Аэродинамический расчет воздуховодов

Аэродинамический расчет воздуховодов обычно сводится к определению размеров поперечных сечений всех участков сети, обеспечивающих перемещение необходимого количества воздуха, а также к определению суммарного сопротивления, возникающего при движении воздуха по воздуховодам. На практике встречаются следующие случаи определения некоторых величин:

1) располагаемое давление задано, требуется определить размеры поперечных сечений воздуховодов для перемещения по ним расчетного количества воздуха;

2) известны поперечные сечения воздуховодов, требуется опре­делить необходимое давление для перемещения по этим воздухо­водам заданного количества воздуха;

3) требуется определить размеры поперечных сечений воздуховодов и потребное давление для перемещения расчетного количест­ва воздуха.

Первый случай характерен для систем естественной вентиля­ции, когда располагаемое давление изменить нельзя. Второй слу­чай имеет место, когда размеры сечений воздуховодов заданы по конструктивным или архитектурным соображениям. Третий — наиболее общий в практике проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рассмотрим методику аэродинамического расчета воздухово­дов применительно к третьему, наиболее общему случаю.

Аэродинамический расчет воздуховодов выполняют после оп­ределения количества перемещаемого воздуха и решения трасси­ровки воздуховодов. Для проведения аэродинамического расчета вычерчивают аксонометрическую схему вентиляции шли конди­ционирования воздуха, на которой указывают фасонные части и их конструкции, воздухораспределительные и запорно-регулирующие устройства, теплообменные аппараты и другие устрой­ства, входящие в состав системы.

По планам и разрезам строительной части проекта сооруже­ния определяют протяженность сети воздуховодов. Сеть воздухо­водов разбивают на отдельные участки и определяют расход воз­духа на каждом из них. Расчетным участком считается часть воздуховода с постоянными расходом и скоростью воздуха. Зна­чение расхода и длины каждого участка наносят на аксономет­рическую схему (рис.).

После этого выбирают магистраль. В качестве магистрали на­значают наиболее протяженную и нагруженную цепочку после­довательно расположенных расчетных участков. Участки магис­трали нумеруют, начиная с наиболее удаленного. Номер, расход воздуха и длина каждого участка магистрали заносят в таблицу аэродинамического расчета.

Далее выбирают форму поперечного сечения воздуховода и оп­ределяют размеры сечений расчетных участков магистрали. Пло­щадь поперечного сечения воздуховода расчетного участка (м²) определяют по формуле:

F_P=L_P/ν_T

Рис. Аксонометрическая схема системы вентиляции:

1-5- номера участков; А-Б- узловые точки; L- расходы воздуха, м³/ч; l- длина участка, м.

Где, L_p — расчетный расход воздуха на участке, м³/с; ν _Т — реко­мендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с.

Рекомендуемые скорости определены из экономических сооб­ражений с учетом акустических требований. Наименьшие скорости рекомендуется принимать на участках, имеющих отверстия в помещении. Обычно скорости на таких участках не должны превышать 4 м/с. По мере приближения к вентилятору скорости увеличиваются.

По величине F_p подбирают стандартные размеры воздуховода (а×b или d) так, чтобы фактическая площадь поперечного сече­ния участка F_ф была близкой к F_p. Для прямоугольного возду­ховода определяют эквивалентный диаметр. По фактической пло­щади поперечного сечения определяют фактическую скорость воздуха на участке воздуховода:

ν_Ф=L_P/F_Ф

По таблицам или номограммам определяют удельные потери давления на трение и вычисляют потери давления на трение на расчетном участке R_тр l. Для каждого вида местного сопротив­ления на участке определяют по таблицам коэффициент местно­го сопротивления ξ. По сумме ξ и динамическому давлению опре­деляют потери давления в местных сопротивлениях участка:

∆р_м.с=Σ ξ ∙(ρν_ф ²/2)

Потери давления на расчетном участке

∆р= R_трl+(ρν_ф ²/2)−

где R - потери давления на трение, Н/м² на 1 пог. М воздуховода;

l - длина воздуховода, м;

ρ - плотность воздуха, кг/м³.

При температуре воздушного потока, отличающейся от 20 °С, на потери давления, подсчитанные по вышеуказанной формуле, следует вводить поправочные коэффициенты, соответственно, на трение и на местные сопротивления.

Потери давления на трение в круглых воздуховодах можно определить по формуле:

∆Р_тр=λ/d∙(ν²ρ/2) ∙ l, кг/м²,

где λ -коэффициент сопротивления трению;

l - длина воздуховода, м;

d - диаметр воздуховода, м;

ν- скорость воздуха, м/с;

ν²ρ/2 - динамическое давление, Н/м.

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину диаметра, а принимается эквивалентный диаметр, который определяется по формуле:

d_экв=2∙А∙В/А+В,

где А и В- размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.

Общие потери давления в магистрали и» следовательно» во всей сети воздуховодов

∆Р_м= Σ^N_i=1(R_трl+ Σ ξ ∙(ρν_ф ²/2))+ Σ∆р_об,

где 1, …, N — номера участков магистрали; Δр_об — потери давле­ния в оборудовании и других устройствах системы,

Расчет всех ответвлений заключается в таком подборе сече­ний участков, составляющих ответвления, при котором потери дав­ления на преодоление сопротивлений были бы равны соответству­ющим узловым давлениям, т. е. давлениям в магистрали в мес­тах ответвлений. Расхождения не должны превышать 5 % от соответствующего узлового давления. Если с помощью нормализо­ванных размеров сечений воздуховодов этого добиться нельзя, не­обходимо установить дроссельную диафрагму для погашения из­быточного давления.

Дата добавления: 2014-12-26