Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Статическое давление в системе вентиляции

Опубликовано: 23.05.2020
Время на чтение: 14 мин
0
0

Этап второй

Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных операций.Составляется схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.

Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.

Формирование схемы

Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.

Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная

Здесь рассчитываются аэродинамические показатели сопротивления. После выбора стандартных сечений воздуховодов уточняется величина скорости воздушного потока в системе.

Следующим шагом является определение удельных потерь давления на трение исходя из табличных данных или номограмм. В ряде случаев может пригодиться калькулятор для определения показателей на основе формулы, позволяющей произвести расчёт с погрешностью в 0,5 процента. Для вычисления общего значения показателя, характеризующего потери давления на всём участке, нужно его удельный показатель умножить на длину.

Здесь определяют показатель, характеризующий динамическое давление на каждом участке исходя из значений:

  • скорости воздушного потока в системе;
  • плотности воздушной массы в стандартных условиях, которая составляет 1,2 кг/м3.

Их можно рассчитать исходя из коэффициентов местного сопротивления. Полученные значения сводят в табличной форме, в которую включаются данные всех участков, причём не только прямые отрезки, но и по несколько фасонных частей. Название каждого элемента заносится в таблицу, там же указываются соответствующие значения и характеристики, по которым определяется коэффициент местного сопротивления. Эти показатели можно найти в соответствующих справочных материалах по подбору оборудования для вентиляционных установок.

При наличии большого количества элементов в системе или при отсутствии определённых значений коэффициентов используется программа, которая позволяет быстро осуществить громоздкие операции и оптимизировать расчёт в целом. Общая величина сопротивления определяется как сумма коэффициентов всех элементов отрезка.

Рассчитав итоговую суммарную величину показателя, переходят к вычислению потерь давления на анализируемых участках. После расчёта всех отрезков основной линии полученные числа суммируют и определяют общее значение сопротивления вентиляционной системы.

Предлагаем ознакомиться  Нормы вентилирования аккумуляторных помещений

Исходные данные для вычислений

Когда известна схема вентиляционной системы, размеры всех воздухопроводов подобраны и определено дополнительное оборудование, схему изображают во фронтальной изометрической проекции, то есть аксонометрии. Если ее выполнить в соответствии с действующими стандартами, то на чертежах (или эскизах) будет видна вся информация, необходимая для расчета.

  1. С помощью поэтажных планировок можно определить длины горизонтальных участков воздухопроводов. Если же на аксонометрической схеме проставлены отметки высот, на которых проходят каналы, то протяженность горизонтальных участков тоже станет известна. В противном случае потребуются разрезы здания с проложенными трассами воздухопроводов. И в крайнем случае, когда информации недостаточно, эти длины придется определять с помощью замеров по месту прокладки.
  2. На схеме должно быть изображено с помощью условных обозначений все дополнительное оборудование, установленное в каналах. Это могут быть диафрагмы, заслонки с электроприводом, противопожарные клапаны, а также устройства для раздачи или вытяжки воздуха (решетки, панели, зонты, диффузоры). Каждая единица этого оборудования создает сопротивление на пути воздушного потока, которое необходимо учитывать при расчете.
  3. В соответствии с нормативами на схеме возле условных изображений воздуховодов должны быть проставлены расходы воздуха и размеры каналов. Это определяющие параметры для вычислений.
  4. Все фасонные и разветвляющие элементы тоже должны быть отражены на схеме.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Если такой схемы на бумаге или в электронном виде не существует, то придется ее начертить хотя бы в черновом варианте, при вычислениях без нее не обойтись.

Потериэнергии потока вычисляются пропорциональнотак называемому«динамическому» напору, величинеpW2/2,где р -плотностьвоздуха при температуре потока(определяется по таблице (1)и (2)), aW— скорость в том или ином сечении контурациркуляции воздуха.

гдеl— длина участка контура циркуляции, м,dэкв-эквивалентныйдиаметр поперечного сечения участка,м,

-коэффициент

сопротивления трения.

