Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов


Чтобы воздухообмен в доме был «правильным», еще на стадии составления проекта вентиляции нужен аэродинамический расчет воздуховодов.

аэродинамический расчет воздуховодов

Воздушные массы, движущиеся по каналам вентиляционной системы, при проведении расчетов принимаются в качестве несжимаемой жидкости. И подобное вполне допускается, ибо слишком большое давление в воздуховодах не образуется. По сути, давление образуется в результате трения воздуха о стенки каналов, а еще при появлении сопротивлений локального характера (к таковым можно отнести его – давления – скачки на местах изменения направления, при соединении/разъединении воздушных потоков, на участках, где установлены регулирующие приборы или же там, где изменяется диаметр вентиляционного канала).

Обратите внимание! В понятие аэродинамического расчета входит определение сечения каждого из участков сети вентиляции, обеспечивающих движение потоков воздуха. Более того, определяется также нагнетание, образующееся вследствие этих движений.


Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

В соответствии с многолетним опытом можно смело заявить, что порой некоторые из данных показателей во время проведения расчета уже известны. Ниже приведены ситуации, которые нередко встречаются в подобного рода случаях.

  1. Показатель сечения поперечных каналов в вентиляционной системе уже известен, требуется определить давление, которое может потребоваться для того, чтобы нужное количество газа перемещалось. Это зачастую случается в тех магистралях кондиционирования, где размеры сечения были основаны на характеристиках технического или же архитектурного характера.
  2. Давление мы уже знаем, но нужно определить поперечное сечение сети для обеспечения вентилируемого помещения требуемым объемом кислорода. Данная ситуация присуща сетям естественной вентиляции, в которых уже наличествующий напор невозможно изменить.
  3. Неизвестно ни об одном из показателей, следовательно, нам необходимо определить и напор в магистрали, и поперечное сечение. Такая ситуация и встречается в большинстве случаев в строительстве домов.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Особенности аэродинамических расчетов


Ознакомимся с общей методикой проведения такого рода расчетов при условии, если и сечение, и давление нам неизвестны. Сразу оговоримся, что аэродинамический расчет следует проводить исключительно после того, как будет определено требуемые объемы воздушных масс (они будут проходить по системе воздушного кондиционирования) и спроектировано приблизительное месторасположение каждого из воздуховодов в сети.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

И дабы провести расчет, необходимо вычертить аксонометрическую схему, в которой будет присутствовать перечень всех элементов сети, а также их точные габариты. В соответствии с планом вентиляционной системы рассчитывается суммарная длина воздухопроводов. После этого всю систему следует разбить на отрезки с однородными характеристиками, по которым (только по отдельности!) и будет определен расход воздуха. Что характерно, для каждого из однородных участков системы следует провести отдельный аэродинамический расчет воздуховодов, потому что в каждом из них имеется своя скорость перемещения воздушных потоков, а также перманентный расход. Все полученные показатели необходимо внести в уже упомянутую выше аксонометрическую схему, а потом, как вы уже наверняка догадались, необходимо выбрать главную магистраль.

Как определить скорость в вентиляционных каналах?


Как можно судить из всего, сказанного выше, в качестве главной магистрали необходимо выбирать ту цепь последовательных отрезков сети, которая является самой протяженной; при этом нумерация должна начинаться исключительно с самого удаленного участка. Что же касается параметров каждого из участков (а к таковым относится расход воздуха, длина участка, его порядковый номер и проч.), то их также следует занести в таблицу проведения расчетов. Затем, когда с внесением будет покончено, подбирается форма поперечного сечения и определяются его – сечения – габариты.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

А чтобы рассчитать площадь поперечного отрезка сети вентиляции, необходимо использовать приведенную ниже формулу расчетов:

LP/VT = FP.

Что обозначают эти аббревиатуры? Попытаемся разобраться. Итак, в нашей формуле:

  • LP – это конкретный расход воздуха на выбранном участке;
  • VT – это скорость, с которой воздушные массы по этому участку движутся (измеряется в метрах за секунду);
  • FP – это и есть нужная нам площадь поперечного сечения канала.

Что характерно, во время определения скорости движения необходимо руководствоваться, в первую очередь, соображениями экономии и шумности всей вентиляционной сети.

Обратите внимание! По полученному таким образом показателю (речь идет о поперечном сечении) необходимо подобрать воздуховод со стандартными величинами, а фактическое его сечение (обозначается аббревиатурой FФ) должно быть максимально близким к рассчитанному ранее.

Идем дальше. Ориентируясь на фактическую площадь, необходимо определить, с какой скоростью воздушные массы должны перемещаться по выбранному участку. Для этого следует использовать следующую формулу:

LP/ FФ = VФ.

Получив показатель требуемой скорости, необходимо рассчитать, насколько будет уменьшаться давление в системе вследствие трения о стенки каналов (для этого необходимо использовать специальную таблицу). Что же касается локального сопротивления для каждого из участков, то их следует рассчитывать по отдельности, после чего суммировать в общий показатель. Затем, суммировав локальное сопротивление и потери по причине трения, можно получить общий показатель потерь в системе кондиционирования воздуха. В дальнейшем это значение будет использоваться для того, чтобы вычислить требуемое количество газовых масс в каналах вентиляции.

Разбираемся с общим вентиляционным расчетом

Производя аэродинамический расчет воздуховодов, вы обязаны учитывать все характеристики шахты вентиляции (эти характеристики приведены ниже в виде списка).


  1. Динамическое давление (для его определения используется формула – DPE?/2 = Р).
  2. Расход воздушных масс (он обозначается буквой L и измеряется в метрах кубических за час).
  3. Потери давления в результате трения воздуха о внутренние стенки (обозначаются буквой R, измеряются в паскалях на метр).
  4. Диаметр воздуховодов (для расчета данного показателя используется следующая формула: 2*а*b/(а+b); в этой формула значения а, b являются размерами сечения каналов и измеряются в миллиметрах).
  5. Наконец, скорость – это V, измеряется в метрах за секунду, о чем мы уже упоминали ранее.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов>

Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.

Шаг первый. Вначале следует определить требуемую площадь канала, для чего используется приведенная ниже формула:

I/(3600xVpek) = F.

Разбираемся со значениями:

  • F в данном случае – это, разумеется, площадь, которая измеряется в квадратных метрах;
  • Vpek – это желательная скорость движения воздуха, которая измеряется в метрах за секунду (для каналов принимается скорость в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт – около 1,5 метра).

Шаг второй. Далее необходимо подобрать стандартное сечение, которое было бы максимально приближенным к показателю F.

Шаг третий. Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).

Шаг четвертый. Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.

Шаг пятый. Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.

Шаг шестой. На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.

Обратите внимание на один важный момент! Так, если общие потери ниже уже наличествующего давления, то такую систему вентиляции вполне можно считать эффективной. А вот если потери превышают показатель давления, то может потребоваться установка специальной дроссельной диафрагмы в вентиляционной системе. Благодаря этой диафрагме будет гаситься избыточный напор.

Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.


Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов. А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.

Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Потеря давления в системе  24.02.2015 08:43

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором или приточной установкой. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:


Тип Скорость воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды 6,0 — 8,0
Боковые ответвления 4,0 — 5,0
Распределительные воздуховоды 1,5 — 2,0
Приточные решетки у потолка 1,0 – 3,0
Вытяжные решетки 1,5 – 3,0

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / 3600*F (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч;
F – площадь сечения канала, м2.

Рекомендация 1.
Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов


Рекомендация 2.
В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Пример расчета вентиляционной системы:
Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).


Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч.
Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Виды воздуховодов

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Современные воздуховоды можно классифицировать по нескольким параметрам: способ монтажа, материал изготовления, форма сечения.

По монтажу выделяют наружные и встроенные каналы. Первые устанавливаются поверх стен и заметны глазу. Внутренние монтируют в стенах и конструкции дома.

Материал труб может быть разным. Это различные металлы (медь, сталь, алюминий) и пластик. Металлические изделия отличаются своей прочностью и надежностью, но их установка сложнее. Монтировать пластиковые устройства проще, но они не применяются при высоких температурах.

Сечение может быть прямоугольных и круглым. Прямоугольные трубы отличаются универсальностью, но на углах могут создаваться завихрения. Круглые модели не имеют такого недостатка.

Проведение расчетов

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Основной целью аэродинамического расчета является определение сопротивления циркуляции воздуха в каждой части системы.

Существует прямая и обратная задачи аэродинамического расчета. Прямая занимается решением проектирования систем вентиляции и состоит в определении площади сечения каждого участка системы. Обратная задача решается путем определения расхода воздуха в заданной площади.

Для расчета необходимо определить кратность воздухообмена. Это количественная характеристика работы системы, которая показывает, сколько раз за час в комнате обновился воздух. Показатель зависит от особенностей помещения, его назначения.

Создание схемы системы в аксонометрической проекции делают в масштабе М 1:100. Необходимо нанести на схему воздуховоды, фильтры, глушители шума, клапаны и прочие составляющие вентиляции. По полученным данным определяют длину ответвления, расход на каждом участке, делается расчет сопротивления воздуховода.

После выбирается оптимальная магистраль прокладки труб. Это наиболее длинная цепь последовательно расположенных участков.

Если в схеме имеется несколько магистралей, главной считается та, в которой больше расход.

Основные формулы при расчете

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Сечение воздуховода может быть круглым и квадратным. Оно рассчитывается по формуле F=Q/v, где под Q обозначается расход воздуха, а v – рекомендуемая скорость воздуха (справочная величина).

Из площади определяется диаметр сечения D, если трубы имеют круглую форму, или высота и ширина А и В для прямоугольной. Величины округляют до ближайшего большего стандарта и получают Аст и Вст.

Для прямоугольных воздуховодов рассчитывается эквивалентный диаметр по формуле DL = (2Aстст) / (Астст).

Величина критерия подобия Рейнольдса высчитывается как Re = 64100 *Dст *vфактич. От этого показателя зависит коэффициент трения, который определяется по формуле λтр = 0,3164 ⁄ Re-0,25 при Re≤60000λтр = 0,1266 ⁄ Re-0,167 при Re>60000.

Коэффициент местного сопротивления λм выбирается из справочника и затем подставляется в формулу потери давления на расчетном участке Р = ((λтр*L) / Dст + λм) *0,6* v2 факт. L – длина расчетного участка.

При суммировании всех потерь получаются общие потери магистрали и вентиляционной системы. По этим значениям выбирается вентилятор с запасом в 10%. Из его характеристик считают КПД n, а затем и мощность N = (Qвент*Pвент) / (3600*1000 * n). Здесь Qвент, Pвент – расход воздуха и давление, создаваемое вентилятором.

Расчет потери давления в воздуховоде можно выполнить по формуле DP=x*r*v2/2, где r – плотность воздуха, v – скорость движения, x – коэффициент местного сопротивления.

7.1 Общие положения

Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для подбора размеров поперечных сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха и определения потерь давления в системе.

Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях, Па

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.1)

Потери давления на трение, Па,

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.2)

где R – удельные потери давления на трение в гидравлически гладком канале, Па/м;

l – длина участка воздуховода, м;

n – поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов.

Удельные потери давления на трение

(7.3)

где г – коэффициент гидравлического сопротивления трению для гидравлически

гладкого канала;

dэ – эквивалентный (гидравлический) диаметр воздуховода, м;

Рд – динамическое давление, Па.

Коэффициент гидравлического сопротивления трению для

гидравлически гладкого канала, при турбулентном режиме течения, рассчитывается по закону Блазиуса:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.4)

где Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.5)

где – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с;

– кинематическая вязкость воздуха, м2/с;

Динамическое давление, Па,

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.6)

Потери давления в местных сопротивлениях, Па,

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.7)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода, коэффициенты местных сопротивлений на границе двух участков относят к участку с меньшим расходом и определяют по таблицам местных сопротивлений по прил. 14;

ρ – плотность воздуха, кг/м3.

При расчетах можно пользоваться справочными таблицами [33] или номограммами (прил. 11, 12), которые построены на основании формул (2.3) – (2.6) при различных скоростях для различных диаметров круглых металлических воздуховодов (при ρ = 1,2 кг/м3,

= 15,06 · 10-6 м2/с), принимаемыми гидравлически гладкими.

Если пользоваться указанными таблицами и номограммами для воздуховодов из других материалов, необходимо вводить поправочный коэффициент п, который зависит от материалавоздуховода и скорости движения воздуха и определяется по прил. 13 или по формуле

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.8)

где – коэффициент сопротивления трению с учетом шероховатости канала (воздуховода), рассчитывается по формуле Альтшуля:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов(7.9)

где kэ – абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности

воздуховода.

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину d принимают эквивалентный диаметр dэ, мм, при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде

dэ = 2ab/(a + b), (7.10)

где а, b – стороны прямоугольного воздуховода или канала, мм.

Аэродинамический расчет вентиляционной системы состоит из двух этапов:

1) расчет участка основного направления магистрали (наиболее протяженной и нагруженной ветви воздуховодов);

2) увязка всех остальных участков системы.

При невозможности увязки потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10–15 % следует устанавливать диафрагмы. Диафрагма (металлическая пластина с отверстием) – местное сопротивление, на котором гасится избыточное давление. Коэффициент местного сопротивления диафрагмы определяется по формуле

(7.11)

где Рд – динамическое давление на участке, на котором устанавливается диафрагма, Па; Ррасп – располагаемые потери давления на ответвлении, Па; Ротв – потери давления на увязываемом ответвлении, Па. По значению и по размерам воздуховода, на котором устанавливается диафрагма, подбирают размер диафрагмы (прил. 14).

Аэродинамический расчет систем вентиляции выполняют после расчета воздухообмена в помещениях и принятия решения по трассировке воздуховодов и каналов и конкретизацииместных сопротивлений вдоль них. Для проведения аэродинамического расчета на основе архитектурно-строительной и технологической частей проекта вычерчивают аксонометрическую схему системы вентиляции, по которой определяют протяженность отдельных ее ветвей и размещают элементы сети.

Расчет выполняют по методу удельных потерь давления в следующей последователности:

По известному расчетному расходу вентиляционного воздуха L определяют ориентировочное сечение канала (воздуховода), м2, по формуле:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.12)

где L – расчетный расход воздуха в воздуховоде, м3/ч;

–предварительная скорость движения воздуха, м/с:

а) в системах естественной вентиляции:

– для горизонтальных каналов – 0,5–1,0 м/с;

– для вертикальных каналов – 0,5–1,0 м/с;

– для вытяжных шахт – 1,0–1,5 м/с.

б) в системах механической вентиляции:

– для участка с жалюзийной решеткой – 2–5 м/с;

– для участка с вентилятором – 6–12 м/с;

– для магистральных воздуховодов производственных зданий – до 12 м/с;

– для ответвлений воздуховодов производственных зданий

– до 6 м/с.

Исходя из расчетной площади канала с учетом конструктивных соображений, принимаем стандартные размеры сечения каналов (воздуховодов) по прил. 6–9.

Уточняем фактическую скорость движения воздуха по

каналам, м/с, по формуле

, (7.13)

где Fст – стандартная площадь канала, м2 (прил. 6–9).

Определяем потери давления на преодоление сил трения по принятому сечению (диаметру) и заданному количеству воздуха.

Определяем гидравлические потери на местные сопротивления по участкам вентиляционной сети.

Определяем суммарные фактические гидравлические потери на всех участках, входящих в расчетную ветвь

Производим увязку потерь давления по ответвлениям

воздуховодов в пределах 10–15 % (10 % – для естественной системы вентиляции,

15 % – для принудительной).

7.2 Аэродинамический расчет участков приточной части системы

Примером такого воздуховода может служить воздуховод, изображенный на рис. 2.3. Для равномерной раздачи воздуха достаточно постоянства статического давления по всей длине воздуховода

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Рисунок 8.1-Воздуховод для равномерной раздачи воздуха

Действительно, чтобы выполнилось равенство 8= 7= 6= 5= 4= 3= 2= 1, необходимо, чтобы = … ,

т. к. . Следовательно, Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов =const. Отсюда следует, что Рст1= Рст2=…= Рст8= const. Из уравнения Бернулли потери:

Pст.н+ Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов = Pст.к + Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов +

Отсюда при Pст.н = Pст.к следует:

где и – начальные и конечные продольные (расходные) скорости воздуха в воздуховоде.

С другой стороны, потери P = (Rl+Z) – общие потери давления на трение по длине и в местных сопротивлениях всех тройников на проход по магистрали.

Таким образом, разность динамических давлений в начале и в конце магистрали равна полным потерям давления на этой длине. Желательно выбирать скорость из щелей (скорость выхлопа из щелей) наибольшей, а скорость воздуха в воздуховоде – наименьшей. В этом случае магистраль можно принять за камеру постоянного давления.

Считаем, что при выхлопе воздуха из щели теряется полностью динамическое давление

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

и потери давления вследствие поджатия и выхлопа воздуха.

Сструи (статическое давление) составят:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

где = 1,5 – коэффициент на местные сопротивления (на поджатие 0,5 и на выхлоп 1,0).

Для постоянства статического давления по длинемагистрали необходимо обеспечить равенство

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Примем такие величины диаметров магистрали, чтобы

скорость после каждого тройника уменьшалась на одну и ту же

величину:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

где n – число щелей в магистрали.

Потери давления в каждом тройнике, согласно теории профессора Д.Тома [6], можно определить по формуле

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Поскольку имеем n щелей, то

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

7.3 Аэродинамический расчет участков вытяжной части системы

Исходные данные

Рассчитать равномерную раздачу воздуха из восьми щелей, сделанных в круглом воздуховоде (см. рис. 2.3).

Количество воздуха, которое необходимо подать в каждую щель – 2000 м3/ч.

Расстояние между щелями – 6 м.

Скорость выхлопа воздуха из каждой щели – 6 м/с.

Плотность воздуха – 1,2 кг/м3.

Порядок расчета

Динамическое давление в каждой щели определяем по формуле

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Статическое давление в каждой щели определяем по формуле

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Примем = 6 м/с; = 5 м/с, тогда располагаемое давление из формулы будет:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов

Определим площадь, м2, и диаметр, м, начального сечения воздуховодов:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов , м2;

Так что

м;

Уменьшение скорости воздуха в каждом тройнике и потери в местных сопротивлениях по формулам (2.25), (2.26)

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов Па;

Определим площадь и диаметр конечного участка:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов , м2;

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов м;

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов м2/с – коэффициент кинематической вязкости воздуха;

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического трения;

Удельные потери на трение

Па/м.

Определим средние удельные потери:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов , Па/м.

Определим общие потери давления на трение по длине и в местных сопротивлениях всех тройников на проход по магистрали:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов ,Па;

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов ,Па;

Сравним располагаемое давление с общими потерями по магистрали

меньше 10% следовательно, перерасчета делать не нужно.

Рассчитаем диаметры отдельных участков воздуховода:

d7= d8 – (d8– d1) / 7 = 1,33– (1,33 –0,42 ) / 7 = 1,2 м;

d6= d7 – (d7– d1) / 6 = 1,2 – (1,2 – 0,42) / 6 = 1,07 м;

d5= d6 – (d6– d1) / 5 = 1,07 – (1,07 – 0,42) / 5 = 0,94 м;

d4= d5– (d5– d1) / 4 = 0,94 – (0,94 – 0,42) / 4 = 0,81 м;

d3= d4– (d4– d1) / 3 = 0,81 – (0,81 – 0,42) / 3 = 0,68 м;

d2= d3– (d3– d1) / 2 = 0,68 – (0,68 – 0,42) / 2 = 0,55 м.

Выбирается вентилятор для перемещения воздуха.

Выбор вентилятора производится на расчетный расход с учетом подсосов и утечек:

, м3/ч, (7.14)

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов (7.15)

Давление, создаваемое вентилятором должно быть равно расчетному сопротивлению сети. Необходимо это сопротивление привести к нормативным условиям:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов , Па. (7.16)

Мощность, потребляемая на валу электродвигателя:

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов , кВт; (7.17)

По каталогу продукции фирмы «Вектор Кондвент» выбираем 6 вентиляторов ВЦ4-75-12 (на каждый пролет производственного цеха).

Характеристики вентилятора ВЦ4-75-12 сведены в таблицу 7.1.

Таблица 7.1.- технические характеристики вентилятора ВЦ4-75-12.

Типо размер двигателя Мощ ность, кВт Частота вращения, об/мин Производи тельность, м3 Давление полное, Па Масса без двига теля, кг Виброизо ляторы
Тип Кол.
5А225М8 30,0 ДО43

Использованные источники

  1. forum.abok.ru/index.php?showtopic=92795
  2. v-teplo.ru/aerodinamicheskij-raschet-vozduhovodov.html
  3. cyclonespb.ru/stati/article_post/poterya-davleniya-v-sisteme
  4. strojdvor.ru/ventilyaciya/zadacha-aerodinamicheskogo-rascheta-sistem-ventilyacii/
  5. cyberpedia.su/8x4158.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.