Grundlæggende om aerodynamisk beregning af luftkanaler. Udvalg af fans

Etape et

Heri indgår en aerodynamisk beregning af mekaniske klima- eller ventilationsanlæg, som omfatter en række sekventielle operationer Der udarbejdes et perspektivdiagram, som omfatter ventilation: både indblæsning og udsugning, og er forberedt til beregning.

Dimensionerne af luftkanalernes tværsnitsareal bestemmes afhængigt af deres type: rund eller rektangulær.

Skemadannelse

Skemaet er udarbejdet i aksonometri med skala 1:100. Det angiver punkterne med placeret ventilationsanordninger og forbruget af luft, der passerer gennem dem.

Når du bygger en motorvej, skal du være opmærksom på, hvilket system der designes: tilførsel eller udstødning

Levere

Her bygges beregningslinjen ud fra den fjerneste luftfordeler med det højeste forbrug. Den passerer gennem forsyningselementer som luftkanaler og ventilationsaggregat frem til det sted, hvor luften tages ud. Hvis systemet skal betjene flere etager, er luftfordeleren placeret på den sidste.

udstødning

Der bygges en ledning fra den fjerneste udsugningsanordning, som forbruger luftstrømmen maksimalt, gennem hovedledningen til monteringen af ​​emhætten og videre til skakten, hvorigennem luften frigives.

Hvis der er planlagt ventilation for flere niveauer, og installationen af ​​emhætten er placeret på taget eller loftet, skal beregningslinjen begynde med luftfordelingsanordningen på den nederste etage eller kælder, som også er inkluderet i systemet. Hvis emhætteinstallationen er placeret i kælderen, så fra luftfordelingsenheden på sidste etage.

Hele beregningslinjen er opdelt i segmenter, hver af dem er en sektion af kanalen med følgende egenskaber:

• luftkanal af samme sektionsstørrelse;
• fra ét materiale;
• med konstant luftforbrug.

Det næste trin er nummereringen af ​​segmenterne. Det starter med den fjerneste udstødningsenhed eller luftfordeler, hver er tildelt et separat nummer. Hovedretningen - motorvejen er fremhævet med en tyk linje.

Yderligere, på grundlag af det aksonometriske skema for hvert segment, bestemmes dets længde under hensyntagen til skalaen og luftforbruget. Sidstnævnte er summen af ​​alle værdierne af den forbrugte luftstrøm, der strømmer gennem de grene, der støder op til motorvejen. Værdien af ​​indikatoren, som opnås som et resultat af sekventiel summering, bør gradvist stige.

Bestemmelse af dimensionelle værdier af luftkanalsektioner

Produceret baseret på indikatorer som:

• luftforbrug i segmentet;
• normative anbefalede værdier for luftstrømmens hastighed er: på motorveje - 6m / s, i miner, hvor luft optages - 5m / s.

Den foreløbige dimensionelle værdi af kanalen beregnes på segmentet, som reduceres til nærmeste standard. Hvis der vælges en rektangulær kanal, vælges værdierne ud fra dimensionerne af siderne, hvori forholdet er ikke mere end 1 til 3.

Indledende data til beregninger

Når ventilationssystemets skema er kendt, vælges dimensionerne af alle luftkanaler, og yderligere udstyr bestemmes, skemaet er afbildet i en frontal isometrisk projektion, det vil sige axonometri. Hvis det udføres i overensstemmelse med gældende standarder, vil alle nødvendige oplysninger til beregningen være synlige på tegningerne (eller skitserne).

1. Ved hjælp af plantegninger kan du bestemme længden af ​​vandrette sektioner af luftkanaler. Hvis der på det aksonometriske diagram er mærker af de højder, hvor kanalerne passerer, vil længden af ​​de vandrette sektioner også blive kendt.I modsat fald vil bygningsafsnit med anlagte luftkanalsveje være påkrævet. Og i ekstreme tilfælde, når der ikke er nok information, skal disse længder bestemmes ved hjælp af målinger på installationsstedet.
2. Diagrammet skal ved hjælp af symboler vise alt ekstraudstyr installeret i kanalerne. Disse kan være membraner, motoriserede spjæld, brandspjæld samt anordninger til fordeling eller udsugning af luft (gitre, paneler, paraplyer, diffusorer). Hvert stykke af dette udstyr skaber modstand i luftstrømmens vej, hvilket skal tages i betragtning ved beregningen.
3. I overensstemmelse med reglerne på diagrammet, nær de betingede billeder af luftkanalerne, skal luftstrømningshastighederne og dimensionerne af kanalerne fastgøres. Dette er de definerende parametre for beregninger.
4. Alle formede og forgrenede elementer skal også afspejles i diagrammet.

Hvis en sådan ordning ikke findes på papir eller i elektronisk form, bliver du nødt til at tegne den i det mindste i et udkast, du kan ikke undvære det i beregninger.

2. Beregning af friktionstab

Tab
flowenergier beregnes proportionalt
såkaldte
"dynamisk" hoved, størrelse
pW2/2,
hvor p er tætheden
luft ved fremløbstemperatur
(bestemt i henhold til tabel (1)
og (2)), en
W
- hastighed i en bestemt sektion af konturen
luftcirkulation.

Faldet
lufttryk på grund af handlingen
beregn friktion
efter Weisbach-formlen:

=

hvorl
— længden af ​​cirkulationskredsløbets sektion, m,
d_lign-tilsvarende
tværsnitsdiameter,
m,

d_lignv=

-koefficient
friktionsmodstand.

Koefficient
modstand
friktion bestemmes af luftstrømsregimet
i det betragtede afsnit af konturen
cirkulation eller værdien
Reynolds kriterium:

Vedr=d_lign

hvor
Wid_lign
- hastighed og tilsvarende diameter
kanal
og
kinematisk viskositetskoefficient
luft (bestemt i henhold til tabellerne
/1/ og /2/,
m
/Med.

Betyder

for værdierVedrv
interval 105
-108
(udviklede sig
turbulent
værdi) bestemmes af formlen
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Vedr-0,231

Mere
valg detaljer
kan fås fra /4/ og /5/ B
/5/
et diagram til at finde
værdier
,
faciliterende
beregninger.
Beregnet værdier
udtrykt i pascal (Pa).

V
tabel 3 opsummerer værdierne af initialen
data for hver kanal
fart,
længde, tværsnit,
tilsvarende diameter,
størrelse
Reynolds kriterium, koefficient
modstand,
dynamisk
hoved og værdien af ​​de beregnede tab på
friktion.

						Tabel 3
kanalnummer (fig5)	W, Frk	F, m2	dlign M	l, m	W2/2 H	Vedr		, Pa
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

Beregninger
friktionsmodstand i ovnkanalerne

5.3.
"Lokale" tab
- dette udtryk refererer til tab
energi i dem
steder, hvor luften pludselig strømmer
udvides eller indsnævres, gennemgår
drejninger osv.
V
der er nok sådanne steder til den designede ovn
mange - varmeapparater, drejninger
kanaler, udvidende eller indsnævrede kanaler
og osv.
Disse
tab opgøres på samme måde som andelen
dynamisk hoved s=W2/2,
formere sig
det på den såkaldte "koefficient
lokal modstand"
:

Sum
29.4Pa

_lokal
=/2

Koefficient
lokal modstand bestemmes
men tabeller /1/ og /5/ afhængig af typen
lokal modstand og generelt
egenskaber. For eksempel i
denne ovn lokal modstandstype
pludselig indsnævring finder sted
i kanal 1-2 (se fig. 7). Sektionsforhold
(smal til bred) Af
applikation /1 / find
=0,25

= 160 Pa,

Absolut
andre lokale
tab. Nødvendig
bemærk at i nogle tilfælde lokale
tab skyldes
virkningen af ​​to typer modstand på én gang.
Har f.eks
placer kanalen drej og på samme tid
ændring i dets tværsnit (indsnævring
eller forlængelse) skal udføres
tabsberegning for
begge tilfælde og lægge resultaterne sammen.
Resultater af lokale tabsberegninger
opsummeret i tabel 4

№	En type lokal modstand	W, Frk		Pa	Bemærk.
	pludselig indsnævring	43,4	0,125	160	Næh. ifølge tabellen
1-1	Tur ved 90°	25	1,5	318	~
2-3	afrundet tur	25	Åh,1	21,3	~
3	Blænde i strøm (varmere)	35,8	3,6	601	~
3-4	afrundet tur	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Tur på 90 med forlængelse	28,9	0,85	241	~
4-1	pludselig indsnævring	28,9	0,09	25,5	~

Sum

=1411,6 Pa

i alt
tab:

=30 + 1410 =1440 Pa

Fans
vælge efter funktioner
centrifugal

fans
, formentlig til VRS type nr. 10
(arbejder

hjul
diameter 1000
mm).

Til
ydeevne 21,5
m3/Med
og det nødvendige tryk H>1440

Pa..
Vi får: n=550
rpm;

,5;
N_mund
25
kW.

Drivenhed
ventilator fra asynkron motor,
strøm 30
kW
type
JSC
på 720
rpm,
gennem et kileremstræk.

Etape to

Her beregnes aerodynamiske modstandsindikatorer. Efter valg af standardsektioner af luftkanalerne angives værdien af ​​luftstrømningshastigheden i systemet.

Beregning af friktionstryktab

Det næste trin er at bestemme det specifikke friktionstryktab baseret på tabeldata eller nomogrammer. I nogle tilfælde kan en lommeregner være nyttig til at bestemme indikatorer ud fra en formel, der giver dig mulighed for at regne med en fejl på 0,5 procent. For at beregne den samlede værdi af indikatoren, der karakteriserer tryktabet i hele sektionen, skal du gange dens specifikke indikator med længden. En korrektionsfaktor for ruhed bør også tages i betragtning på dette stadium. Det afhænger af størrelsen af ​​den absolutte ruhed af et bestemt kanalmateriale, såvel som hastigheden.

Beregning af det dynamiske trykindeks på segmentet

Her bestemmes en indikator, der karakteriserer det dynamiske tryk i hver sektion baseret på værdierne:

• luftstrømningshastighed i systemet;
• luftmassetæthed under standardforhold, som er 1,2 kg/m3.

Bestemmelse af lokale modstandsværdier i sektioner

De kan beregnes ud fra lokale modstandskoefficienter. De opnåede værdier er opsummeret i en tabelform, som inkluderer data fra alle sektioner, og ikke kun lige segmenter, men også flere formede dele. Navnet på hvert element er indtastet i tabellen, de tilsvarende værdier og karakteristika er også angivet der, hvorved koefficienten for lokal modstand bestemmes. Disse indikatorer findes i de relevante referencematerialer for valg af udstyr til ventilationsinstallationer.

I nærvær af et stort antal elementer i systemet eller i fravær af visse værdier af koefficienterne, bruges et program, der giver dig mulighed for hurtigt at udføre besværlige operationer og optimere beregningen som helhed. Den samlede modstandsværdi er defineret som summen af ​​koefficienterne for alle segmentelementer.

Beregning af tryktab på lokale modstande

Efter at have beregnet den endelige samlede værdi af indikatoren, fortsætter de med beregningen af ​​tryktab i de analyserede områder. Efter beregning af alle segmenter af hovedlinjen opsummeres de opnåede tal, og ventilationssystemets samlede modstandsværdi bestemmes.

Beregning af luftkanaler til indblæsnings- og udsugningsanlæg af mekanisk og naturlig ventilation

Aerodynamisk
beregning af luftkanaler er normalt reduceret
at bestemme dimensionerne af deres tværgående
afsnit,
samt tryktab på individ
grunde
og i systemet som helhed. Kan bestemmes
omkostninger
luft for givne dimensioner af luftkanaler
og kendt differenstryk i systemet.

På
aerodynamisk beregning af luftkanaler
ventilationsanlæg er normalt forsømt
kompressibilitet
flytte luft og nyde
overtryksværdier, forudsat
for en betinget
nul atmosfærisk tryk.

På
bevægelse af luft gennem kanalen i evt
tværgående
flow tværsnit der er tre typer
tryk:
statisk,
dynamisk
og komplet.

statisk
tryk
bestemmer potentialet
energi 1 m3
luft i det pågældende afsnit (s_st
lig med trykket på kanalens vægge).

dynamisk
tryk
er strømmens kinetiske energi,
relateret til 1 m3
luft, bestemt
efter formlen:

(1)

hvor
- massefylde
luft, kg/m3;
- fart
luftbevægelse i sektionen, m/s.

Komplet
tryk
lig med summen af ​​statisk og dynamisk
tryk.

(2)

Traditionelt
ved beregning af kanalnettet anvendes det
udtrykket "tab
tryk"
("tab
flow energi").

Tab
tryk (fuldt) i ventilationsanlægget
består af friktionstab og
tab i lokale
modstande (se: Opvarmning og
ventilation, del 2.1 "Ventilation"
udg. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Tab
friktionstryk bestemmes af
formel
Darcy:

(3)

hvor
- koefficient
friktionsmodstand, som
beregnet ved den universelle formel
HELVEDE. Altshulya:

(4)

hvor
– Reynolds kriterium; K - højde
ruhedsprojektioner (absolut
ruhed).
tekniske tryktabsberegninger
friktion
,
Pa (kg/m2),
i en luftkanal med en længde /, m, bestemmes
ved udtryk

(5)

hvor
– tab
tryk pr. 1 mm kanallængde,
Pa/m [kg/(m2
*m)].

Til
definitioner Rtegnet op
tabeller og nomogrammer. Nomogrammer (fig.
1 og 2) er bygget til forholdene: sektionsform
kanalcirkel diameter,
lufttryk 98 kPa (1 atm), temperatur
20°C, ruhed = 0,1 mm.

Til
beregning af luftkanaler og kanaler
rektangulære sektioner anvendes
tabeller og nomogrammer
for runde kanaler, der indføres kl
det her
tilsvarende diameter af en rektangulær
kanal, hvori tryktabet
til friktion i
rund
og rektangulær
~
luftkanaler er ens.

V
designpraksis modtaget
Spredning
tre typer ækvivalente diametre:

■ efter hastighed

på
paritet af hastigheder

■ af
forbrug

på
omkostningsegenkapital

■ af
Tværsnitsareal

hvis lige
tværsnitsarealer

På
beregning af luftkanaler med ruhed
vægge,
anderledes end det, der er fastsat i
tabeller eller nomogrammer (K ​​= OD mm),
lave en rettelse til
tabelværdi af specifikke tab
pres på
friktion:

(6)

hvor
- tabelform
specifik tryktabsværdi
til friktion;
- koefficient
under hensyntagen til væggenes ruhed (tabel 8.6).

Tab
tryk i lokale modstande. V
rotationssteder for kanalen, ved opdeling
og fusion
flyder i tees, når der skiftes
størrelser
luftkanal (udvidelse - i diffusoren,
indsnævring - i forvirringen), ved indgangen til
luftkanal el
kanal og udgang fra den, såvel som stedvis
installationer
kontrolanordninger (gasspjæld,
porte, membraner) er der et fald
flow tryk
bevægende luft. I det angivne
steder foregår
omstrukturering af lufthastighedsfelter i
luftkanal og dannelsen af ​​hvirvelzoner
ved væggene, som er ledsaget
tab af flowenergi. justering
flow sker i en vis afstand
efter bestået
disse steder. Betinget, for nemheds skyld
aerodynamisk beregning, tab
pres lokalt
modstand betragtes som koncentreret.

Tab
tryk i lokal modstand
fast besluttet
efter formlen

(7)

hvor
–
lokal modstandskoefficient
(som regel,
i nogle tilfælde er der
negativ værdi, ved beregning
bør
tage hensyn til tegnet).

Forhold henviser til
til topfart
i den smalle del af sektionen eller hastigheden
i afsnit
sektion med en lavere flowhastighed (i en tee).
I tabeller
lokale modstandskoefficienter
angiver hvilken hastighed det refererer til.

Tab
tryk i lokale modstande
plot, z,
beregnet med formlen

(8)

hvor

- sum
lokale modstandskoefficienter
Placering på.

Er almindelige
tryktab i kanalsektionen
længde,
m, i nærvær af lokale modstande:

(9)

hvor
– tab
tryk pr. 1 m kanallængde;

– tab
tryk i lokale modstande
websted.