Fundamentos del cálculo aerodinámico de conductos de aire. selección de aficionados

La etapa uno

Esto incluye un cálculo aerodinámico de sistemas mecánicos de aire acondicionado o ventilación, que incluye una serie de operaciones secuenciales.Se elabora un diagrama de perspectiva que incluye la ventilación: tanto de suministro como de escape, y se prepara para el cálculo.

Las dimensiones del área de la sección transversal de los conductos de aire se determinan según su tipo: redondo o rectangular.

formación de esquemas

El esquema está elaborado en axonometría con una escala de 1:100. Indica los puntos con dispositivos de ventilación ubicados y el consumo de aire que pasa por ellos.

Al construir una carretera, debe prestar atención a qué sistema se está diseñando: suministro o escape

Suministro

Aquí la línea de cálculo se construye desde el distribuidor de aire más alejado y de mayor consumo. Pasa a través de elementos de suministro como conductos de aire y unidad de ventilación hasta el lugar donde se toma el aire. Si el sistema debe dar servicio a varios pisos, entonces el distribuidor de aire se ubica en el último.

cansada

Se construye una línea desde el dispositivo de escape más remoto, que consume el flujo de aire al máximo, a través de la línea principal hasta la instalación de la campana y más allá del pozo a través del cual se libera el aire.

Si la ventilación está planificada para varios niveles y la instalación de la campana se ubica en el techo o ático, entonces la línea de cálculo debe comenzar con el dispositivo de distribución de aire del piso más bajo o sótano, que también está incluido en el sistema. Si la instalación de la campana está ubicada en el sótano, desde el dispositivo de distribución de aire del último piso.

Toda la línea de cálculo se divide en segmentos, cada uno de ellos es una sección del conducto con las siguientes características:

• conducto de aire del mismo tamaño de sección;
• de un material;
• con consumo constante de aire.

El siguiente paso es la numeración de los segmentos. Comienza con el dispositivo de escape o distribuidor de aire más distante, a cada uno se le asigna un número separado. La dirección principal: la carretera está resaltada con una línea gruesa.

Además, sobre la base del esquema axonométrico para cada segmento, se determina su longitud, teniendo en cuenta la escala y el consumo de aire. Este último es la suma de todos los valores del caudal de aire consumido que circula por los ramales que colindan con la carretera. El valor del indicador, que se obtiene como resultado de la suma secuencial, debe aumentar gradualmente.

Determinación de valores dimensionales de secciones de conductos de aire.

Se realiza sobre la base de indicadores tales como:

• consumo de aire en el segmento;
• Los valores normativos recomendados para la velocidad del flujo de aire son: en carreteras - 6 m / s, en minas donde se toma aire - 5 m / s.

El valor dimensional preliminar del conducto se calcula sobre el segmento, que se reduce al estándar más cercano. Si se selecciona un conducto rectangular, los valores se seleccionan en función de las dimensiones de los lados, cuya relación es no más de 1 a 3.

Datos iniciales para los cálculos

Cuando se conoce el esquema del sistema de ventilación, se seleccionan las dimensiones de todos los conductos de aire y se determina el equipo adicional, el esquema se representa en una proyección isométrica frontal, es decir, axonometría. Si se realiza de acuerdo con las normas vigentes, toda la información necesaria para el cálculo será visible en los dibujos (o bocetos).

1. Con la ayuda de planos de planta, puede determinar la longitud de las secciones horizontales de los conductos de aire. Si en el diagrama axonométrico hay marcas de las alturas a las que pasan los canales, también se conocerá la longitud de las secciones horizontales.De lo contrario, se requerirán secciones del edificio con rutas de conductos de aire tendidos. Y en el caso extremo, cuando no se disponga de información suficiente, habrá que determinar estas longitudes mediante medidas en el lugar de instalación.
2. El diagrama debe mostrar con la ayuda de símbolos todos los equipos adicionales instalados en los canales. Pueden ser diafragmas, compuertas motorizadas, compuertas cortafuegos, así como dispositivos de distribución o extracción de aire (rejillas, paneles, parasoles, difusores). Cada unidad de este equipo crea una resistencia en el recorrido del flujo de aire, que debe tenerse en cuenta en el cálculo.
3. De acuerdo con las normas en el diagrama, cerca de las imágenes condicionales de los conductos de aire, se deben colocar los caudales de aire y las dimensiones de los canales. Estos son los parámetros de definición para los cálculos.
4. Todos los elementos con forma y ramificación también deben reflejarse en el diagrama.

