КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Аэродинамика инженерных сетей
Режимы движения газа Разность давлений и потери давления
Особенности терминов «разность давлений » и «потери давления » поясним на примерах. Движение газа происходит только при наличии разности приведённых полных давлений D pпр = pпр.п1 – pпр.п2
от точки с бoльшим давлением pпр.п1 к точке с меньшим pпр.п2. Например, это является условием работы систем естественной вентиляции зданий: для удаления воздуха из помещения давление pпр.п внутри должно быть больше, чем снаружи. Потери давления D pпот отражают потерю полной энергии потока при движении газа. Например, чем длиннее воздуховод, меньше его проходное сечение, шероховатее его стенки, тем больше будут потери давления в системе вентиляции, что может ухудшить удаление несвежего воздуха из помещений. В покоящемся газе никаких потерь давления нет. При установившемся движении газа разность давлений равна потерям давления: D pпр = D pпот,
что является уравнением Бернулли в простейшей записи (см. с. 42). Таким образом, «разность давлений » является причиной движения газа, а «потери давления » — следствием. При движении газа они численно равны. Измеряются они в одних и тех же единицах СИ — паскалях(Па).
При проведении аэродинамического расчёта в первую очередь нужно выяснить, какой режим движения будет наблюдаться у данного потока газа. Режимы движения газовых потоков делятся на два типа (так же, как в жидкостях): 1) ламинарный, спокойный, параллельноструйный, при малых скоростях; 2) турбулентный, вихреобразный, при больших скоростях. Для выяснения типа режима нужно рассчитать число Рейнольдса Re и сравнить его с критическим Re кр для газа.
Число Рeйнольдса для газа Reвычисляется по формуле: Re = v dэ / n, где dэ — эквивалентный диаметр трубопровода, воздуховода или канала (см. с. 40); dэ = d, если трубопровод круглого сечения. Критическое число Рейнольдса для газа Re кр» 2000. Если Re‹Re кр, то режим ламинарный. Если Re› Reкр, то режим турбулентный. На практике в подавляющем большинстве случаев наблюдается режим турбулентный: в вентиляционных каналах (воздуховодах), газопроводах, паропроводах, при ветре.
Инженерные сети вентиляции и отопления зданий рассчитываются по законам аэродинамики. При этом используется уравнение Бернулли для газа (см. с. 42), в котором фигурируют давления, а не напоры. Даже водяное отопление рассчитывается именно по давлениям, так как в нём имеет место изменение температуры жидкости и соответственно её плотности, поэтому применять величины напоров неудобно. Аэродинамический расчёт этих сетей сводится к определению действующей разности давлений D pпр (вызывающей в них движение), потерь давления в них D pпот, скоростей, расходов и геометрических размеров проходных сечений. Расчёт ведётся по уравнению Бернулли так. Надо подобрать такие размеры трубопроводов, каналов и их проходных сечений (которые создают сопротивления потоку), чтобы скорости потоков были допустимыми, расходы удовлетворяли нормам и разность давлений D pпр была равна потерям давления в сети D pпот, причём для запаса надёжности потери искусственно увеличивают на 10 %. Поэтому для расчёта инженерных сетей уравнение Бернулли применяют в такой записи:
D pпр = 1,1D pпот,
и сеть окончательно должна удовлетворять этому равенству. Определение разности давлений D pпр будет рассмотрено ниже на примерах расчётов топки с дымовой трубой и водяного отопления с естественной циркуляцией. Потери давленияD pпот в трубопроводе, воздуховоде или газопроводе можно найти по формуле Вeйсбаха для газа:
, где z — коэффициент гидравлического сопротивления, тот же, что и для жидкости (см. с. 21), только в случае некруглого сечения надо использовать величину эквивалентного диаметра dэ вместо d. Общие потери давленияD pпот складываются из суммы линейныхD pl и местныхD pм потерь: D pпот = SD pl + SD pм. Для вычисления D pl и D pм применяется формула Вейсбаха для газа, в которой вместо z подставляют соответственно zl или zм (см. с. 23), а вместо d — dэ. Например, при определении D pl коэффициент линейного гидравлического сопротивления (величина безразмерная) zl = l l / dэ , где l — длина прямолинейного участка сети. Коэффициент гидравлического трения l при турбулентном режиме (практически всегда в газовых потоках) определяется так: , где D — шероховатость стенок трубопровода или канала, мм. Например, вентиляционные короба из листовой стали имеют D = 0,1 мм, а воздуховоды в кирпичной стене D = 4 мм. Значения коэффициента местных гидравлических сопротивлений zм принимаются по справочным данным для конкретных участков деформации потока (вход и выход из трубы, поворот, тройник и т.д.).
Дата добавления: 2014-10-17; Просмотров: 842; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |