Основи на аеродинамичното изчисляване на въздуховоди. Избор на фенове

Етап първи

Това включва аеродинамично изчисление на механични климатични или вентилационни системи, което включва редица последователни операции.Изготвя се перспективна диаграма, която включва вентилация: захранваща и изпускателна и се подготвя за изчисление.

Размерите на площта на напречното сечение на въздуховодите се определят в зависимост от вида им: кръгли или правоъгълни.

Формиране на схема

Схемата е съставена в аксонометрия в мащаб 1:100. Посочва точките с разположени вентилационни устройства и консумацията на въздух, преминаващ през тях.

Когато изграждате магистрала, трябва да обърнете внимание коя система се проектира: захранваща или изпускателна

снабдяване

Тук изчислителната линия е изградена от най-отдалечения въздушен разпределител с най-висока консумация. Той преминава през захранващи елементи като въздуховоди и вентилационен блок до мястото, където се поема въздухът. Ако системата трябва да обслужва няколко етажа, тогава въздушният разпределител се намира на последния.

ауспух

Изгражда се линия от най-отдалеченото изпускателно устройство, което консумира максимално въздушния поток, през основната линия до монтажа на аспиратора и по-нататък към шахтата, през която се изпуска въздух.

Ако вентилацията е планирана на няколко нива и монтажът на качулката е разположен на покрива или тавана, тогава изчислителната линия трябва да започне с устройството за разпределение на въздуха на най-ниския етаж или мазето, което също е включено в системата. Ако инсталацията на аспиратора е разположена в мазето, тогава от устройството за разпределение на въздуха на последния етаж.

Цялата изчислителна линия е разделена на сегменти, всеки от тях е участък от канала със следните характеристики:

• въздуховод със същия размер на секцията;
• от един материал;
• с постоянен разход на въздух.

Следващата стъпка е номерирането на сегментите. Започва с най-отдалеченото изпускателно устройство или въздушния разпределител, на всеки е присвоен отделен номер. Основната посока - магистралата е подчертана с дебела линия.

Освен това въз основа на аксонометричната схема за всеки сегмент се определя дължината му, като се вземат предвид мащабът и потреблението на въздух. Последното е сумата от всички стойности на консумирания въздушен поток, преминаващ през клоните, които са в непосредствена близост до магистралата. Стойността на индикатора, която се получава в резултат на последователно сумиране, трябва постепенно да се увеличава.

Определяне на размерите на секциите на въздуховода

Той се прави въз основа на такива показатели като:

• консумация на въздух в сегмента;
• Нормативните препоръчителни стойности за скоростта на въздушния поток са: на магистрали - 6m/s, в мини, където се поема въздух - 5m/s.

Предварителната стойност на размерите на канала се изчислява върху сегмента, който се намалява до най-близкия стандарт. Ако е избран правоъгълен канал, тогава стойностите се избират въз основа на размерите на страните, съотношението между които е не повече от 1 до 3.

Изходни данни за изчисления

Когато схемата на вентилационната система е известна, се избират размерите на всички въздуховоди и се определя допълнително оборудване, схемата се изобразява във фронтална изометрична проекция, тоест аксонометрия. Ако се извърши в съответствие с настоящите стандарти, тогава цялата информация, необходима за изчислението, ще бъде видима на чертежите (или скиците).

1. С помощта на етажни планове можете да определите дължината на хоризонталните участъци на въздуховоди. Ако на аксонометричната диаграма има знаци за височините, на които преминават каналите, тогава ще стане известна и дължината на хоризонталните участъци.В противен случай ще са необходими участъци от сградата с положени трасета за въздуховоди. И в краен случай, когато няма достатъчно информация, тези дължини ще трябва да бъдат определени чрез измервания на мястото на монтаж.
2. Диаграмата трябва да показва с помощта на символи цялото допълнително оборудване, инсталирано в каналите. Това могат да бъдат диафрагми, моторизирани амортисьори, противопожарни клапи, както и устройства за разпределение или изсмукване на въздух (решетки, панели, чадъри, дифузори). Всяка единица от това оборудване създава съпротивление по пътя на въздушния поток, което трябва да се вземе предвид при изчислението.
3. В съответствие с разпоредбите на диаграмата, в близост до условните изображения на въздуховодите трябва да бъдат закрепени скоростите на въздушния поток и размерите на каналите. Това са определящите параметри за изчисленията.
4. Всички оформени и разклонени елементи също трябва да бъдат отразени в диаграмата.

Ако такава схема не съществува на хартия или в електронна форма, тогава ще трябва да я нарисувате поне в чернова версия, не можете без нея в изчисленията.

2. Изчисляване на загубите от триене

Загуби
Енергиите на потока се изчисляват пропорционално
т.нар
"динамична" глава, величина
pW2/2,
където p е плътността
въздух при температура на потока
(определя се съгласно таблица (1)
и (2)), а
У
- скорост в определен участък от контура
циркулация на въздуха.

Падането
налягане на въздуха поради действието
изчислете триенето
по формулата на Вайсбах:

=

къдетол
— дължина на участъка на циркулационния кръг, m,
д_екв-еквивалентен
диаметър на напречното сечение,
м,

д_еквv=

-коефициент
устойчивост на триене.

Коефициент
съпротивление
триенето се определя от режима на въздушния поток
в разглеждания участък от контура
тираж или стойността
Критерий на Рейнолдс:

Re=д_екв

където
Wiд_екв
- скорост и еквивалентен диаметър
канал
и
кинематичен коефициент на вискозитет
въздух (определя се според таблиците
/1/ и /2/,
м
/С.

смисъл

за ценностиRev
интервал 105
-108
(разработено
турбулентен
стойност) се определя по формулата
Никурадзе:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Re-0,231

| Повече ▼
подробности за избора
може да се получи от /4/ и /5/ B
/5/
диаграма за намиране
стойности
,
улесняване
изчисления.
Изчислени стойности
изразено в паскали (Pa).

V
таблица 3 обобщава стойностите на началните
данни за всеки канал
скорост,
дължина, напречно сечение,
еквивалентен диаметър,
величина
Критерий на Рейнолдс, коефициент
съпротивление,
динамичен
глава и стойността на изчислените загуби на
триене.

						Таблица 3
номер на канала (фиг.5)	W, Госпожица	F, m2	декв М	л, м	W2/2 Х	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

Изчисления
съпротивление на триене в каналите на пещта

5.3.
"Местни" загуби
- този термин се отнася до загуби
енергия в тези
места, където въздушният поток внезапно
разширява или стеснява, претърпява
завои и др.
V
има достатъчно такива места за проектираната пещ
много - нагреватели, завои
канали, разширяване или стесняване на канали
и т.н.
Тези
загубите се изчисляват по същия начин като дела
динамична глава стр=У2/2,
умножаване
то на така наречения „коефициент
местна съпротива"
:

Сума
29.4Па

_местен
=/2

Коефициент
се определя локалното съпротивление
но таблици /1/ и /5/ в зависимост от вида
местна съпротива и като цяло
характеристики. Например, в
тази пещ локален тип съпротивление
настъпва внезапно стесняване
в канал 1-2 (виж фиг. 7). Съотношение на секциите
(от тесен до широк).
приложение /1/ нам
=0,25

= 160Pa,

Абсолютно
други местни
загуби. Необходимо
имайте предвид, че в някои случаи местни
се дължат загуби
действието на два вида съпротива наведнъж.
Например има
поставете завъртането на канала и в същото време
промяна в напречното му сечение (стесняване
или удължаване) трябва да се извърши
изчисляване на загубата за
и двата случая и сумирайте резултатите.
Резултати от изчисления на локални загуби
обобщено в таблица 4

№	Тип местен съпротивление	W, Госпожица		Па	Забележка.
	внезапно стесняване	43,4	0,125	160	не. според таблицата
1-1	Обърни се на 90°	25	1,5	318	~
2-3	закръглени завъртете	25	о,1	21,3	~
3	Бленда в поток (нагреватели)	35,8	3,6	601	~
3-4	закръглени завъртете	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Обърни се на 90 с разширение	28,9	0,85	241	~
4-1	внезапно стесняване	28,9	0,09	25,5	~

Сума

=1411,6 Ра

Обща сума
загуби:

=30 + 1410 = 1440 Ра

Фенове
изберете според характеристиките
центробежен

фенове
, вероятно за ВРС тип No10
(работещ

колело
диаметър 1000
мм).

За
производителност 21,5
м3/С
и необходимото налягане Н>1440

Та..
Получаваме: н=550
обороти в минута;

,5;
н_устата
25
kW.

Задвижващ агрегат
вентилатор от асинхронен двигател,
мощност 30
kW
Тип
АД
в 720
об/мин,
чрез задвижване с клинов ремък.

Втори етап

Тук се изчисляват показателите за аеродинамично съпротивление. След избора на стандартните секции на въздуховодите се посочва стойността на скоростта на въздушния поток в системата.

Изчисляване на загуба на налягане при триене

Следващата стъпка е да се определи специфичната загуба на налягане от триене въз основа на таблични данни или номограми. В някои случаи калкулаторът може да бъде полезен за определяне на показатели въз основа на формула, която ви позволява да изчислявате с грешка от 0,5 процента. За да се изчисли общата стойност на индикатора, характеризиращ загубата на налягане в целия участък, е необходимо да се умножи неговият специфичен индикатор по дължината. На този етап трябва да се вземе предвид и коригиращ фактор за грапавостта. Зависи от големината на абсолютната грапавост на конкретен материал на канала, както и от скоростта.

Изчисляване на индекса на динамично налягане върху сегмента

Тук се определя индикатор, характеризиращ динамичното налягане във всяка секция въз основа на стойностите:

• скорост на въздушния поток в системата;
• плътност на въздушната маса при стандартни условия, която е 1,2 kg/m3.

Определяне на стойностите на местното съпротивление в секции

Те могат да бъдат изчислени от локални коефициенти на съпротивление. Получените стойности се обобщават в табличен вид, който включва данни от всички секции и не само прави сегменти, но и няколко фигурни части. Името на всеки елемент е въведено в таблицата, там са посочени и съответните стойности и характеристики, чрез които се определя коефициентът на локално съпротивление. Тези показатели могат да бъдат намерени в съответните референтни материали за избор на оборудване за вентилационни инсталации.

При наличие на голям брой елементи в системата или при липса на определени стойности на коефициентите се използва програма, която ви позволява бързо да извършвате тромави операции и да оптимизирате изчислението като цяло. Общата стойност на съпротивлението се определя като сума от коефициентите на всички сегментни елементи.

Изчисляване на загубите на налягане върху локални съпротивления

След като са изчислили крайната обща стойност на индикатора, те пристъпват към изчисляване на загубите на налягане в анализираните зони. След изчисляване на всички сегменти на основната линия, получените числа се сумират и се определя общата стойност на съпротивлението на вентилационната система.

Изчисляване на въздуховоди за захранващи и изпускателни системи на механична и естествена вентилация

Аеродинамичен
изчисляването на въздуховоди обикновено се намалява
да се определят размерите на напречните им
раздел,
както и загуби на налягане върху индивидуалните
парцели
и в системата като цяло. Може да се определи
разходи
въздух за дадени размери на въздуховоди
и известно диференциално налягане в системата.

В
аеродинамично изчисление на въздуховоди
вентилационните системи обикновено се пренебрегват
свиваемост
движещ се въздух и се наслаждавайте
стойности на свръхналягане, ако приемем
за условно
нулево атмосферно налягане.

В
движение на въздуха през канала във всеки
напречен
поток напречно сечение има три вида
налягане:
статичен,
динамичен
и завършен.

статичен
налягане
определя потенциала
енергия 1 m3
въздух в разглеждания участък (стр_ул
равно на налягането върху стените на канала).