Si dicho esquema no existe en papel o en formato electrónico, deberá dibujarlo al menos en una versión preliminar, no puede prescindir de él en los cálculos.

2. Cálculo de pérdidas por fricción

Pérdidas
las energías de flujo se calculan proporcionalmente
así llamado
cabeza "dinámica", magnitud
pW2/2,
donde p es la densidad
aire a temperatura de flujo
(determinado según la tabla (1)
y (2)), un
W
- velocidad en una sección particular del contorno
circulación aérea.

La caída
presión de aire debido a la acción
cálculo de fricción
según la fórmula de Weisbach:

=

dondeyo
— longitud de la sección del circuito de circulación, m,
D_equivalente-equivalente
diámetro de la sección transversal de la sección,
metro,

D_equivalentev=

-coeficiente
resistencia a la fricción.

Coeficiente
resistencia
la fricción está determinada por el régimen de flujo de aire
en la sección considerada del contorno
circulación, o el valor
Criterio de Reynolds:

Re=D_equivalente

donde
WisconsinD_equivalente
- velocidad y diámetro equivalente
canal
y
coeficiente de viscosidad cinemática
aire (determinado según las tablas
/1/ y /2/,
metro
/Con.

Significado

por valoresRev
intervalo 105
-108
(desarrollado
turbulento
valor) está determinado por la fórmula
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Re-0,231

Más
detalles de selección
se puede obtener de /4/ y /5/ B
/5/
un diagrama para encontrar
valores
,
facilitando
calculos
Valores calculados
expresado en pascales (Pa).

V
la tabla 3 resume los valores de los valores iniciales
datos de cada canal
velocidad,
longitud, sección transversal,
diámetro equivalente,
magnitud
Criterio de Reynolds, coeficiente
resistencia,
dinámica
cabeza y el valor de las pérdidas calculadas en
fricción.

						Tabla 3
numero de canal (fig5)	W, Sra	F, m2	Dequivalente METRO	yo, metro	W2/2 H	Re		, Pensilvania
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

Cálculos
resistencia a la fricción en los canales del horno

5.3.
Pérdidas "locales"
- este término se refiere a pérdidas
energía en esos
lugares donde el aire fluye de repente
se expande o se estrecha, sufre
vueltas, etc
V
hay suficientes lugares para el horno diseñado
muchos - calentadores, vueltas
canales, expandir o estrechar canales
y etc.
Estos
las pérdidas se calculan de la misma manera que la participación
cabeza dinámica pags=W2/2,
multiplicando
en el llamado "coeficiente
resistencia local"
:

Suma
29.4Pensilvania

_local
=/2

Coeficiente
se determina la resistencia local
pero las tablas /1/ y /5/ según el tipo
resistencia local, y en general
caracteristicas por ejemplo, en
este tipo de resistencia local del horno
se produce un estrechamiento repentino
en el canal 1-2 (ver Fig. 7). Relación de sección
(estrecho a ancho).
aplicación /1 / encontrar
=0,25

= 160 Pa,

Absolutamente
otros locales
pérdidas. Necesario
tenga en cuenta que en algunos casos locales
las pérdidas se deben
la acción de dos tipos de resistencia a la vez.
por ejemplo, tiene
coloque el canal gire y al mismo tiempo
cambio en su sección transversal (estrechamiento
o extensión) debe llevarse a cabo
cálculo de pérdida para
ambos casos y sumar los resultados.
Resultados de los cálculos de pérdidas locales
resumido en la tabla 4

№	Un tipo local resistencia	W, Sra		Pensilvania	Nota.
	repentino constricción	43,4	0,125	160	No. según la tabla
1-1	Turno a 90°	25	1,5	318	~
2-3	redondeado turno	25	Oh,1	21,3	~
3	Apertura en fluir (calentadores)	35,8	3,6	601	~
3-4	redondeado turno	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Turno a los 90 con extensión	28,9	0,85	241	~
4-1	repentino constricción	28,9	0,09	25,5	~

Suma

=1411,6 Pa

Total
pérdidas:

=30 + 1410 =1440 Pa

Aficionados
elegir según características
centrífugo

aficionados
, presumiblemente para VRS tipo No. 10
(laboral

rueda
diámetro 1000
milímetro).

Para
rendimiento 21,5
metro3/Con
y la presión requerida H>1440

Pensilvania..
Obtenemos: norte=550
rpm;

,5;
norte_boca
25
kilovatios

Unidad de manejo
ventilador de motor asíncrono,
energía 30
kilovatios
escribe
JSC
en 720
rpm,
a través de una transmisión por correa en V.

etapa dos

Aquí se calculan los indicadores de resistencia aerodinámica. Después de elegir las secciones estándar de los conductos de aire, se especifica el valor de la velocidad del flujo de aire en el sistema.

Cálculo de pérdida de presión por fricción

El siguiente paso es determinar la pérdida de presión por fricción específica basada en datos tabulares o nomogramas. En algunos casos, una calculadora puede ser útil para determinar indicadores basados ​​en una fórmula que le permite calcular con un error del 0,5 por ciento. Para calcular el valor total del indicador que caracteriza la pérdida de presión en toda la sección, es necesario multiplicar su indicador específico por la longitud. En esta etapa, también se debe tener en cuenta un factor de corrección para la rugosidad. Depende de la magnitud de la rugosidad absoluta de un material de conducto en particular, así como de la velocidad.

Cálculo del índice de presión dinámica en el segmento.

Aquí, se determina un indicador que caracteriza la presión dinámica en cada sección en base a los valores:

• caudal de aire en el sistema;
• densidad de masa del aire en condiciones estándar, que es de 1,2 kg/m3.

Determinación de valores de resistencia local en secciones.

Se pueden calcular a partir de los coeficientes de resistencia locales. Los valores obtenidos se resumen en forma de tabla, que incluye datos de todas las secciones, y no solo de segmentos rectos, sino también de varias partes con forma. El nombre de cada elemento se ingresa en la tabla, los valores correspondientes y las características también se indican allí, por lo que se determina el coeficiente de resistencia local. Estos indicadores se pueden encontrar en los materiales de referencia relevantes para la selección de equipos para instalaciones de ventilación.

En presencia de una gran cantidad de elementos en el sistema o en ausencia de ciertos valores de los coeficientes, se utiliza un programa que le permite realizar rápidamente operaciones engorrosas y optimizar el cálculo en su conjunto. El valor de la resistencia total se define como la suma de los coeficientes de todos los elementos del segmento.

Cálculo de pérdidas de carga en resistencias locales

Habiendo calculado el valor total final del indicador, se procede al cálculo de las pérdidas de presión en las áreas analizadas. Después de calcular todos los segmentos de la línea principal, los números obtenidos se suman y se determina el valor de resistencia total del sistema de ventilación.

Cálculo de conductos de aire para sistemas de suministro y escape de ventilación mecánica y natural.

Aerodinámico
el cálculo de los conductos de aire suele reducirse
para determinar las dimensiones de sus transversales
sección,
así como pérdidas de presión en
parcelas
y en el sistema como un todo. Puede ser determinado
costos
aire para dimensiones dadas de conductos de aire
y presión diferencial conocida en el sistema.

En
cálculo aerodinámico de conductos de aire
los sistemas de ventilación generalmente se descuidan
compresibilidad
mover el aire y disfrutar
valores de sobrepresión, suponiendo
para un condicional
presión atmosférica cero.

En
movimiento de aire a través del conducto en cualquier
transverso
sección transversal de flujo hay tres tipos
presión:
estático,
dinámica
y completo.

estático
presión
determina el potencial
energía 1 m3
aire en la sección bajo consideración (p_{S t}
igual a la presión sobre las paredes del conducto).

dinámica
presión
es la energía cinética del flujo,
relacionado con 1 m3
aire, determinado
según la fórmula:

(1)

donde
– densidad
aire, kg/m3;
- velocidad
movimiento de aire en la sección, m/s.

Completo
presión
igual a la suma de estática y dinámica
presión.

(2)

Tradicionalmente
al calcular la red de conductos, se utiliza
el término "pérdida
presión"
("pérdidas
energía de flujo”).

Pérdidas
presión (llena) en el sistema de ventilación
están formados por pérdidas por fricción y
pérdidas en locales
resistencias (ver: Calentamiento y
ventilación, parte 2.1 “Ventilación”
edición VN Bogoslovsky, M., 1976).

Pérdidas
Las presiones de fricción están determinadas por
fórmula
Darcy:

(3)

donde
- coeficiente
resistencia al rozamiento, que
calculado por la fórmula universal
INFIERNO. Altshulya:

(4)

donde
– criterio de Reynolds; K - altura
proyecciones de rugosidad (absoluta
aspereza).
cálculos de pérdida de presión de ingeniería
fricción
,
Pa (kg/m2),
en un conducto de aire con una longitud /, m, se determinan
por expresión

(5)

donde
– pérdidas
presión por 1 mm de longitud del conducto,
Pa/m [kg/(m2
*m)].

Para
definiciones RElaborado
tablas y nomogramas. Nomogramas (Fig.
1 y 2) se construyen para las condiciones: forma de la sección
diámetro del círculo del conducto,
presión de aire 98 kPa (1 atm), temperatura
20°C, rugosidad = 0,1 mm.

Para
cálculo de conductos y canales de aire
Se utilizan secciones rectangulares.
tablas y nomogramas
para conductos redondos, introduciendo en
esta
diámetro equivalente de un rectángulo
conducto, en el que la pérdida de presión
por fricción en
ronda
y rectangulares
~
Los conductos de aire son iguales.

V
práctica de diseño recibida
Untado
tres tipos de diámetros equivalentes:

■ por velocidad

en
paridad de velocidades

■ por
consumo

en
equidad de costo

■ por
área transversal

si es igual
áreas transversales

En
cálculo de conductos de aire con rugosidad
paredes,
distinta a la prevista en
tablas o nomogramas (K = OD mm),
hacer una corrección a
valor tabular de pérdidas específicas
presión sobre
fricción:

(6)

donde
- tabular
valor específico de pérdida de presión
por fricción;
- coeficiente
teniendo en cuenta la rugosidad de las paredes (Tabla 8.6).

Pérdidas
presión en las resistencias locales. V
lugares de rotación del conducto, al dividir
y fusión
fluye en tes, al cambiar
tamaños
conducto de aire (expansión - en el difusor,
constricción - en el confusor), en la entrada a
conducto de aire o
canal y salida de él, así como en lugares
instalaciones
dispositivos de control (aceleradores,
compuertas, diafragmas) hay una gota
presión de flujo
Moviendo aire. en lo especificado
lugares que suceden
reestructuración de los campos de velocidad del aire en
conducto de aire y la formación de zonas de vórtice
en las paredes, que se acompaña
pérdida de energía de flujo. alineación
el flujo se produce a cierta distancia
después de pasar
estos lugares. Condicionalmente, por conveniencia.
cálculo aerodinámico, pérdida
presión en locales
Las resistencias se consideran concentradas.

Pérdidas
presión en la resistencia local
determinado
según la fórmula

(7)

donde
–
coeficiente de resistencia local
(por lo general,
en algunos casos hay
valor negativo, al calcular
deberían
tener en cuenta el signo).

La proporción se refiere a
a la máxima velocidad
en la sección estrecha de la sección o velocidad
en la sección
sección con un caudal más bajo (en una T).
en tablas
coeficientes de resistencia locales
indica a qué velocidad se refiere.

Pérdidas
presión en resistencias locales
trama, z,
calculado por la fórmula

(8)

donde

- suma
coeficientes de resistencia locales
Ubicación en.

Son comunes
pérdida de presión en la sección del conducto
longitud,
m, en presencia de resistencias locales:

(9)

donde
– pérdidas
presión por 1 m de longitud de conducto;

– pérdidas
presión en resistencias locales
sitio.