Asas pengiraan aerodinamik saluran udara. Pemilihan peminat

Tahap satu

Ini termasuk pengiraan aerodinamik penyaman udara mekanikal atau sistem pengudaraan, yang merangkumi beberapa operasi berurutan. Gambar rajah perspektif disediakan, yang merangkumi pengudaraan: kedua-dua bekalan dan ekzos, dan disediakan untuk pengiraan.

Dimensi kawasan keratan rentas saluran udara ditentukan bergantung pada jenisnya: bulat atau segi empat tepat.

Pembentukan skema

Skim ini disediakan dalam aksonometri dengan skala 1:100. Ia menunjukkan titik dengan peranti pengudaraan yang terletak dan penggunaan udara yang melaluinya.

Apabila membina lebuh raya, anda harus memberi perhatian kepada sistem yang sedang direka: bekalan atau ekzos

Bekalan

Di sini garis pengiraan dibina daripada pengedar udara paling jauh dengan penggunaan tertinggi. Ia melalui elemen bekalan seperti saluran udara dan unit pengudaraan sehingga ke tempat udara diambil. Jika sistem mesti berkhidmat beberapa tingkat, maka pengedar udara terletak pada yang terakhir.

ekzos

Talian dibina daripada peranti ekzos paling jauh, yang menggunakan aliran udara secara maksimum, melalui saluran utama ke pemasangan hud dan seterusnya ke aci yang melaluinya udara dilepaskan.

Jika pengudaraan dirancang untuk beberapa peringkat dan pemasangan hud terletak di atas bumbung atau loteng, maka garis pengiraan harus bermula dengan peranti pengedaran udara lantai atau ruang bawah tanah yang paling rendah, yang juga termasuk dalam sistem. Sekiranya pemasangan hud terletak di ruang bawah tanah, maka dari peranti pengedaran udara di tingkat terakhir.

Seluruh garis pengiraan dibahagikan kepada segmen, masing-masing adalah bahagian saluran dengan ciri-ciri berikut:

• saluran udara dengan saiz bahagian yang sama;
• daripada satu bahan;
• dengan penggunaan udara yang berterusan.

Langkah seterusnya ialah penomboran segmen. Ia bermula dengan peranti ekzos atau pengedar udara paling jauh, setiap satu diberikan nombor yang berasingan. Arah utama - lebuh raya diserlahkan dengan garis tebal.

Selanjutnya, berdasarkan skema aksonometrik untuk setiap segmen, panjangnya ditentukan, dengan mengambil kira skala dan penggunaan udara. Yang terakhir ialah jumlah semua nilai aliran udara terpakai yang mengalir melalui cawangan yang bersebelahan dengan lebuh raya. Nilai penunjuk, yang diperoleh hasil penjumlahan berjujukan, harus meningkat secara beransur-ansur.

Penentuan nilai dimensi bahagian saluran udara

Ia dibuat berdasarkan penunjuk seperti:

• penggunaan udara dalam segmen;
• nilai yang disyorkan normatif untuk kelajuan aliran udara adalah: di lebuh raya - 6 m / s, di lombong di mana udara diambil - 5 m / s.

Nilai dimensi awal saluran dikira pada segmen, yang dikurangkan kepada standard terdekat. Jika saluran segi empat tepat dipilih, maka nilai-nilai dipilih berdasarkan dimensi sisi, nisbah antara yang tidak lebih daripada 1 hingga 3.

Data awal untuk pengiraan

Apabila skema sistem pengudaraan diketahui, dimensi semua saluran udara dipilih dan peralatan tambahan ditentukan, skema itu digambarkan dalam unjuran isometrik hadapan, iaitu, aksonometri. Jika ia dilakukan mengikut piawaian semasa, maka semua maklumat yang diperlukan untuk pengiraan akan dapat dilihat pada lukisan (atau lakaran).

1. Menggunakan pelan lantai, anda boleh menentukan panjang bahagian mendatar saluran udara. Jika pada rajah aksonometrik terdapat tanda ketinggian di mana saluran melepasi, maka panjang bahagian mendatar juga akan diketahui.Jika tidak, bahagian bangunan dengan laluan saluran udara tersusun akan diperlukan. Dan dalam kes yang melampau, apabila tidak ada maklumat yang mencukupi, panjang ini perlu ditentukan menggunakan ukuran di tapak pemasangan.
2. Gambar rajah harus menunjukkan dengan bantuan simbol semua peralatan tambahan yang dipasang di saluran. Ini boleh menjadi diafragma, peredam bermotor, peredam api, serta peranti untuk mengedar atau mengekstrak udara (grill, panel, payung, peresap). Setiap bahagian peralatan ini mencipta rintangan di laluan aliran udara, yang mesti diambil kira dalam pengiraan.
3. Selaras dengan peraturan pada rajah, berhampiran imej bersyarat saluran udara, kadar aliran udara dan dimensi saluran hendaklah dilekatkan. Ini adalah parameter penentu untuk pengiraan.
4. Semua elemen berbentuk dan bercabang juga mesti ditunjukkan dalam rajah.

Sekiranya skema sedemikian tidak wujud di atas kertas atau dalam bentuk elektronik, maka anda perlu melukisnya sekurang-kurangnya dalam versi draf, anda tidak boleh melakukannya tanpanya dalam pengiraan.

2. Pengiraan kehilangan geseran

Kerugian
tenaga aliran dikira secara berkadar
kononnya
kepala "dinamik", magnitud
pW2/2,
di mana p ialah ketumpatan
udara pada suhu aliran
(ditentukan mengikut jadual (1)
dan (2)), a
W
- kelajuan dalam bahagian tertentu kontur
peredaran udara.

Kejatuhan
tekanan udara akibat tindakan tersebut
geseran mengira
mengikut formula Weisbach:

=

di manal
— panjang bahagian litar edaran, m,
d_persamaan-bersamaan
diameter keratan rentas keratan,
m,

d_persamaanv=

-pekali
rintangan geseran.

Pekali
rintangan
geseran ditentukan oleh rejim aliran udara
dalam bahagian kontur yang dipertimbangkan
peredaran, atau nilai
Kriteria Reynolds:

Re=d_persamaan

di mana
Wid_persamaan
- kelajuan dan diameter setara
saluran
dan
pekali kelikatan kinematik
udara (ditentukan mengikut jadual
/1/ dan /2/,
m
/Dengan.

Maknanya

untuk nilaiRev
selang waktu 105
-108
(dibangunkan
bergelora
nilai) ditentukan oleh formula
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Re-0,231

Lagi
butiran pemilihan
boleh didapati daripada /4/ dan /5/ B
/5/
gambar rajah untuk mencari
nilai
,
memudahkan
pengiraan.
Nilai yang dikira
dinyatakan dalam pascal (Pa).

V
jadual 3 meringkaskan nilai awal
data untuk setiap saluran
kelajuan,
panjang, keratan rentas,
diameter setara,
magnitud
Kriteria Reynolds, pekali
rintangan,
dinamik
kepala dan nilai kerugian yang dikira pada
geseran.

						Jadual 3
nombor saluran (rajah 5)	W, Cik	F, m2	dpersamaan M	l, m	W2/2 H	Re		, 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

Pengiraan
rintangan geseran dalam saluran relau

5.3.
Kerugian "tempatan".
- istilah ini merujuk kepada kerugian
tenaga dalam mereka
tempat di mana udara mengalir secara tiba-tiba
mengembang atau menyempit, mengalami
pusingan, dsb.
V
terdapat cukup tempat sedemikian untuk relau yang direka
banyak - pemanas, bertukar
saluran, mengembangkan atau menyempitkan saluran
dan sebagainya.
Ini
kerugian dikira dengan cara yang sama seperti bahagian
kepala dinamik hlm=W2/2,
mendarab
ia pada apa yang dipanggil "pekali
penentangan tempatan"
:

Jumlah
29.4Pa

_tempatan
=/2

Pekali
penentangan tempatan ditentukan
tetapi jadual /1/ dan /5/ bergantung kepada jenis
rintangan tempatan, dan secara keseluruhan
ciri-ciri. Contohnya, dalam
jenis rintangan tempatan relau ini
penyempitan tiba-tiba berlaku
dalam saluran 1-2 (lihat Rajah 7). Nisbah bahagian
(sempit ke lebar) Oleh
permohonan /1 / cari
=0,25

= 160Pa,

betul-betul
tempatan yang lain
kerugian. Perlu
ambil perhatian bahawa dalam beberapa kes tempatan
kerugian perlu dibayar
tindakan dua jenis rintangan sekaligus.
Sebagai contoh, telah
letakkan pusingan saluran dan pada masa yang sama
perubahan dalam keratan rentasnya (menyempit
atau lanjutan) hendaklah dijalankan
pengiraan kerugian untuk
kedua-dua kes dan tambah hasilnya.
Keputusan Pengiraan Kerugian Tempatan
diringkaskan dalam jadual 4

№	sejenis tempatan rintangan	W, Cik		Pa	Nota.
	mengejut penyempitan	43,4	0,125	160	Nah. mengikut jadual
1-1	pusing pada 90°	25	1,5	318	~
2-3	bulat pusing	25	O,1	21,3	~
3	Bukaan dalam aliran (pemanas)	35,8	3,6	601	~
3-4	bulat pusing	21,7	0,28	44,8	~
4-1	pusing pada 90 dengan sambungan	28,9	0,85	241	~
4-1	mengejut penyempitan	28,9	0,09	25,5	~

Jumlah

=1411.6 Pa

Jumlah
kerugian:

=30 + 1410 =1440 Pa

Peminat
pilih mengikut ciri
empar

peminat
, mungkin untuk jenis VRS No. 10
(bekerja

roda
diameter 1000
mm).

Untuk
prestasi 21,5
m3/Dengan
dan tekanan yang diperlukan H>1440

Pa..
Kita mendapatkan: n=550
rpm;

,5;
N_mulut
25
kW.

Unit pemacu
kipas dari motor tak segerak,
kuasa 30
kW
taip
JSC
di 720
rpm,
melalui pemacu tali pinggang V.

Tahap dua

Di sini, penunjuk seretan aerodinamik dikira. Selepas memilih bahagian standard saluran udara, nilai halaju aliran udara dalam sistem ditentukan.

Pengiraan Kehilangan Tekanan Geseran

Langkah seterusnya ialah menentukan kehilangan tekanan geseran khusus berdasarkan data jadual atau nomogram. Dalam sesetengah kes, kalkulator boleh berguna untuk menentukan penunjuk berdasarkan formula yang membolehkan anda mengira dengan ralat 0.5 peratus. Untuk mengira jumlah nilai penunjuk yang mencirikan kehilangan tekanan dalam keseluruhan bahagian, anda perlu mendarabkan penunjuk khususnya dengan panjang. Faktor pembetulan untuk kekasaran juga perlu diambil kira pada peringkat ini. Ia bergantung pada magnitud kekasaran mutlak bahan saluran tertentu, serta kelajuan.

Pengiraan indeks tekanan dinamik pada segmen

Di sini, penunjuk yang mencirikan tekanan dinamik dalam setiap bahagian ditentukan berdasarkan nilai:

• kadar aliran udara dalam sistem;
• ketumpatan jisim udara di bawah keadaan standard, iaitu 1.2 kg/m3.

Penentuan nilai rintangan tempatan dalam bahagian

Mereka boleh dikira daripada pekali rintangan tempatan. Nilai yang diperolehi diringkaskan dalam bentuk jadual, yang merangkumi data dari semua bahagian, dan bukan sahaja segmen lurus, tetapi juga beberapa bahagian berbentuk. Nama setiap elemen dimasukkan dalam jadual, nilai yang sepadan dan ciri-ciri juga ditunjukkan di sana, yang mana pekali rintangan tempatan ditentukan. Penunjuk ini boleh didapati dalam bahan rujukan yang berkaitan untuk pemilihan peralatan untuk pemasangan pengudaraan.

Dengan kehadiran sejumlah besar elemen dalam sistem atau jika tiada nilai pekali tertentu, program digunakan yang membolehkan anda dengan cepat menjalankan operasi yang rumit dan mengoptimumkan pengiraan secara keseluruhan. Jumlah nilai rintangan ditakrifkan sebagai jumlah pekali semua elemen segmen.

Pengiraan kehilangan tekanan pada rintangan tempatan

Setelah mengira jumlah nilai akhir penunjuk, mereka meneruskan pengiraan kehilangan tekanan di kawasan yang dianalisis. Selepas mengira semua segmen garisan utama, nombor yang diperoleh disimpulkan dan jumlah nilai rintangan sistem pengudaraan ditentukan.

Pengiraan saluran udara untuk bekalan dan sistem ekzos pengudaraan mekanikal dan semula jadi

Aerodinamik
pengiraan saluran udara biasanya dikurangkan
untuk menentukan dimensi melintangnya
bahagian,
serta kehilangan tekanan ke atas individu
plot
dan dalam sistem secara keseluruhan. Boleh ditentukan
kos
udara untuk dimensi tertentu saluran udara
dan tekanan pembezaan yang diketahui dalam sistem.

Pada
pengiraan aerodinamik saluran udara
sistem pengudaraan biasanya diabaikan
kebolehmampatan
udara bergerak dan nikmati
nilai tekanan lampau, dengan andaian
untuk bersyarat
tekanan atmosfera sifar.

Pada
pergerakan udara melalui saluran dalam mana-mana
melintang
keratan rentas aliran terdapat tiga jenis
tekanan:
statik,
dinamik
dan lengkap.

statik
tekanan
menentukan potensi
tenaga 1 m3
udara dalam bahagian yang sedang dipertimbangkan (m.s_st
sama dengan tekanan pada dinding saluran).

dinamik
tekanan
ialah tenaga kinetik aliran,
berkaitan dengan 1 m3
udara, ditentukan
mengikut formula:

(1)

di mana
- ketumpatan
udara, kg/m3;
- kelajuan
pergerakan udara dalam bahagian, m/s.

lengkap
tekanan
sama dengan jumlah statik dan dinamik
tekanan.

(2)

Secara tradisinya
apabila mengira rangkaian saluran, ia digunakan
istilah "kerugian
tekanan”
("kerugian
tenaga aliran”).

Kerugian
tekanan (penuh) dalam sistem pengudaraan
terdiri daripada kehilangan geseran dan
kerugian dalam tempatan
rintangan (lihat: Pemanasan dan
pengudaraan, bahagian 2.1 "Pengudaraan"
ed. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Kerugian
tekanan geseran ditentukan oleh
formula
Darcy:

(3)

di mana
- pekali
rintangan geseran, yang
dikira dengan formula universal
NERAKA. Altshulya:

(4)

di mana
– Kriteria Reynolds; K - ketinggian
unjuran kekasaran (mutlak
kekasaran).
pengiraan kehilangan tekanan kejuruteraan
geseran
,
Pa (kg/m2),
dalam saluran udara dengan panjang /, m, ditentukan
dengan ungkapan

(5)

di mana
– kerugian
tekanan setiap 1 mm panjang saluran,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Untuk
takrifan Rdisusun
jadual dan nomogram. Nomogram (Gamb.
1 dan 2) dibina untuk syarat: bentuk bahagian
diameter bulatan saluran,
tekanan udara 98 kPa (1 atm), suhu
20°C, kekasaran = 0.1 mm.

Untuk
pengiraan saluran dan saluran udara
bahagian segi empat tepat digunakan
jadual dan nomogram
untuk saluran bulat, memperkenalkan di
ini
diameter setara bagi segi empat tepat
saluran, di mana kehilangan tekanan
untuk geseran dalam
bulat
dan segi empat tepat
~
saluran udara adalah sama.

V
amalan reka bentuk diterima
Sebar
tiga jenis diameter setara:

■ mengikut kelajuan

di
pariti kelajuan

■ oleh
penggunaan

di
ekuiti kos

■ oleh
Luas keratan rentas

jika sama
kawasan keratan rentas

Pada
pengiraan saluran udara dengan kekasaran
dinding,
berbeza daripada yang diperuntukkan dalam
jadual atau nomogram (K = OD mm),
membuat pembetulan kepada
nilai jadual kerugian khusus
tekanan pada
geseran:

(6)

di mana
- jadual
nilai kehilangan tekanan tertentu
untuk geseran;
- pekali
mengambil kira kekasaran dinding (Jadual 8.6).

Kerugian
tekanan dalam rintangan tempatan. V
tempat putaran saluran, apabila membahagikan
dan penggabungan
mengalir dalam tee, apabila menukar
saiz
saluran udara (pengembangan - dalam peresap,
penyempitan - dalam confuser), di pintu masuk ke
saluran udara atau
terusan dan keluar daripadanya, serta di tempat-tempat
pemasangan
peranti kawalan (pendikit,
gerbang, diafragma) terdapat setitik
tekanan aliran
udara bergerak. Dalam yang ditunjukkan
tempat-tempat yang berlaku
penstrukturan semula medan halaju udara di
saluran udara dan pembentukan zon pusaran
di dinding, yang disertai
kehilangan tenaga aliran. penjajaran
aliran berlaku pada jarak tertentu
selepas berlalu
tempat-tempat ini. Bersyarat, untuk kemudahan
pengiraan aerodinamik, kerugian
tekanan dalam tempatan
rintangan dianggap tertumpu.

Kerugian
tekanan dalam rintangan tempatan
ditentukan
mengikut formula

(7)

di mana
–
pekali rintangan tempatan
(biasanya,
dalam beberapa kes ada
nilai negatif, apabila mengira
sepatutnya
mengambil kira tanda).

Nisbah merujuk kepada
kepada kelajuan tertinggi
dalam bahagian sempit bahagian atau kelajuan
dalam bahagian
bahagian dengan kadar alir yang lebih rendah (dalam tee).
Dalam jadual
pekali rintangan tempatan
menunjukkan kelajuan yang dimaksudkan.

Kerugian
tekanan dalam rintangan tempatan
plot, z,
dikira dengan formula

(8)

di mana

- jumlah
pekali rintangan tempatan
Lokasi dihidupkan.

Adalah biasa
kehilangan tekanan di bahagian saluran
panjang,
m, dengan kehadiran rintangan tempatan:

(9)

di mana
– kerugian
tekanan setiap 1 m panjang saluran;

– kerugian
tekanan dalam rintangan tempatan
tapak.