Коэффициент

сопротивления

трения определяется режимом течениявоздуха

в рассматриваемом сечении контура

циркуляции, или величиной

гдеWidэкв— скорость и эквивалентный диаметрканалаикинематический коэффициент вязкостивоздуха (определяется по таблицам/1/ и /2/,м/с.

Значение

для значений

интервале

(развитое

турбулентное

значение) определяется по формуле

Болееподробные сведения по выбору

можно получить из /4/ и /5/ В

приведена диаграмма для нахождения

значения

облегчающая

расчеты.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Вычисленные значения

выражаются в паскалях (Па).

Предлагаем ознакомиться  Вентиляция в спортзалах: нормы и варианты организации воздухообмена

Втаблице 3 сведены значения исходныхданных для каждого каналаскорость,длина, поперечное сечение,эквивалентный диаметр,величинакритерия Рейнольдса, коэффициентсопротивления,динамическийнапор и величина вычисленных потерь натрение.

Таблица 3

№ канала
(рис5)

W,

м/с

F,

м2

dэкв

М

l,
м

W2/2,
Н

Re

,
Па

1

15

0.8

0,77

1,0

76,5

3,5
.
105

0,015

1,5

2

25

0,87

0,88

1,75

212,5

6,7
.
105

0,013

5,5

3

21,7

1,0

0,60

3,0

160,1

3,9
.
105

0,014

11,2

4

28,9

0,75

0,60

1,75

283,9

5,3
.
105

0,0135

11,2

Расчетысопротивлений трения в каналах печи

5.3.«Местные» потери— под этим термином понимают потериэнергии в техместах, где поток воздуха внезапнорасширяется или суживается, претерпеваетповороты и т.д.Впроектируемой печи таких мест достаточномного — калориферы, поворотыканалов, расширения или сужения каналови др.Этипотери вычисляются также, как долядинамического напора p=W2/2,умножаяего на так называемый «коэффициентместного сопротивления»

Сумма 29.4Па

Коэффициентместного сопротивления определяетсяно таблицам /1/ и /5/ в зависимости от типаместного сопротивления, и габаритныххарактеристик. Например, вданной печи местное сопротивление типавнезапного сужения имеет местов канале 1-2 (см. рис.7). Соотношение сечений(узкого к широкому).Поприложению /1 / находим =0,25

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

= 160Па,

Совершенноаналогично вычисляются другие местныепотери. Необходимоотметить, что в ряде случаев местныепотери обусловленыдействием сразу двух видов сопротивлений.Например, имеетместо поворот канала и одновременноизменение его сечения (сужениеили расширение) следует провестивычисление потерь дляобоих случаев и результаты сложить.Результаты вычислений местных потерьсведены в таблицу 4

Тип
местного
сопротивления

W,

м/с

Па

Прим.

Внезапное
сужение

43,4

0,125

160

Нах. по табл

1-1

Поворот
на 90°

25

1,5

318

~

2-3

Скругленный
поворот

25

О,1

21,3

~

3

Диафрагмы в

потоке
(калориферы)

35,8

3,6

601

~

3-4

Скругленный
поворот

21,7

0,28

44,8

~

4-1

Поворот
на 90
с раширением

28,9

0,85

241

~

4-1

Внезапное
сужение

28,9

0,09

25,5

~

Сумма=1411,6 Па

=30 1410 =1440 Па

Вентиляторывыбираем по характеристикамцентробежных

вентиляторов, предположительно для типа ВРС № 10(рабочее

колесодиаметром 1000мм).

Дляпроизводительности 21,5м3/си необходимого напора Н>1440

Па..Получаем: n=550об/мин;,5;Nуст25кВт.

Приводвентилятора от асинхронного двигателя,мощностью 30кВттипаАОпри 720об/мин,через клиноременную передачу.

Расчет воздуховодов приточных и вытяжных систем механической и естественной вентиляции

Аэродинамическийрасчет воздуховодов обычно сводитсяк определению размеров их поперечногосечения,а также потерь давления на отдельныхучасткахи в системе в целом. Можно определятьрасходывоздуха при заданных размерах воздуховодови известном перепаде давления в системе.

