Вентиляция испытательной лаборатории Опции

[Simono]

Здравствуйте! Проверьте, пожалуйста, мои расчеты по вентиляции и охлаждению обдувом. В теме вентиляции совсем не разбираюсь, считал все сам, поэтому буду рад любым поправкам.

Есть испытательная лаборатория для замера характеристик и настройки автомобильных двигателей. Машина ставится ведущей осью на специальный барабан, который создает тормозное усилие, симулируя нагрузку на двигатель при движении и разгоне. Соответственно, двигатель долго работает в режимах, близких к максимальной мощности. Весь выхлоп идет в помещение. Есть две задачи по вентиляции:

1) Обеспечить предельно низкую концентрацию отработавших газов в помещении и минимальный нагрев воздуха в помещении
2) Обдувом обеспечить охлаждение радиатора автомобиля при работе в таких режимах

Дополнительный нагрев/охлаждение уличного воздуха пока не волнует.

Мой вариант решения:

1) Задача. Вентиляция.
Помещение: ~9х5 метров, высота потолков 4 метра. Кубатура ~200м^3.
По моим расчетам(подтвержденным западным опытом), необходимая кратность воздухообмена(обусловленная отводом отработавших газов и охлаждением воздуха в помещении) составляет 6-8 раз/мин (360-500 в час).

Я ставлю у въездных ворот чуть выше уровня земли на вытяжку два вот таких вентилятора:
http://ventopt.ru/tunnelnye-ventilyatory-af-120
Один 2.2 кВт 56000 куб.м/ч, второй - 1.65 кВт, 44000 куб.м/ч
В противоположной стене делаю впускное окно площадью ~3.5-4 кв. м.
Итого получаю 100000 куб.м/ч суммарный расход или больше, чем 8х/мин кратность.
Скорость потока во впускном окне около 7 м/с

Вот план помещения:


Сразу скажу, что местную вытяжку для забора выхлопных газов нормально сделать нельзя по нескольким причинам(могу описать).

2) Задача. Обдув.
Тут сложнее. Сразу скажу, что перед окончательно покупкой вентилятора, планирую получить экспериментальные данные.
Но пока расчеты следующие:
Целиком приводить не буду, получил примерно такие данные для продува радиатора:

- расход воздуха через радиатор площадью 0.24 м^2: ~22000 м^3/ч
- Перепад давления при прохождении через радиатор воздуха с указанной скоростью: ~2400 Па
Итого суммарная требуемая мощность потока ~15 кВт

Поток будет подведен к радиатору при помощи диффузора, расширяющегося примерно в 1.5 раза по площади.

На самом деле, я не смог найти полностью подходящего вентилятора под такие параметры, у всех, что я видел такая режимная точка где-то на границе рабочей зоны. Может, подскажете подходящий?
Хотя, пока меня это не так сильно волнует, т.к. окончательные требования будут ясны только после экспериментальных замеров, для которых у меня есть вентилятор похоже что вот такой(пока до конца не разобрался): http://armavent.ru/ventilyator-vc-4-75-6.3 (7.5кВт, 1500об)

[Simono]

Здравствуйте! Проверьте, пожалуйста, мои расчеты по вентиляции и охлаждению обдувом. В теме вентиляции совсем не разбираюсь, считал все сам, поэтому буду рад любым поправкам.

Есть испытательная лаборатория для замера характеристик и настройки автомобильных двигателей. Машина ставится ведущей осью на специальный барабан, который создает тормозное усилие, симулируя нагрузку на двигатель при движении и разгоне. Соответственно, двигатель долго работает в режимах, близких к максимальной мощности. Весь выхлоп идет в помещение. Есть две задачи по вентиляции:

1) Обеспечить предельно низкую концентрацию отработавших газов в помещении и минимальный нагрев воздуха в помещении
2) Обдувом обеспечить охлаждение радиатора автомобиля при работе в таких режимах

Дополнительный нагрев/охлаждение уличного воздуха пока не волнует.

Мой вариант решения:

1) Задача. Вентиляция.
Помещение: ~9х5 метров, высота потолков 4 метра. Кубатура ~200м^3.
По моим расчетам(подтвержденным западным опытом), необходимая кратность воздухообмена(обусловленная отводом отработавших газов и охлаждением воздуха в помещении) составляет 6-8 раз/мин (360-500 в час).

Я ставлю у въездных ворот чуть выше уровня земли на вытяжку два вот таких вентилятора:
http://ventopt.ru/tunnelnye-ventilyatory-af-120
Один 2.2 кВт 56000 куб.м/ч, второй - 1.65 кВт, 44000 куб.м/ч
В противоположной стене делаю впускное окно площадью ~3.5-4 кв. м.
Итого получаю 100000 куб.м/ч суммарный расход или больше, чем 8х/мин кратность.
Скорость потока во впускном окне около 7 м/с

Вот план помещения:


Сразу скажу, что местную вытяжку для забора выхлопных газов нормально сделать нельзя по нескольким причинам(могу описать).

2) Задача. Обдув.
Тут сложнее. Сразу скажу, что перед окончательно покупкой вентилятора, планирую получить экспериментальные данные.
Но пока расчеты следующие:
Целиком приводить не буду, получил примерно такие данные для продува радиатора:

- расход воздуха через радиатор площадью 0.24 м^2: ~22000 м^3/ч
- Перепад давления при прохождении через радиатор воздуха с указанной скоростью: ~2400 Па
Итого суммарная требуемая мощность потока ~15 кВт

Поток будет подведен к радиатору при помощи диффузора, расширяющегося примерно в 1.5 раза по площади.

На самом деле, я не смог найти полностью подходящего вентилятора под такие параметры, у всех, что я видел такая режимная точка где-то на границе рабочей зоны. Может, подскажете подходящий?
Хотя, пока меня это не так сильно волнует, т.к. окончательные требования будут ясны только после экспериментальных замеров, для которых у меня есть вентилятор похоже что вот такой(пока до конца не разобрался): http://armavent.ru/ventilyator-vc-4-75-6.3 (7.5кВт, 1500об)

[alem]

2) Задача. Обдув.
Тут сложнее. Сразу скажу, что перед окончательно покупкой вентилятора, планирую получить экспериментальные данные.

Вы лучше изучите ТУ на автомобиль: как припоминаю, продув радиатора в любом режиме должен осуществляться только собственным вентилятором.

[Simono]

Думаю, для подобных испытаний это не может быть так, поскольку в инструкции к сертифицированному в России стенду(у меня не такой) четко указана необходимость обдува радиатора. У меня никакой сертификации не предполагается.

[azar]

Предположу, что Вам необходимо собрать подобие аэродинамической трубы.

[Simono]

В аэродинамической трубе используются на порядок большие расходы и мощности. Плюс, используется рециркуляция воздуха, что мне не подходит. Чем плох мой вариант?

Сообщение отредактировал Simono - 6.3.2013, 12:10

[azar]

http://www.circletrack.com/techarticles/ct...o/photo_01.html

Что-то вроде.

[zaharov63]

Автор, вы просто представить себе не можете, что такое 100 000 кубов в час на такой объем помещения. То есть ошиблись в расчетах.
И - да, поясните, почему нелься применить местную вытяжку от выхлопной трубы.
В любом случае так, как вы изобразили, не нужно делать.

Сталкивался со стендами не испытательными, а обкатки (двигатели, мотоциклы и погрузчики) - в этих случаях ни каких заморочек не было.

[alem]

В теме вентиляции совсем не разбираюсь ... Хотя, пока меня это не так сильно волнует, т.к. ... (пока до конца не разобрался)

я думаю, что в ходе разбирательства всё упростится.

[Simono]

А в чем проблема конкретно 100т куб/час в этом помещении? Или проблема в выборе вентиляторов? Расскажите пожалуйста. Я мог ошибиться в расчетах, американцы пишут четко - кратность 6-8 раз/мин. Могу дать ссылку. И как нужно тогда делать, посоветуйте.

Местную вытяжку не получиться по нескольким причинам:
- Конфигурация выхлопных труб. Машины в основном спортивные, выхлоп может быть направлен совершенно по разному(в порог, в крыло, вверх)
- Температура выхлопных газов на выходе достигает 1000С. Часты выбросы не сгоревшего топлива с последующим воспламенением уже за пределами выхлопной системы. Американцы пишут, что ни одна гофра для местного подвода не выдерживает такого температурного режима.
- Местный отсос создает разряжение в выхлопной системе, что сказывается на режиме работы двигателя и не позволяет правильно его настроить.
- Общая вентиляция нужна не только для удаления газов, но, что очень важно, для удаления излишек тепла(выделения тепла от двигателя достигают 400кВт) Иначе быстрый нагрев воздуха в помещении, опять-таки, влияет на режим работы мотора.

Вот как примерно это выглядит: http://www.youtube.com/watch?v=UMeA1HGEVcw....be&t=1m15s

[Simono]

В видео мужик говорит, что воздух в помещении обновляется раз в 6 секунд. Т.е. 10 раз/мин.

Сообщение отредактировал Simono - 6.3.2013, 15:15

[azar]

http://www.eltekhnics.ru/files/273_roll_test_stand_1.pdf

[ИванФ]

необходимая кратность воздухообмена(обусловленная отводом отработавших газов и охлаждением воздуха в помещении) составляет 6-8 раз/мин (360-500 в час).


Это круто! Вы наверно ошиблись по Q м3/ч почти на порядок т.к. подвижность воздуха в р.з.будет превышать нормативную наверно не на 1 порядок. Желаю удачи.

[Simono]

http://www.eltekhnics.ru/files/273_roll_test_stand_1.pdf

Интересно, но это не мой случай. Это стенд скорей для замеров, с максимальной мощностью 280кВт, у меня для настройки, с максимальной мощностью тормозов 500кВт, а замеры до 1000кВт. Разница еще в том, что замер длится ~10-15 с, а при настройке идет долговременная работа(до нескольких минут) в нагруженных режимах.

Это круто! Вы наверно ошиблись по Q м3/ч почти на порядок т.к. подвижность воздуха в р.з.будет превышать нормативную наверно не на 1 порядок. Желаю удачи.

Вы видео выше посмотрите, там у парней 2 осевика по 10 сил каждый. Это явно не 10000 кубов/час При этом комната в 2-2.5 раза меньше моей по объему. И кратность 10/мин.

Вот еще цитата с профильного американского форума:

Another way to look at Cell ventilation is Cycles per hour.
Work out the cubic size of your room, and see how many times per hour your fans will clear the room.
Around 1200 cycles per hour is a real good setup, a lot of guys live with around 300 cycles per hour.

Т.е. он рекомендует вообще кратность 1200/час или 20 раз/мин!

Расскажите кто-нибудь все-таки, в чем проблема с моей схемой, что не так-то?

[Simono]

Вот еще цитата от человека с образцовой лабораторией:

My room has about 30k CFM of air flow through it (2 large 30" fans, 5 hp each), the air turns over once every 6-10 seconds and since the 2 fans are at the back of the room, pulling air through the front, there is a slight vacuum created in the room, but since the pressure at the inlet is the same as the exhaust then there is no variation in VE.

(2) of these
http://www.grainger.com/Grainger/wwg/searc...&sst=subset

And a VFD
http://driveswarehouse.com/p-2134-x200-075lfu.aspx

Its a lot of money, but I promise you its so worth it...not only for exhaust extraction, but HEAT as well...which most of us forget about. Even if you move the air over and around the car, the heat stays in the room and builds up.
_________________

[azar]

От руки накидал.
Герметичная камера,
Вентиляторы осевые sistemair AXCG или подобные, с управлением (частотное регулирование, датчики давления, расхода (для регулирования в зависимости от испытуемой мощности, засорения фильтра и т.п.)). Предположу, что четыре штуки: по два сверху и снизу.
Фильтры панельные,
Можно хонейкомб
Конфузор
Почему сложности такие
Применение конфузора снизит потери аэродинамические, при этом увеличится скорость на обдуве радиатора и двигателя. В идеале бы построить конфузор полного профиля, если поднять стенд над уровнем пола.

Как то так - вот такие предположения.


Сообщение отредактировал azar - 6.3.2013, 23:39

Прикрепленные файлы

 _______________001.jpg ( 183,88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 24

 

[azar]

Примерно так как в примере, только больше и выход с конфузора шире и ниже.
Ну и фильтра.

http://projects.ru.is/wind-tunnel/the-build/

[alem]

Примерно так как в примере, только больше и выход с конфузора шире и ниже.

Для вентиляционных целей (охлаждение и ассимиляция выбросов) кратность более 60 не имеет никакого смысла, вообще говоря и 30 бывает достаточно.

[alem]

Вот как примерно это выглядит: http://www.youtube.com/watch?v=UMeA1HGEVcw....be&t=1m15s

...the airchange over this room's every six seconds... - воздухообмен ДЕСЯТИКРАТНЫЙ

[zaharov63]

Вы видео выше посмотрите, там у парней 2 осевика по 10 сил каждый. Это явно не 10000 кубов/час При этом комната в 2-2.5 раза меньше моей по объему. И кратность 10/мин.


Расскажите кто-нибудь все-таки, в чем проблема с моей схемой, что не так-то?

Так на видео соответственно объему и вытяжка в разы меньше ваших 100 000. Это что, по вашему если этот стенд поставить в помещении 1000 м3, так удалять нужно 500 000?
По вашему конструктиву - посмотрите размеры выбранных осевиков - они элементарно не помещаются в простенки , вместо ворот дверь получится. если ставить внизу. То, что небезопасно внизу ставить - это уже мелочи. И расход максимальный не дадут, потому-что потери будут, в т.ч. в проеме на вздухозаборе. В нем что. и решетки не будет? И вообще, представьте помещение спереди и сзади - что от него остается с такими проемами. Фактически крыша. Смахивает на сквозное естесственное проветривание, только гарантированное.
Если так важна определенная температура в помещении - как можно оставлять "на потом" температуру притока с такими объемами? В каком климате это предполагается? Ну и если воздухообмен определяющий по теплу, то какую разницу температур принимаете?

Сообщение отредактировал zaharov63 - 7.3.2013, 8:54

[Simono]

Применение конфузора снизит потери аэродинамические, при этом увеличится скорость на обдуве радиатора и двигателя. В идеале бы построить конфузор полного профиля, если поднять стенд над уровнем пола.

Спасибо за старания! Интересная идея, только у меня сомнения, что при такой схеме радиатор будет нормально продуваться. Скорей перед ним будет теневая зона. И зачем превращать все помещение в аэродинамическую трубу с большой энергией потока, если можно обдувать только радиатор площадью 0.3 кв.м? Ну и 4 штуки вентиляторов по 6.500 евро каждый - вы явно переоцениваете мой бюджет в несколько раз

[Simono]

Для вентиляционных целей (охлаждение и ассимиляция выбросов) кратность более 60 не имеет никакого смысла, вообще говоря и 30 бывает достаточно.

60 в час или минуту?

...the airchange over this room's every six seconds... - воздухообмен ДЕСЯТИКРАТНЫЙ

Так я об этом и говорю с самого первого сообщения.

Так на видео соответственно объему и вытяжка в разы меньше ваших 100 000. Это что, по вашему если этот стенд поставить в помещении 1000 м3, так удалять нужно 500 000?

Согласен. Сам хочу уменьшить объемы помещения - в длину никак не выйдет - у меня машины как переднеприводные, так и заднеприводные, "смотреть" при испытаниях будут в одну сторону. В ширину и так впритык для удобной работы. Скорей всего натяну потолок на высоте ~2.5м, что уменьшит объем почти на 40%

По вашему конструктиву - посмотрите размеры выбранных осевиков - они элементарно не помещаются в простенки , вместо ворот дверь получится. если ставить внизу. То, что небезопасно внизу ставить - это уже мелочи.

Впритык, но помещаются, я мерил по месту, размеры на плане немного не точны. К тому же, я их не буду встраивать в стены, а поставлю снаружи, внутрь - просто небольшой воздуховод, возможно с конфузором.

И расход максимальный не дадут, потому-что потери будут, в т.ч. в проеме на вздухозаборе. В нем что. и решетки не будет?

Не считал потери на воздухозаборе, т.к. слабо представляю, как это сделать. Решил, что 7м/с не такая большая скорость потока, чтобы были серьезные потери(напомню, площадь окна почти в 2 раза больше площадей вытяжных вентиляторов). Можете помочь с оценкой потерь? Если что, добавлю еще один воздухозабор. Решеток не будет, опять же, из соображения лишних потерь. Проемы думал закрывать рольставнями.

И вообще, представьте помещение спереди и сзади - что от него остается с такими проемами. Фактически крыша. Смахивает на сквозное естесственное проветривание, только гарантированное.

Ну это не совсем так, площадь проемов - 3.5 и 2м, площадь стен ~20м. Ворота закрыты будут. А что не понравилось в большой площади проемов? Мне по-сути и нужно максимально "естественный" воздух в помещении.

Если так важна определенная температура в помещении - как можно оставлять "на потом" температуру притока с такими объемами? В каком климате это предполагается? Ну и если воздухообмен определяющий по теплу, то какую разницу температур принимаете?

Климат московский. Проблема не в абсолютном значении температуры приточного воздуха(это не так важно), а в изменении ее в процессе работы, что не позволяет получить "чистые" экспериментальные данные. Допустимый нагрев воздуха я лично для себя(из опыта работы) оценил в 5 град/мин.

zaharov63, спасибо за актуальные вопросы, очень надеюсь увидеть ваши комментарии!

[azar]

Спасибо за старания! Интересная идея, только у меня сомнения, что при такой схеме радиатор будет нормально продуваться. Скорей перед ним будет теневая зона. И зачем превращать все помещение в аэродинамическую трубу с большой энергией потока, если можно обдувать только радиатор площадью 0.3 кв.м? Ну и 4 штуки вентиляторов по 6.500 евро каждый - вы явно переоцениваете мой бюджет в несколько раз

Если "крутить" двигатель на полную мощность (в данном случае до 1000л.с., возможно и поболе, ибо в России есть мастерские, которые увеличивают до 4500 л.с., то радиатор охлаждается не только штатным вентилятором и и набегающим потоком воздуха, тормозные колодки также нагреваются при торможении (как понял тормозные усилия также будут проверяться). Более того, к тормозным колодкам может имеет смысл вообще подвести отдельную систему охлаждения (гибкими ).
Т.е. для нормального охлаждения двигателя лучше увеличить не только объём поступающего воздуха но и скорость потока на входе в радиатор охлаждения (кстати даже на заднемоторных он чаще выведен вперёд, исключая воздушники старых porshe).
Осевики необходимо подобрать из требуемых параметров. Если брать 10 об/мин, 50м3 помещ, то получаем 30 000 м3/ч - вполне решаемая задача.
Мною приведён пример напорных осевиков - но не сам расчёт. В принципе в примере от системайра два последовательно распол. осевика.

С уважением!

[azar]

Посмотрите ваше видео примера стенда, на 3.31 минуте перед радиатором поставили переносной вентилятор обдува - как раз для лучшего охлаждения.

Например для стенда в моём примере (http://www.eltekhnics.ru/files/273_roll_test_stand_1.pdf) скорость обдува 15-20м/с, при расходе 15-20 тыс. м3/ч.
Так что вот так. Ассимиляция-ассимиляцией, вредность-вредностью, но тут важна ещё и скорость обдува.

С уважением!

P.S. Не забывайте подвать охлаждённый воздух на механизмы стенда, либо не охлаждённый,но в бОльших объёмах. Это отдельная система.

Сообщение отредактировал azar - 7.3.2013, 20:32

[azar]

Просмотрел сайты - получается, что необходим вентилятор для обдува автомобиля (или обычный осевик или радиалка).
Все приблуды идут в комплекте со стендом.
Просто ознакомиться.


http://vtechdyno.eu/files/showroom/VT4-33.jpg
http://vtechdyno.eu/galereja.html
http://www.rototest.com/rototest-dynamometer.php
https://www.youtube.com/watch?v=vB-asEevuQ4
https://www.youtube.com/watch?v=71MpOVODIC0...ature=endscreen

[alem]

60 в час или минуту?

Разберитесь во всём до покупки железа, пока у вас колебания шестидесятикратные. Кратность мерят в обменах в час. Если хотите взять зарубежный опыт самодельщиков, найдите таки переводчика.

[Simono]

У меня нет никаких колебаний, я просто спросил, что имеете в виду вы, написав в одном сообщении 30-60/час, а потом в следующем:

...the airchange over this room's every six seconds... - воздухообмен ДЕСЯТИКРАТНЫЙ

"Десятикратный" в минуту(каждые 6 секунд).

С переводом проблем не испытываю, зарубежный опыт активно перенимаю
В первом сообщении написаны мои требования по кратности, я от них не отходил.

azar, в моем первом сообщении написано про такой вентилятор. Я как раз спрашиваю, где взять с такими параметрами.

[alem]

С переводом проблем не испытываю, зарубежный опыт активно перенимаю

Раз с кратностями всё ясно, то остались только мелочи!

Сообщение отредактировал alem - 8.3.2013, 11:25

[Simono]

Так я и спрашиваю про "мелочи":
1) Вентиляторы на вытяжку. Если не подходят, то почему? И какие ставить?
2) Вентилятор на обдув. ~20т куб/ч, 2200Па. Где такой взять?

[azar]

Так я и спрашиваю про "мелочи":
1) Вентиляторы на вытяжку. Если не подходят, то почему? И какие ставить?
2) Вентилятор на обдув. ~20т куб/ч, 2200Па. Где такой взять?

2) ВЦ 14-46-5,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин
ВР 140-40-8,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин

[alem]

2) ВЦ 14-46-5,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин
ВР 140-40-8,0 АИР180М4 30кВт. 1500об/мин

Представьте себе сопротивление предполагаемой камеры и полную характеристику этих вентиляторов. Двигатели сразу сгорят.