Osnove aerodinamičkog proračuna zračnih kanala. Izbor navijača

Prva faza

To uključuje aerodinamički proračun mehaničkih klimatizacijskih ili ventilacijskih sustava, koji uključuje niz uzastopnih operacija.Izrađuje se perspektivni dijagram koji uključuje ventilaciju: i dovodnu i ispušnu, te se priprema za proračun.

Dimenzije poprečnog presjeka zračnih kanala određuju se ovisno o njihovoj vrsti: okrugle ili pravokutne.

Formiranje sheme

Shema je izrađena u aksonometriji u mjerilu 1:100. Označava točke s smještenim ventilacijskim uređajima i potrošnju zraka koji prolazi kroz njih.

Prilikom izgradnje autoceste treba obratiti pozornost na to koji se sustav projektira: dovod ili ispušni plin

Opskrba

Ovdje se proračunska linija gradi od najudaljenijeg distributera zraka s najvećom potrošnjom. Prolazi kroz dovodne elemente kao što su zračni kanali i ventilacijski uređaj do mjesta gdje se zrak uzima. Ako sustav mora opsluživati ​​nekoliko katova, tada se razdjelnik zraka nalazi na posljednjoj.

ispušni

Od najudaljenijeg ispušnog uređaja, koji maksimalno troši strujanje zraka, kroz glavni vod se gradi do ugradnje nape i dalje do okna kroz koji se ispušta zrak.

Ako se ventilacija planira na nekoliko razina, a ugradnja nape nalazi se na krovu ili potkrovlju, tada bi linija proračuna trebala početi s uređajem za distribuciju zraka najnižeg kata ili podruma, koji je također uključen u sustav. Ako se instalacija nape nalazi u podrumu, onda od uređaja za distribuciju zraka posljednjeg kata.

Cijela proračunska linija podijeljena je na segmente, svaki od njih je dio kanala sa sljedećim karakteristikama:

• zračni kanal iste veličine presjeka;
• iz jednog materijala;
• uz konstantnu potrošnju zraka.

Sljedeći korak je numeriranje segmenata. Počinje s najudaljenijim ispušnim uređajem ili razdjelnikom zraka, svakome je dodijeljen poseban broj. Glavni smjer - autocesta je istaknuta podebljanom linijom.

Nadalje, na temelju aksonometrijske sheme za svaki segment određuje se njegova duljina, uzimajući u obzir razmjer i potrošnju zraka. Potonji je zbroj svih vrijednosti potrošenog protoka zraka koji teče kroz grane koje se nalaze uz autocestu. Vrijednost pokazatelja, koja se dobiva kao rezultat sekvencijalnog zbrajanja, trebala bi se postupno povećavati.

Određivanje dimenzijskih vrijednosti presjeka zračnih kanala

Izrađuje se na temelju takvih pokazatelja kao što su:

• potrošnja zraka u segmentu;
• Normativne preporučene vrijednosti za brzinu strujanja zraka su: na autocestama - 6 m/s, u rudnicima gdje se usisava zrak - 5 m/s.

Preliminarna dimenzionalna vrijednost kanala izračunava se na segmentu, koji se smanjuje na najbliži standard. Ako je odabran pravokutni kanal, tada se vrijednosti odabiru na temelju dimenzija stranica, omjer između kojih je ne više od 1 do 3.

Početni podaci za izračune

Kada je poznata shema ventilacijskog sustava, odabiru se dimenzije svih zračnih kanala i određuje se dodatna oprema, shema je prikazana u frontalnoj izometrijskoj projekciji, odnosno aksonometriji. Ako se izvodi u skladu s važećim standardima, tada će svi podaci potrebni za izračun biti vidljivi na crtežima (ili skicama).

1. Koristeći tlocrte, možete odrediti duljinu vodoravnih dijelova zračnih kanala. Ako na aksonometrijskom dijagramu postoje oznake visina na kojima kanali prolaze, tada će se znati i duljina vodoravnih presjeka.Inače će biti potrebni dijelovi zgrade s položenim kanalima za zrak. A u ekstremnom slučaju, kada nema dovoljno informacija, ove će se duljine morati odrediti mjerenjem na mjestu ugradnje.
2. Dijagram bi trebao prikazati uz pomoć simbola svu dodatnu opremu instaliranu u kanalima. To mogu biti dijafragme, motorne zaklopke, protupožarne zaklopke, kao i uređaji za distribuciju ili odvod zraka (rešetke, ploče, suncobrani, difuzori). Svaka jedinica ove opreme stvara otpor na putu protoka zraka, što se mora uzeti u obzir pri izračunu.
3. U skladu s propisima na dijagramu, u blizini uvjetnih slika zračnih kanala trebaju biti pričvršćene brzine protoka zraka i dimenzije kanala. Ovo su parametri koji definiraju izračune.
4. Svi oblikovani i granasti elementi također se moraju odraziti na dijagramu.

Ako takva shema ne postoji na papiru ili u elektroničkom obliku, morat ćete je nacrtati barem u nacrtu, ne možete bez nje u izračunima.

2. Proračun gubitaka zbog trenja

Gubici
energije protoka se izračunavaju proporcionalno
takozvani
"dinamična" glava, veličina
pW2/2,
gdje je p gustoća
zraka na polaznoj temperaturi
(određeno prema tablici (1)
i (2)), a
W
- brzina u određenom dijelu konture
cirkulacija zraka.

Pad
tlak zraka uslijed djelovanja
trenje izračunati
prema Weisbachovoj formuli:

=

gdjel
— duljina dijela cirkulacijskog kruga, m,
d_ekv-ekvivalent
promjer presjeka presjeka,
m,

d_ekvv=

-koeficijent
otpor trenja.

Koeficijent
otpornost
trenje je određeno režimom strujanja zraka
u razmatranom dijelu konture
cirkulaciju, odnosno vrijednost
Reynoldsov kriterij:

Ponovno=d_ekv

gdje
Wid_ekv
- brzina i ekvivalentni promjer
kanal
i
kinematičkog koeficijenta viskoznosti
zraka (određeno prema tablicama
/1/ i /2/,
m
/S.

Značenje

za vrijednostiPonovnov
interval 105
-108
(razvijeno
turbulentan
vrijednost) određuje se formulom
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Ponovno-0,231

Više
pojedinosti o odabiru
može se dobiti od /4/ i /5/ B
/5/
dijagram za pronalaženje
vrijednosti
,
olakšavanje
izračuni.
Izračunate vrijednosti
izraženo u paskalima (Pa).

V
tablica 3 sažima vrijednosti početnih
podatke za svaki kanal
ubrzati,
duljina, presjek,
ekvivalentni promjer,
veličina
Reynoldsov kriterij, koeficijent
otpornost,
dinamičan
glavu i vrijednost izračunatih gubitaka na
trenje.

						Tablica 3
broj kanala (sl.5)	W, m/s	F, m2	dekv M	l, m	W2/2 H	Ponovno		, Godišnje
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

Izračuni
otpor trenja u kanalima peći

5.3.
"Lokalni" gubici
- ovaj izraz se odnosi na gubitke
energije u tim
mjesta gdje naglo struji zrak
širi ili sužava, prolazi
zaokreti itd.
V
ima dovoljno takvih mjesta za projektiranu peć
mnogi - grijači, okreti
kanala, širenje ili sužavanje kanala
i tako dalje.
Ove
gubici se izračunavaju na isti način kao i udio
dinamična glava str=W2/2,
množeći se
to na takozvani "koeficijent
lokalni otpor"
:

Iznos
29.4Godišnje

_lokalni
=/2

Koeficijent
određuje se lokalni otpor
ali tablice /1/ i /5/ ovisno o vrsti
lokalni otpor, i sveukupno
karakteristike. Na primjer, u
ovaj tip lokalnog otpora peći
dolazi do naglog suženja
u kanalu 1-2 (vidi sliku 7). Omjer presjeka
(usko do široko).
aplikacija /1 / nađi
=0,25

= 160 Pa,

Apsolutno
drugi lokalni
gubici. Neophodan
primijetiti da u nekim slučajevima lokalni
gubici su dospjeli
djelovanje dvije vrste otpora odjednom.
Na primjer, ima
postavite okretanje kanala i istovremeno
promjena njegovog presjeka (suženje
ili proširenje) treba provesti
izračun gubitka za
oba slučaja i zbrojite rezultate.
Rezultati proračuna lokalnih gubitaka
sažeto u tablici 4

№	Vrsta lokalni otpornost	W, m/s		Godišnje	Bilješka.
	iznenadan stezanje	43,4	0,125	160	ne. prema tablici
1-1	Skretanje na 90°	25	1,5	318	~
2-3	zaobljena skretanje	25	O,1	21,3	~
3	Otvor u teći (grijalice)	35,8	3,6	601	~
3-4	zaobljena skretanje	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Skretanje na 90 s produžetkom	28,9	0,85	241	~
4-1	iznenadan stezanje	28,9	0,09	25,5	~

Iznos

=1411,6 Pa

Ukupno
gubici:

=30 + 1410 = 1440 Pa

Obožavatelji
birati prema značajkama
centrifugalna

obožavatelji
, vjerojatno za VRS tip br.10
(radna

kotač
promjer 1000
mm).

Za
izvođenje 21,5
m3/S
i potreban pritisak H>1440

Godišnje..
dobivamo: n=550
okretaja u minuti;

,5;
N_usta
25
kW.

Pogonska jedinica
ventilator iz asinkronog motora,
vlast 30
kW
tip
JSC
na 720
o/min,
kroz pogon klinastog remena.

Druga faza

Ovdje se izračunavaju pokazatelji aerodinamičkog otpora. Nakon odabira standardnih dijelova zračnih kanala, određuje se vrijednost brzine protoka zraka u sustavu.

Proračun gubitka tlaka zbog trenja

Sljedeći korak je određivanje specifičnog gubitka tlaka zbog trenja na temelju tabličnih podataka ili nomograma. U nekim slučajevima, kalkulator može biti koristan za određivanje pokazatelja na temelju formule koja vam omogućuje izračunavanje s pogreškom od 0,5 posto. Da biste izračunali ukupnu vrijednost indikatora koji karakterizira gubitak tlaka u cijelom odjeljku, morate pomnožiti njegov specifični pokazatelj duljinom. U ovoj fazi također treba uzeti u obzir faktor korekcije za hrapavost. Ovisi o veličini apsolutne hrapavosti određenog materijala kanala, kao io brzini.

Proračun indeksa dinamičkog tlaka na segmentu

Ovdje se na temelju vrijednosti određuje pokazatelj koji karakterizira dinamički tlak u svakoj sekciji:

• brzina protoka zraka u sustavu;
• gustoća zračne mase u standardnim uvjetima, koja iznosi 1,2 kg/m3.

Određivanje vrijednosti lokalnog otpora u presjecima

Mogu se izračunati iz lokalnih koeficijenata otpora. Dobivene vrijednosti su sažete u tabličnom obliku, koji uključuje podatke iz svih presjeka, i to ne samo ravnih segmenata, već i nekoliko oblikovanih dijelova. Naziv svakog elementa unosi se u tablicu, tamo su također naznačene odgovarajuće vrijednosti i karakteristike, kojima se određuje koeficijent lokalnog otpora. Ovi se pokazatelji mogu naći u relevantnim referentnim materijalima za odabir opreme za ventilacijske instalacije.

U prisutnosti velikog broja elemenata u sustavu ili u nedostatku određenih vrijednosti koeficijenata, koristi se program koji vam omogućuje brzo izvođenje glomaznih operacija i optimizaciju izračuna u cjelini. Ukupna vrijednost otpora definirana je kao zbroj koeficijenata svih elemenata segmenta.

Proračun gubitaka tlaka na lokalnim otporima

Nakon što su izračunali konačnu ukupnu vrijednost pokazatelja, prelaze na izračun gubitaka tlaka u analiziranim područjima. Nakon izračuna svih segmenata glavne linije, dobiveni brojevi se zbrajaju i utvrđuje se ukupna vrijednost otpora ventilacijskog sustava.

Proračun zračnih kanala za dovodne i ispušne sustave mehaničke i prirodne ventilacije

Aerodinamički
proračun zračnih kanala obično se smanjuje
odrediti dimenzije njihove poprečne
odjeljak,
kao i gubici tlaka na pojedinim
parcele
i u sustavu u cjelini. Može se odrediti
troškovi
zraka za zadane dimenzije zračnih kanala
i poznati diferencijalni tlak u sustavu.

Na
aerodinamički proračun zračnih kanala
ventilacijski sustavi obično se zanemaruju
kompresibilnost
kretanje zraka i uživajte
vrijednosti nadtlaka, pod pretpostavkom
za uvjetno
nulti atmosferski tlak.

Na
kretanje zraka kroz kanal u bilo kojem
poprečno
protočni presjek postoje tri vrste
pritisak:
statički,
dinamičan
i potpuni.

statički
pritisak
određuje potencijal
energija 1 m3
zraka u odjeljku koji se razmatra (str_sv
jednak pritisku na stijenke kanala).

dinamičan
pritisak
je kinetička energija strujanja,
odnosi se na 1 m3
zrak, odlučan
prema formuli:

(1)

gdje
– gustoća
zrak, kg/m3;
- brzina
kretanje zraka u dionici, m/s.

Dovršeno
pritisak
jednak zbroju statičkog i dinamičkog
pritisak.

(2)

Tradicionalno
pri izračunu mreže kanala koristi se
izraz "gubitak
pritisak"
("gubici
energija protoka”).

Gubici
tlak (pun) u ventilacijskom sustavu
sastoje se od gubitaka trenja i
gubici u lokalnim
otpori (vidi: Grijanje i
ventilacija, dio 2.1 "Ventilacija"
izd. V.N. Bogoslovsky, M., 1976.).

Gubici
tlakovi trenja određuju se
formula
Darcy:

(3)

gdje
- koeficijent
otpor trenja, koji
izračunato po univerzalnoj formuli
PAKAO. Altshulya:

(4)

gdje
– Reynoldsov kriterij; K - visina
projekcije hrapavosti (apsolutne
hrapavost).
inženjerski proračuni gubitka tlaka
trenje
,
Pa (kg/m2),
u zračnom kanalu duljine /, m, određuju se
po izrazu

(5)

gdje
– gubici
tlak po 1 mm duljine kanala,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Za
definicije Rsastavljeno
tablice i nomogrami. Nomogrami (sl.
1 i 2) grade se za uvjete: oblik presjeka
promjer kruga kanala,
tlak zraka 98 kPa (1 atm), temperatura
20°C, hrapavost = 0,1 mm.

Za
proračun zračnih kanala i kanala
koriste se pravokutni presjeci
tablice i nomogrami
za okrugle kanale, uvođenje na
ovaj
ekvivalentni promjer pravokutnika
kanal, u kojem je gubitak tlaka
za trenje u
krug
i pravokutni
~
zračni kanali su jednaki.

V
primljena projektantska praksa
Širenje
tri vrste ekvivalentnih promjera:

■ brzinom

na
paritet brzina

■ od strane
potrošnja

na
jednakost troškova

■ od strane
poprečni presjek područja

ako je jednaka
površine presjeka

Na
proračun zračnih kanala s hrapavosti
zidovi,
različit od onog predviđenog u
tablice ili nomogrami (K = OD mm),
napraviti ispravak na
tablična vrijednost specifičnih gubitaka
pritisak na
trenje:

(6)

gdje
- tabelarni
specifična vrijednost gubitka tlaka
za trenje;
- koeficijent
uzimajući u obzir hrapavost zidova (tablica 8.6).

Gubici
pritisak u lokalnim otporima. V
mjesta rotacije kanala, prilikom dijeljenja
i spajanje
teče u tees, pri mijenjanju
veličine
zračni kanal (širenje - u difuzoru,
suženje - u konfuzeru), na ulazu u
zračni kanal ili
kanal i izlaz iz njega, kao i mjestimično
instalacije
upravljački uređaji (prigušivači,
vrata, dijafragme) postoji kap
tlak protoka
pokretni zrak. U navedenom
mjesta koja se dešavaju
restrukturiranje polja brzine zraka u
zračni kanal i stvaranje vrtložnih zona
na zidovima, što je popraćeno
gubitak energije protoka. poravnanje
strujanje se događa na određenoj udaljenosti
nakon prolaska
ova mjesta. Uvjetno, radi praktičnosti
aerodinamički proračun, gubitak
pritisak u lokalnom
otpori se smatraju koncentriranim.

Gubici
pritisak u lokalnom otporu
odlučan
prema formuli

(7)

gdje
–
koeficijent lokalnog otpora
(obično,
u nekim slučajevima postoji
negativna vrijednost pri izračunu
trebao bi
uzeti u obzir znak).

Omjer se odnosi na
do najveće brzine
u uskom dijelu dionice ili brzine
u odjeljku
dio s nižim protokom (u T-u).
U tablicama
koeficijenti lokalnog otpora
označava na koju brzinu se odnosi.

Gubici
pritisak u lokalnim otporima
parcela, z,
izračunato po formuli

(8)

gdje

- zbroj
koeficijenti lokalnog otpora
Lokacija uključena.

Su česti
gubitak tlaka u dijelu kanala
dužina,
m, u prisutnosti lokalnih otpora:

(9)

gdje
– gubici
tlak po 1 m duljine kanala;

– gubici
pritisak u lokalnim otporima
mjesto.