель 275 „
Отопительная печь 276
Отопительно-вентиляционный агрегат 277 '
Отопительные газовые печи 277
Отопительный агрегат 278'
Отопительный котел 279.
Отопительный прибор 279‘
Отопительный сезон 280
Отопление 280
Отсос воздуха боковой 281
Отсос воздуха бортовой 281
Отсос воздуха витринный 282.
Отсос воздуха кольцевой 282
Отстаивание воды 283
Отстойник 283
Отстойник вертикальный 283
Отстойник горизонтальный 284
Отстойник радиальный 285'
Отстойник с вращающимся устройством для
распределения и сбора воды 286
Отстойник тонкослойный 287
Отступка 288
Охлаждающий пруд 288'
Охлаждение воздуха 288,
Охлаждение воздуха сухое 289■
Очистка воздуха абсорбционная 289
Очистка газов и воздуха каталитическая 289
Очистка газов и воздуха конденсационными
методами 289'
Очистка глубокая сточных вод малых населенных пунктов 289
Очистка и обессоливание, сточных вод ионным обменом 290
Очистка подземных вод от соединений азота 292
Очистка природных вод и водоподготовка 292
Очистка производственных сточных вод озонированием 294
Очистка производственных сточных вод пероксидом
водорода 295,
Очистка сточных вод 296
Очистка сточных вод в районах с суровым климатом 297
Очистка сточных вод гальванических производств 298
Очистка сточных вод индивидуальных домов 299
Очистка сточных вод кислородом 299
Очистка сточных вод малых населенных пунктов 300
Очистка сточных вод объектов с кратковременным
пребыванием людей 301
Очистка сточных вод от соединений азота 301
Очистка сточных вод с активным илом 303
Панель инфракрасного излучения 304
Панель равномерного всасывания воздуха 304
Панельно-лучистое отопление 304'
Пар 305
Пар водяной 305
Пар вторичного вскипания 305
Параметры наружного климата 305
Паровая система теплоснабжения 306
Пароводяная смесь 307
Пароводяной подогреватель 307
Паровое отопление 308
Паровой котел 310
Паровой насос 311
Пароизоляция 311
Парообеспыливание оборудования 311
Пароохладитель 312
Пароперегреватель 312
Паропровод 313
Паропроницаемость 313
Пассивная система солнечного отопления 313
Патрубок для раздачи воздуха 314■
Пельтье эффект 314■
Пенообеспыливание оборудования 31й
Перевал 315
Передача клиноременная 315,
Перекрыта печи 315
Перетекание воздуха 315
Переходные процессы теплопередачи 315
Периодический процесс нестационарной
теплопередачи 317.
Песколовка 317
Печное отопление 318■
Пиролиз осадков 319
Писсуар 319.•
Питатель пыли 320
Питательная вода 320.
Питательный насос 320 '.
Пито трубка 321
Плавление 321
Плафон для раздачи воздуха 321
Плоская приточная струя 321
Плоскопламенная горелка 321
Плотина 322
Пневматический транспорт 323
Пневмозолоудаление 325
Пневмотранспорт 325
Пневмотранспорт твердых бытовых отходов 325
Погрузчик 326
Подающие линии систем горячего водоснабжения 327
Подвертка печи 328
Подвижные опоры 328
Подводка к отопительному прибору 328
Подготовка осадков сточных вод 328
Поддон 329
Поддон душевой 329
Поддувало печи 329.
Подземный резервуар 329
Подовая горелка 330
Подпиточное устройство тепловых сетей 330
Подпиточный насос 331
Подпорная шайба 3311
Подъемно-транспортные машины 331
Показатель теплопоглощения помещения 331
Показатель теплоусвоения помещения 332•
Поливалентные и гибридные системы 332
Политропный процесс 332.
Полотенцесушитель 332 .
Полуограниченная приточная струя 333■
Потенциал влажности 333
Поток полной теплоты 334
Поток явной теплоты 334
Предельно допустимые концентрации (ПДК) 334
Преобразователь первичный 334
Прерывистая теплоподача 334
Приборный узел системы отопления 334
Приборы динамического отопления 335
Приборы санитарно-технические 335
Принцип суперпозиции 335■
Присоединение газопроводов к действующим сетям 336
Приточная вентиляционная установка 336
Приточная струя 3371
Проводимость элемента системы отопления 337
Продольный профиль тепловой сети 338
Продувка котла 338
Проектирование систем центрального отопления 338
Производственное помещение 338,
Пролетный пар 338
Промышленная система газоснабжения 338
Противопожарные требования к вентиляционным системам 339
Прямоточная система кондиционирования воздуха 340
Пульпонасос 340
Пульпопровод 340
Пункт сброса отработавшей геотермальной воды 340
Пылевой режим помещения 340
Пылеосадительная камера 341
Пылеприготовление топлива 341■
Пылеугольная топка 342
Пылеуловитель 342
Пылеуловитель вихревой 342
Пылеуловитель инерционный 343 '
Пылеуловитель ротационный 343
Пыль 343,
Рабочая зона 344.
Рабочее место 344
Радиатор 344
Радиатор панельный 345
Радиатор секционный 345 г
Радиационная температура помещения 346
Разгрузочная машина МВС-4М 346
Разделка у дымовой трубы 346
Разрегулирование системы отопления 346
Раковина 346
Расход воды в тепловых сетях закрытых систем теплоснабжения 346.
Расход воды в тепловых сетях открытых систем теплоснабжения 347
Расход теплоносителя в системе отопления 347
Расход теплоты в системах теплоснабжения 347
Расходная концентрация аэросмеси 348
Расчет газовой горелки 348
Расчет переменных режимов водоподогревателей 350
Расчетное циркуляционное давление 350
Расчетный дебит (расход) геотермального теплоносителя 350
Расчетный расход газа 351
Ребристая труба 351-
Регенеративный теплоутилизатор 352
Регенератор активного ила 352*
Регенерационные растворы ионообменных установок 352
Регенерация ионообменных смол 353
Регенерация коагулянтов 354
Регенерация сорбентов 354■
Регистр 355
Регулирование вентилятора 355
Регулирование системы воздушного отопления 356
Регулирование системы кондиционирования воздуха 356
Регулирование системы отопления 357
Регулирование теплоотдачи отопительного прибора 357
Регулируемый элеватор 357
Регулируемый электропривод насосов 358
Регулирующее устройство 360
Регулирующий клапан 360
Регулирующий клапан смешения 360
Регулирующий орган 361
Регулярный режим 36/
Регулятор давления газа 361
Регуляторы давления и расхода 363
Регулятор температуры 364
Регулятор уровня жидкости 365
Редуктор 365•
Редукционно-охладительная установка 365
Редуцирование 365
Режим потребления газа 365
Режим работы системы кондиционирования микроклимата 366
Рекуперативный теплоутилизатор 367
Респонс-фактор 367
Рециркуляционный воздухонагреватель 368'
Рециркуляция 368
Решетка 368
Рыбозащитные устройства 369
Рыбопропускные сооружения 370
Санитарно-защитная зона 372
Санитарно-технические кабины 372
Сатуратор 372
Сборные станции типа “Ручей“ 372
Сбраживание осадков 373
Свободная приточная струя 373'
Сгущение осадков 374
Секция радиатора 374■
Сепаратор 374
Сепарация пара 374‘
Сепаратор пыли 374' '
Септик 375
Сжигание осадков 375
Сжиженные углеводородные газы 376
Система аспирации 376
Система водоснабжения 376
Система горячего водоснабжения 377
Система канализации 378
Система кондиционирования воздуха 379
Система кондиционирования воздуха с политропным охлаждением 379
Система кондиционирования микроклимата 379'
Система отопления 379
Система снабжения сжиженными углеводородными газами 380.
Система теплоснабжения 380’
Система холодоснабжения кондиционера 381
Сито барабанное 38/
Скважина 381
Сквозное проветривание помещений 382
Складирование осадков сточных вод 382
Скоба 382'
Скорость веяния 382
Скорость витания 382
Скорость трогания 382
Скруббер 382
Скруббер Вентури 382
Скруббер насадочный 383
Скруббер полый 383
Скруббер тарельчатый 383
Скруббер ударно-инерционный 384
Скруббер центробежный 384
Слабонеизотермическая приточная струя 384
Слоевая топка 384'
Слой резких колебаний 385
Смеситель реагентов 385
Смесительная установка системы отопления 386'
Смесительный насос 387
Смешение воздуха 387 •
Соединительная часть к стальным трубам 387
Солемер 388
Солнечная водонагревательная установка 388
Солнечное отопление 388
Солнечно-теплонасосная система отопления 389
Солнечный дом 389
Сопротивление ограждения воздухопроницанию 389
Сопротивление паропроницанию 390.
Сорбенты 390.
Сорбционная очистка воды 390
Сорбция и десорбция водяного пара материалами 391
Сосредоточенная приточная струя 392
Способы гидравлического расчета систем
отопления 392
Стабилизация воды 393
Стесненная приточная струя 394
Стояк системы отопления 394,
Строительная теплофизика 395
Струйный насос 395
Ступенчатое испарение 396
Сухие механические пылеуловители 396
Сцепка отопительных приборов 396
Таль 397
Твердое топливо 398.'
Твердые бытовые отходы 399•
Телеконтроль и телеуправление теплоснабжением 399
Телемеханизация систем газоснабжения 399
Температура мокрого термометра 400
Температура плавления 400
Температура помещения 400
Температура сбросной геотермальной воды 400,
Температура теплоносителя в системе отопления 400
Теория теплоустойчивости 400
Теплоаккумулирующая стена 401
Теплоаккумулирующее ограждение 401
Тепловая (температурная) волна 401
Тепловая изоляция воздуховода 402
Тепловая инерция ограждения 402
Тепловая инерция помещения 402
Тепловая мощность системы отопления 402
Тепловая нагрузка 402.
Тепловая обработка осадков 402
Тепловая сеть 403
Тепловая труба 404
Тепловая устойчивость системы отопления 404
Тепловая характеристика здания 405
Тепловлажноотное состояние воздуха 405
Тепловое излучение поверхности 405
Тепловой баланс воздуха помещения 405
Тепловой баланс котлоагрегата 406
Тепловой насос 406
Тепловой пункт 407.
Тепловой пункт открытой системы теплоснабжения 409
Тепловой расчет системы отопления 410. ,
Тепловой расчет схем тепловых пунктов 410,
Тепловой режим здания 412■
Тепловые установки на биотопливе 413
Теплозащитные свойства ограждения 414
Теплоизбытки помещения 415
Теплоизоляционные материалы 415
Теплоизоляционные работы 416
Теплоизоляция 416
Тепломассообменный аппарат 416
Теплонапряженность помещения 416
Теплонасосная установка 416
Теплоноситель 417
Теплообмен 417
Теплообменный аппарат 417 ,
Теплоотдача 417•
Теплопередача 417
Теплопередача нестационарная 417'
Теплопередача стационарная 418
Теплопотери помещения 419
Теплопровод 419
Теплопровод системы отопления 421
Теплопроводности уравнение 421
Теплопроводность 421'
Теплоснабжение 422
Теплосчетчик 422
Теплота 422
Теплота плавления 422
Теплота сгорания 422
Теплоустойчивость материала 422
Теплоустойчивость ограждения 422
Теплоустойчивость помещения 423
Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем 424
Теплофизические характеристики материалов 424
Теплофикационный котел 425
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) 425
Термическая нейтрализация вредных примесей 426
Термическая сушка осадков 426•
Термовлагопроводность 427
Термоводозабор 428■
Термодинамическая обработка воздуха 428
Термостат 428
Техника безопасности при эксплуатации газовых сетей 428
Тиристорное управление 428
Топка 428
Топка мазутная 429
Топливник печи 429
Топливное хозяйство 429
Топливо 430 ■
Топливоподача 430
Торф 430
Точка росы 430
Транспортная скорость смеси 430
Трап 430‘
Трасса газопровода 431
Трассировка тепловых сетей 431"
Тройник вентиляционный 431
Труба отопительная 432
Трубопровод 432■
Трубопроводы пневмс. ч порта 432
Трубы 432
Трубы и фасонные части канализационные безнапорные 433
Тумано- и брызгоуловители 434'
Туманы 434
Туннель 434
ТЭН 434
ТЭЦ 434
Тяга естественная 434
Тягодутьевое устройство 434-
Тягопрерыватель 435
Увлажнение воздуха адиабатное 436
Увлажнение воздуха паром 436
Удаление из воды железа 436
Удаление из воды марганца 439
Удаление из воды метана 440
Удаление из воды сероводорода 440
Удаление из сточных вод тяжелых металлов ионным обменом 441
Удаление из сточных вод фенолов (карбоновой к-ты) ионным обменом 442
Удаление из сточных вод хроматов ионным обменом 442
Удаление из сточных вод цианидов ионным обменом 443',
Удаление ила и осадка из очистных сооружений 443
Удаление ила из вторичных отстойников 444
Удаление ила из первичных отстойников 445
Удаление осадка из песколовок 445
Удельная отопительная характеристика зданий 445
Удельная теплота сгорания 446
Удельное сопротивление фильтрации осадков 446
Указатель уровня конденсата 446
Уклон теплопровода 446'
Укрытие кожуховое 447
Улавливание частиц воздуха или газов 447
Ультрафильтрация 447
Умывальник 448
Умягчение воды катионированием 448
Умягчение воды реагентами 449
Унитаз 450-
Уплотнение осадков природных вод 450
Уплотнение осадков сточных вод 451
Управление тепловым и воздушным режимами здания 452■
Упругость водяного пара 452
Условное топливо 452
Установка для получения газовоздушных смесей 452
Установка заводского изготовления для очистки
сточных вод 453
Установка кондиционирования воздуха 453
Установка типа БИО 453
Установка типа Биокомпакт 453
■Установка типа “Кристалл** 4541
Установка типа КУ 454
Установка типа КУТМ 455
Установка типа УКО 455
Установка типа УТК №15-15 456
Утилизация осадков сточных вод 456
Утилизация теплоты вытяжного воздуха 456
Утка 457
Факельная топка 458-
Фасонная часть воздуховода 458
Фильтр 458
Фильтр водяной 458
Фильтр воздушный 458'
Фильтр контактный 459
Фильтр намывной 459
Фильтр песчано-гравийный 460
Фильтр-прессование осадков 460-
Фильтр регулятора давления газа 462
Фильтр с зернистой загрузкой 462
Фильтр тонкой очистки воздуха 465
Фильтр тканевый 465'
Фильтрующая траншея 465
Фильтрующий колодец 465
Флокулянты 466
Флокуляция 467
Флотация природных и сточных вод 467
Флотокамера 467
Флотореагенты 468
Фонарь аэрационный 469
Фонтанчик питьевой 469
Формы связи влаги 469"
Форсунка 470
Фторирование воды 471
Фундамент печи 471
Футеровка 471
Характер иогика гидравлического сопротивления 472
Хладагент 472•
Холодильная машина 472.
Холодильные аппараты термоэлектрические 472
Холодильные станции 472■
Холодильные установки 472
Холодильный агент 472
Централизованная система горячего водоснабжения 473
Централизованные системы теплоснабжения 474
Центральная пылеуборочная установка 475.
Центральное воздушное отопление 477
Центральное отопление 478
Центральное панельно-лучистое отопление 478
Центрально-местная система кондиционирования воздуха 478'
Центральный тепловой пункт (ЦТП) 479
Центрифугирование осадков 479
Циклон 479
Циклонная топка 480
Циркуляционные линии 480
Циркуляционные окислительные каналы 481’
Циркуляционный насос 482
Циркуляция воды в котле 482
Частные потенциалы влажности 483.
Чаша туалетная 483
Шанцы 484
Шахта вытяжная 484'
Шахтно-мельничная топка 484
Шибер 484
Шлак топливный 484
Шлакование топок 484'
Шлакоудален ие 484
Шлам 484
Штыб 485
Шумоглушитель 485
Шумопоглощение в системах вентиляции 485
Эжектор 487
Эжекционная горелка 487
Эквивалентный диаметр воздуховода 489
Эквивалентный диаметр транспортируемой частицы материала 489
Экономайзер 489
Экономическая эффективность автоматизации
теплоснабжения 489'
Эксгаустер 489
Эксплуатационная влажность 489■
Эксплуатация газовых сетей 490
Эксплуатация газоиспользующих агрегатов 490
Эксплуатация систем теплоснабжения 491
Эксплуатация средств автоматизации 491
Эксфильтрация воздуха через ограждения 492
Элеватор 492
Электрическая защита газопроводов от коррозии 492
Электрическое отопление 493
Электроаккумуляционное отопление 493
Электроводяное отопление 493'
Электровоздушное отопление 493
Электрокалорифер 493
Электрокамин 494
Электрокоагуляция 494
Электроконвектор 494
Электрокотел 494
Электронные автоматические регуляторы 495
Электрообеспыливание оборудования 496
Электрообои 496'
Электропанель с греющим кабелем 496
Электропечь (ПЭТ) 496
Электроприбор отопительный 496
Электрорадиатор 497
Электротеплоаккумулирующая печь 497
Электротепловентилятор 497■
Электротеплонасосное отопление 497
Электрофильтр 497
Электрохимическая очистка производственных сточных вод 498
Энергетический потенциал веществ 499
Энерготехнологическая переработка низкосортного топлива 499
Энтальпия влажного воздуха 499
Эпюра циркуляционного давления 499
Эпюры избыточного давления воздуха на поверхность ограждения 500.
Эффективность системы кондиционирования микроклимата 500
Справочное издание
Инженерное оборудование зданий и сооружений. Энциклопедия
Временный творческий коллектив по подготовке к изданию энциклопедии по инженерному оборудованию
Касаткин В.А.
Аксенова И.Н.
Беликова Е.Н.
Волкова Е.В.
Горькова Т.А.
Жигачева Г.А.
Кадиев Р.И.
Кан Т.М.
Карамнова М.В.
Лаврентьева Р.Я.
Лосева Н.В.
Маркина М.Х.
НенароковаЕ.Н.
Николаева Л. Г.
Погудина С.И.
Сапегина Н.В.
Смыков С.И.
Сысоев В.П.
ТотминаЕ.Б.
Федосеева О.И.
Цветкова Н.Е.
руководитель творческого коллектива
техническое редактирование на ПЭВМ
набор на ПЭВМ
— инженер-экономист
руководство редакционной подготовкой энциклопедии
зам. руководителя творческого коллектива
материально-техническое обеспечение
руководство подготовкой РОМ
графическое оформление
- техническое редактирование на ПЭВМ
вычитка, набор на ПЭВМ
обеспечение полиграфического исполнения
техническое редактирование на ПЭВМ
- обеспечение изготовления РОМ, набор на ПЭВМ
издательское редактирование
— ксерокопирование
обеспечение работы электронной техники.
художественно-графическое оформление
корректура
руководство редакционной подготовкой энциклопедии
техническое редактирование на ПЭВМ
Шатерникова Н.А. — корректура
Ярославцева А.Т. — программное обеспечение
Оригинал-макет подготовлен на ЭВМ в издательстве
Лицензия № 020441 от 28.02.92
ИБ№5829
Подписано в печать 25.03.94. Формат 84x108 1/16 Бумага офсетная
Печать офсетная Гарнитура Dutch Усл. печ. л. 53,76Уч.-изд. л. 82,30
Тираж 5 000 экз. Изд. № АХ-3852 Заказ № 4724
Стройиздат, 101442 Москва, Долгоруковская, 23а
Полиграфическая фирма "Красный пролетарий" 103473, г. Москва, ул. Краснопролетарская, 16
Издательство ‘СТРОЙИЗДАТ*представляет серию
“РУССКОЕ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО66(в шести книгах)
Древнерусское градостроительство X-XV веков
Градостроительство Московского государства XVI-XVII веков
Петербург и новые российские города'
Москва и сложившиеся русские города
Города Российской Империи второй половины XIX века Русские города начала XX века.
Авторы серии' - известные отечественные ученые: историки, археологи, искусствоведы, архитекторы - создали поистине уникальный труд, собравший в единое целое результаты фундаментальных исследований истории русской градостроительной культуры.
Уже увидел свет первый том - “Древнерусское градостроительство X-XV веков** (392 стр.). Это издание впервые представляет масштабную картину взаимопроникновения культуры и истории России, запечатленную в особенностях возведения городов расцвета Киевского государства (Х-начала XII века), периода феодальной раздробленности (XII-XV вв.), становления Московского централизованного государства (конец XV в.). Богатейший видовой ряд книги знакомит читателя с основой застройки величественного Киева, Новгорода, Владимира, Суздаля и других древних городов мо!ущественной Киевской Руси - с часовнями, церквями, храмами, скитами и монастырями.
Недавно вышел из печати и второй том - “Градостроительство Московского государства XVI-XVII веков.** (317 стр.), рассказывающий о крепостном строительстве, композиционной застройке русских городов периода становления династии Романовых, расцвета Московского государства и освоения Западной и Восточной Сибири (XV- начала XVII вв.). Развитие столицы, центров православия, торговых, ремесленных и промысловых городов, строительство городов на Среднем и Нижнем Поволжьи, на Урале и Приуралье, в Сибири, городов-крепостей по засечным чертам в центральной части Московской Руси авторы рассматривают как неотъемлемую и основную часть истории и культуры России. Значение этих эпох в развитии нашей страны трудно переоценить.
Совсем скоро читатели познакомятся и с третьим томом - “Петербург и новые российские города”. Историю Российской Империи авторы прослеживают в градостроительной традиции новых, закладываемых на присоединяемых землях городов, русских регулярных городов - городов-крепостей, городов-портов, городов-заводов. Центром и образцом стал для них величественный Санкт-Петербург, облик которого явился результатом сочетания самобытных традиционалистских русских и передовых западноевропейских градостроительных тенденций. Именно ему отведено центральное место третьего тома.
Несомненный интерес вызовет четвертый том, повествующий о Москве и сложившихся русских городах конца XVIII - второй половины XIX века. Рассказ о значительном обновлении, особенно после пожара 1812 года, древней столицы дополняется подробным описанием реконструкции и перепланирования старинных русских городов, Структура которых совершенствовалась в соответствии с социальными и экономическими изменениями в Российском обществе.
По мере выпуска в свет, эти и все последующие книга серии “Русское градостроительноеискусство" можно приобрести непосредственно в самом издательстве,в отделе Маркетинга по адресу:
101442 Москва, Долгоруковская ул., 23-а (ст.м.Новослободская);
тел. 258-62-55; факс 258-79-00.
’ А также в фирменном магазине Стройиздата - в “Книжной лавке архитектора46 на улице Рождественка, 11 (ст.м. Кузнецкий Мост).-
1 — воздуховод; 2 — трубопровод для гидросмыва; 3 — смывной трубопровод со спрысками; 4 — аэра
кав; 4—распределит, решетка