динамичен
налягане
е кинетичната енергия на потока,
свързани с 1 m3
въздух, определен
по формулата:

(1)

където
– плътност
въздух, kg/m3;
- скорост
движение на въздуха в участъка, m/s.

Завършен
налягане
равно на сбора от статично и динамично
налягане.

(2)

Традиционно
при изчисляване на каналната мрежа се използва
терминът „загуба
натиск”
(„загуби
поток енергия“).

Загуби
налягане (пълно) във вентилационната система
се състоят от загуби от триене и
загуби в местни
съпротивления (вижте: Нагряване и
вентилация, част 2.1 „Вентилация“
изд. В.Н. Богословски, М., 1976).

Загуби
наляганията на триене се определят от
формула
Дарси:

(3)

където
- коефициент
съпротивление на триене, което
изчислено по универсалната формула
АД. Алтшуля:

(4)

където
– критерий на Рейнолдс; K - височина
проекции на грапавост (абсолютна
грапавост).
инженерни изчисления на загуба на налягане
триене
,
Pa (kg/m2),
във въздуховод с дължина /, m, се определят
по израз

(5)

където
– загуби
налягане на 1 mm дължина на канала,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

За
определения Рсъставен
таблици и номограми. Номограми (фиг.
1 и 2) се изграждат за условията: форма на сечение
диаметър на кръга на канала,
налягане на въздуха 98 kPa (1 atm), температура
20°C, грапавост = 0,1 mm.

За
изчисляване на въздуховоди и канали
се използват правоъгълни секции
таблици и номограми
за кръгли канали, въвеждане при
това
еквивалентен диаметър на правоъгълник
канал, в който загубата на налягане
за триене в
кръгъл
и правоъгълна
~
въздуховоди са равни.

V
получена дизайнерска практика
Разпространение
три вида еквивалентни диаметри:

■ по скорост

в
паритет на скоростите

■ от
потребление

в
справедливост на разходите

■ от
площ на напречното сечение

ако е равно
площи на напречните сечения

В
изчисляване на въздуховоди с грапавост
стени,
различен от предвиденото в
таблици или номограми (K = OD mm),
направи корекция на
таблична стойност на специфичните загуби
натиск върху
триене:

(6)

където
- табличен
специфична стойност на загубата на налягане
за триене;
- коефициент
като се вземе предвид грапавостта на стените (Таблица 8.6).

Загуби
налягане в локални съпротивления. V
места на въртене на канала, при разделяне
и сливане
тече в тройници, при смяна
размери
въздуховод (разширение - в дифузора,
стеснение - в конфузора), на входа на
въздуховод или
канал и изход от него, както и на места
инсталации
устройства за управление (дросели,
порти, диафрагми) има спад
налягане на потока
движещ се въздух. В посочения
места, които се случват
преструктуриране на полетата на скоростта на въздуха в
въздуховод и образуване на вихрови зони
по стените, което е придружено
загуба на енергия на потока. подравняване
потокът се случва на известно разстояние
след преминаване
тези места. Условно, за удобство
аеродинамично изчисление, загуба
налягане на местно ниво
съпротивленията се считат за концентрирани.

Загуби
налягане при локално съпротивление
определени
според формулата

(7)

където
–
коефициент на локално съпротивление
(обикновено,
в някои случаи има
отрицателна стойност при изчисляване
Трябва
вземете предвид знака).

Съотношението се отнася до
до максимална скорост
в тесния участък на участъка или скорост
в раздел
секция с по-нисък дебит (в тройник).
В таблици
локални коефициенти на съпротивление
показва за коя скорост се отнася.

Загуби
налягане в локални съпротивления
график, z,
изчислено по формулата

(8)

където

- сума
локални коефициенти на съпротивление
Местоположение е включено.

Чести са
загуба на налягане в секцията на канала
дължина,
m, при наличие на локални съпротивления:

(9)

където
– загуби
налягане на 1 m дължина на канала;

– загуби
налягане в локални съпротивления
сайт.