Предлагаем ознакомиться  Что нужно чтобы подключить вытяжку к вентиляции

Приаэродинамическом расчете воздуховодовсистем вентиляции обычно пренебрегаютсжимаемостьюперемещающегося воздуха и пользуютсязначениями избыточных давлений, принимаяза условныйнуль атмосферное давление.

Придвижении воздуха по воздуховоду в любомпоперечномсечении потока различают три видадавления:статическое,динамическоеи полное.

Статическоедавлениеопределяет потенциальнуюэнергию 1 м3воздуха в рассматриваемом сечении (рстравно давлению на стенки воздуховода).

где– плотностьвоздуха, кг/м3;– скоростьдвижения воздуха в сечении, м/с.

Полноедавлениеравно сумме статического и динамическогодавлений.

Традиционнопри расчете сети воздуховодов применяетсятермин “потеридавления”(“потериэнергии потока”).

Потеридавления (полные) в системе вентиляциискладываются из потерь на трение ипотерь в местныхсопротивлениях (см.: Отопление ивентиляция, ч. 2.1 “Вентиляция”под ред. В.Н. Богословского, М., 1976).

где– критерий Рейнольдса; К – высотавыступов шероховатости (абсолютнаяшероховатость).Приинженерных расчетах потери давленияна трение,Па (кг/м2),в воздуховоде длиной /, м, определяютсяпо выражению

где– потеридавления на 1 мм длины воздуховода,Па/м [кг/(м2* м)].

Дляопределения Rсоставленытаблицы и номограммы. Номограммы (рис.1 и 2) построены для условий: форма сечениявоздуховода круг диаметром,давление воздуха 98 кПа (1 ат), температура20°С, шероховатость= 0,1 мм.

Длярасчета воздуховодов и каналовпрямоугольного сечения пользуютсятаблицами и номограммамидля круглых воздуховодов, вводя приэтомэквивалентный диаметр прямоугольноговоздуховода, при котором потери давленияна трение вкругломи прямоугольном~воздуховодахравны.

■ по скорости

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

приравенстве скоростей

■ порасходу

приравенстве расходов

■ поплощади поперечного сечения

при равенствеплощадей сечения

где– табличноезначение удельных потерь давленияна трение;– коэффициентучета шероховатости стенок (табл. 8.6).

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Потеридавления в местных сопротивлениях. Вместах поворота воздуховода, при делениии слияниипотоков в тройниках, при измененииразмероввоздуховода (расширение – в диффузоре,сужение – в конфузоре), при входе ввоздуховод или вканал и выходе из него, а также в местахустановкирегулирующих устройств (дросселей,шиберов, диафрагм) наблюдается падениедавления в потокеперемещающегося воздуха.

В указанныхместах происходитперестройка полей скоростей воздуха ввоздуховоде и образование вихревых зону стенок, что сопровождаетсяпотерей энергии потока. Выравниваниепотока происходит на некотором расстояниипосле прохожденияэтих мест. Условно, для удобства проведенияаэродинамического расчета, потеридавления в местныхсопротивлениях считают сосредоточенными.

Потеридавления в местном сопротивленииопределяютсяпо формуле

где–коэффициент местного сопротивления(обычно,в отдельных случаях имеет местоотрицательное значение, при расчетахследуетучитывать знак).

Коэффициентотноситсяк наибольшей скоростив суженном сечении участка или скоростив сеченииучастка с меньшим расходом (в тройнике).В таблицахкоэффициентов местных сопротивленийуказано, к какой скорости относится.

Потеридавления в местных сопротивленияхучастка, z,рассчитываются по формуле

– суммакоэффициентов местных сопротивленийна участке.

где– потеридавления на 1 м длины воздуховода;

https://www.youtube.com/watch?v=

– потеридавления в местных сопротивленияхучастка.

, , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector