Grondbeginselen van aerodynamische berekening van luchtkanalen. Selectie van fans

Fase een

Dit omvat een aerodynamische berekening van mechanische airconditioning- of ventilatiesystemen, inclusief een aantal opeenvolgende bewerkingen. Er wordt een perspectiefdiagram gemaakt waarin ventilatie is opgenomen: zowel toevoer als afvoer, en wordt voorbereid voor berekening.

De afmetingen van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de luchtkanalen worden bepaald afhankelijk van hun type: rond of rechthoekig.

Schema vorming

Het schema is opgesteld in axonometrie met een schaal van 1:100. Het geeft de punten aan met geplaatste ventilatie-apparaten en het verbruik van lucht dat er doorheen gaat.

Let bij het aanleggen van een snelweg goed op welk systeem wordt ontworpen: toevoer of afvoer

Leveren

Hier wordt de rekenlijn opgebouwd vanuit de meest afgelegen luchtverdeler met het hoogste verbruik. Het gaat via toevoerelementen zoals luchtkanalen en ventilatie-unit tot aan de plaats waar de lucht wordt aangezogen. Als het systeem meerdere verdiepingen moet bedienen, dan bevindt de luchtverdeler zich op de laatste.

uitlaat

Er wordt een leiding opgebouwd vanaf de meest afgelegen afzuiginrichting, die de luchtstroom maximaal verbruikt, door de hoofdleiding naar de installatie van de afzuigkap en verder naar de schacht waardoor lucht wordt afgevoerd.

Als ventilatie voor meerdere niveaus is gepland en de installatie van de kap zich op het dak of de zolder bevindt, moet de berekeningslijn beginnen met het luchtverdeelapparaat van de laagste verdieping of kelder, dat ook in het systeem is opgenomen. Als de kapinstallatie zich in de kelder bevindt, dan vanuit het luchtverdeelapparaat van de laatste verdieping.

De hele rekenlijn is verdeeld in segmenten, elk is een sectie van het kanaal met de volgende kenmerken:

• luchtkanaal van dezelfde sectiegrootte;
• van één materiaal;
• met constant luchtverbruik.

De volgende stap is de nummering van de segmenten. Het begint met het meest afgelegen afzuigapparaat of luchtverdeler, elk krijgt een apart nummer toegewezen. De hoofdrichting - de snelweg is gemarkeerd met een dikke lijn.

Verder wordt op basis van het axonometrische schema voor elk segment de lengte bepaald, rekening houdend met de schaal en het luchtverbruik. Dit laatste is de som van alle waarden van de verbruikte luchtstroom die door de takken stroomt die grenzen aan de snelweg. De waarde van de indicator, die wordt verkregen als gevolg van sequentiële sommatie, zou geleidelijk moeten toenemen.

Bepaling van maatwaarden van luchtkanaalsecties

Geproduceerd op basis van indicatoren zoals:

• luchtverbruik in het segment;
• normatieve aanbevolen waarden voor de snelheid van de luchtstroom zijn: op snelwegen - 6 m / s, in mijnen waar lucht wordt aangezogen - 5 m / s.

De voorlopige maatwaarde van het kanaal wordt berekend op het segment, dat wordt teruggebracht tot de dichtstbijzijnde norm. Als een rechthoekig kanaal is geselecteerd, worden de waarden geselecteerd op basis van de afmetingen van de zijkanten, waarvan de verhouding is niet meer dan 1 tot 3.

Initiële gegevens voor berekeningen

Wanneer het schema van het ventilatiesysteem bekend is, worden de afmetingen van alle luchtkanalen geselecteerd en wordt extra apparatuur bepaald, het schema wordt weergegeven in een frontale isometrische projectie, dat wil zeggen axonometrie. Als het wordt uitgevoerd volgens de huidige normen, is alle informatie die nodig is voor de berekening zichtbaar op de tekeningen (of schetsen).

1. Met behulp van plattegronden kunt u de lengte van horizontale secties van luchtkanalen bepalen. Als op het axonometrische diagram markeringen staan ​​van de hoogten waarop de kanalen passeren, wordt ook de lengte van de horizontale secties bekend.Anders zijn delen van het gebouw met aangelegde luchtkanaalroutes vereist. En in het uiterste geval, wanneer er onvoldoende informatie is, zullen deze lengtes bepaald moeten worden aan de hand van metingen op de plaats van installatie.
2. Het diagram moet met behulp van symbolen alle extra apparatuur weergeven die in de kanalen is geïnstalleerd. Dit kunnen membranen zijn, gemotoriseerde kleppen, brandkleppen, maar ook apparaten voor het verdelen of afzuigen van lucht (roosters, panelen, paraplu's, roosters). Elke eenheid van deze apparatuur creëert weerstand in het pad van de luchtstroom, waarmee bij de berekening rekening moet worden gehouden.
3. In overeenstemming met de voorschriften op het schema, dienen nabij de conditionele afbeeldingen van de luchtkanalen de luchtdebieten en de afmetingen van de kanalen te worden aangebracht. Dit zijn de bepalende parameters voor berekeningen.
4. Alle gevormde en vertakkende elementen moeten ook in het diagram worden weergegeven.

Als zo'n schema niet op papier of in elektronische vorm bestaat, moet je het op zijn minst in een conceptversie tekenen, je kunt er niet zonder in berekeningen.

2. Berekening van wrijvingsverliezen

Verliezen
stroomenergieën worden proportioneel berekend
zogenaamd
"dynamische" kop, magnitude
pW2/2,
waarbij p de dichtheid is
lucht bij aanvoertemperatuur
(bepaald volgens tabel (1)
en (2)), a
W
- snelheid in een bepaald deel van de contour
Luchtcirculatie.

De val
luchtdruk als gevolg van de actie
wrijving berekenen
volgens de Weisbach-formule:

=

waarik
— lengte van het gedeelte van het circulatiecircuit, m,
D_{gelijk aan}-equivalent
doorsnede doorsnede diameter,
m,

D_{gelijk aanv}=

-coëfficiënt
wrijvingsweerstand.

Coëfficiënt
weerstand
wrijving wordt bepaald door het luchtstroomregime
in het beschouwde deel van de contour
circulatie, of de waarde
Reynolds-criterium:

Met betrekking tot=D_{gelijk aan}

waar
WiD_{gelijk aan}
- snelheid en equivalente diameter
kanaal
en
kinematische viscositeitscoëfficiënt
lucht (bepaald volgens de tabellen)
/1/ en /2/,
m
/Met.

Betekenis

voor waardenMet betrekking totv
interval 105
-108
(ontwikkeld
turbulent
waarde) wordt bepaald door de formule
Nikoeradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Met betrekking tot-0,231

Meer
selectie details
verkrijgbaar bij /4/ en /5/ B
/5/
een diagram om te vinden
waarden
,
faciliterend
berekeningen.
Berekende waarden
uitgedrukt in pascal (Pa).

V
tabel 3 vat de waarden van de initiaal samen
gegevens voor elk kanaal
snelheid,
lengte, doorsnede,
gelijkwaardige diameter,
grootte
Reynolds-criterium, coëfficiënt
weerstand,
dynamisch
hoofd en de waarde van de berekende verliezen op
wrijving.

						tafel 3
kanaal nummer (fig5)	w, Mevrouw	F, m2	Dgelijk aan m	ik, m	W2/2 H	Met betrekking tot		, vader
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

Berekeningen
wrijvingsweerstand in de ovenkanalen

5.3.
"Lokale" verliezen
- deze term verwijst naar verliezen
energie in die
plaatsen waar de lucht plotseling stroomt
uitzet of vernauwt, ondergaat
beurten, enz.
V
er zijn genoeg van dergelijke plaatsen voor de ontworpen oven
veel - kachels, bochten
kanalen, kanalen uitbreiden of verkleinen
en etc.
Deze
verliezen worden op dezelfde manier berekend als het aandeel
dynamisch hoofd P=W2/2,
vermenigvuldigen
het op de zogenaamde "coëfficiënt
lokale weerstand"
:

Som
29.4vader

_lokaal
=/2

Coëfficiënt
lokale weerstand wordt bepaald
maar tabellen /1/ en /5/ afhankelijk van het type
lokale weerstand, en algemeen:
kenmerken. Bijvoorbeeld, in
dit type oven lokale weerstand:
plotselinge vernauwing vindt plaats
in kanaal 1-2 (zie Fig. 7). Sectieverhouding
(smal tot breed).
toepassing /1 / vind
=0,25

= 160Pa,

Absoluut
andere lokale
verliezen. Nodig
merk op dat in sommige gevallen lokale
verliezen zijn te wijten
de actie van twee soorten weerstand tegelijk.
Heeft bijvoorbeeld
plaats het kanaal draai en tegelijkertijd
verandering in zijn doorsnede (vernauwing
of verlenging) moet worden uitgevoerd
verliesberekening voor
beide gevallen en tel de resultaten bij elkaar op.
Resultaten van lokale verliesberekeningen
samengevat in tabel 4

№	Een type lokaal weerstand	w, Mevrouw		vader	Opmerking.
	plotseling vernauwing	43,4	0,125	160	nee. volgens de tabel
1-1	Draai bij 90°	25	1,5	318	~
2-3	afgerond draai	25	O,1	21,3	~
3	Diafragma in stromen (kachels)	35,8	3,6	601	~
3-4	afgerond draai	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Draai bij 90 met extensie	28,9	0,85	241	~
4-1	plotseling vernauwing	28,9	0,09	25,5	~

Som

=1411.6 Pa

Totaal
verliezen:

=30 + 1410 =1440 Pa

Fans
kies op basis van kenmerken:
centrifugaal

fans
, vermoedelijk voor VRS type nr. 10
(werkend)

Wiel
diameter 1000
mm).

Voor
prestatie 21,5
m3/Met
en de vereiste druk H>1440

Vader..
We krijgen: N=550
tpm;

,5;
N_mond
25
kW.

Aandrijfeenheid
ventilator van asynchrone motor,
stroom 30
kW
type
JSC
Bij 720
toeren,
door middel van een V-snaaraandrijving.

Fase twee

Hier worden luchtweerstandsindicatoren berekend. Na het kiezen van de standaard secties van de luchtkanalen wordt de waarde van de luchtstroomsnelheid in het systeem gespecificeerd.

Wrijving Drukverlies Berekening

De volgende stap is het bepalen van het specifieke wrijvingsdrukverlies op basis van tabelgegevens of nomogrammen. In sommige gevallen kan een rekenmachine handig zijn om indicatoren te bepalen op basis van een formule waarmee u kunt rekenen met een fout van 0,5 procent. Om de totale waarde te berekenen van de indicator die het drukverlies in de hele sectie kenmerkt, moet u de specifieke indicator vermenigvuldigen met de lengte. In dit stadium moet ook rekening worden gehouden met een correctiefactor voor ruwheid. Het hangt af van de grootte van de absolute ruwheid van een bepaald kanaalmateriaal, evenals van de snelheid.

Berekening van de dynamische drukindex op het segment

Hier wordt een indicator bepaald die de dynamische druk in elke sectie karakteriseert op basis van de waarden:

• luchtstroomsnelheid in het systeem;
• luchtmassadichtheid onder standaardomstandigheden, namelijk 1,2 kg/m3.

Bepaling van lokale weerstandswaarden in secties

Ze kunnen worden berekend uit lokale weerstandscoëfficiënten. De verkregen waarden zijn samengevat in een tabelvorm, die gegevens van alle secties bevat, en niet alleen rechte segmenten, maar ook verschillende gevormde delen. De naam van elk element wordt in de tabel ingevoerd, de bijbehorende waarden en kenmerken worden daar ook aangegeven, waarmee de lokale weerstandscoëfficiënt wordt bepaald. Deze indicatoren zijn terug te vinden in de relevante referentiematerialen voor de selectie van apparatuur voor ventilatie-installaties.

In aanwezigheid van een groot aantal elementen in het systeem of bij afwezigheid van bepaalde waarden van de coëfficiënten, wordt een programma gebruikt waarmee u snel omslachtige bewerkingen kunt uitvoeren en de berekening als geheel kunt optimaliseren. De totale weerstandswaarde wordt gedefinieerd als de som van de coëfficiënten van alle segmentelementen.

Berekening van drukverliezen op lokale weerstanden

Nadat ze de uiteindelijke totale waarde van de indicator hebben berekend, gaan ze verder met de berekening van drukverliezen in de geanalyseerde gebieden. Na het berekenen van alle segmenten van de hoofdleiding worden de verkregen getallen bij elkaar opgeteld en wordt de totale weerstandswaarde van het ventilatiesysteem bepaald.

Berekening van luchtkanalen voor aan- en afvoersystemen van mechanische en natuurlijke ventilatie

Aerodynamisch
berekening van luchtkanalen wordt meestal verminderd
om de afmetingen van hun dwars te bepalen
sectie,
evenals drukverliezen op individuele
plots
en in het systeem als geheel. Kan worden bepaald
kosten
lucht voor gegeven afmetingen van luchtkanalen
en bekend drukverschil in het systeem.

Bij
aerodynamische berekening van luchtkanalen
ventilatiesystemen worden meestal verwaarloosd
samendrukbaarheid
lucht verplaatsen en genieten
overdrukwaarden, uitgaande van
voor een voorwaardelijke
nul atmosferische druk.

Bij
beweging van lucht door het kanaal in elk
transversaal
stromingsdoorsnede er zijn drie typen:
druk:
statisch,
dynamisch
en compleet.

statisch
druk
bepaalt het potentieel
energie 1 m3
lucht in de betreffende sectie (p_st
gelijk aan de druk op de wanden van het kanaal).

dynamisch
druk
is de kinetische energie van de stroom,
gerelateerd aan 1 m3
lucht, vastberaden
volgens de formule:

(1)

waar
- dikte
lucht, kg/m3;
- snelheid
luchtbeweging in de sectie, m/s.

Compleet
druk
gelijk aan de som van statisch en dynamisch
druk.

(2)

traditioneel
bij het berekenen van het kanalennetwerk wordt het gebruikt
de term "verlies"
druk"
("verliezen
stroom energie").

Verliezen
druk (vol) in het ventilatiesysteem
bestaan ​​uit wrijvingsverliezen en
verliezen in lokaal
weerstanden (zie: Verwarming en
ventilatie, deel 2.1 “Ventilatie”
red. VN Bogoslovsky, M., 1976).

Verliezen
wrijvingsdrukken worden bepaald door
formule
Darcy:

(3)

waar
- coëfficiënt
wrijvingsweerstand, die
berekend door de universele formule
HEL. Altshulya:

(4)

waar
– Reynolds-criterium; K - hoogte
ruwheid projecties (absoluut
ruwheid).
technische drukverliesberekeningen
wrijving
,
Pa (kg/m2),
in een luchtkanaal met een lengte /, m, worden bepaald
door uitdrukking

(5)

waar
- verliezen
druk per 1 mm kanaallengte,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Voor
definities Ropgetekend
tabellen en nomogrammen. Nomogrammen (afb.
1 en 2) zijn gebouwd voor de omstandigheden: sectievorm
buis cirkel diameter,
luchtdruk 98 kPa (1 atm), temperatuur
20°C, ruwheid = 0,1 mm.

Voor
berekening van luchtkanalen en kanalen
rechthoekige secties worden gebruikt
tabellen en nomogrammen
voor ronde kanalen, invoeren bij
deze
equivalente diameter van een rechthoekig
kanaal, waarin het drukverlies
voor wrijving in
ronde
en rechthoekig
~
luchtkanalen zijn gelijk.

V
ontwerppraktijk ontvangen
Spreiding
drie soorten equivalente diameters:

■ op snelheid

Bij
pariteit van snelheden

door
consumptie

Bij
kosten eigen vermogen

door
dwarsdoorsnede:

indien gelijk
dwarsdoorsnedegebieden

Bij
berekening van luchtkanalen met ruwheid
muren,
anders dan voorzien in
tabellen of nomogrammen (K = OD mm),
een correctie aanbrengen op
tabelwaarde van specifieke verliezen
druk op
wrijving:

(6)

waar
- tabelvorm
specifieke drukverlieswaarde:
voor wrijving;
- coëfficiënt
rekening houdend met de ruwheid van de wanden (Tabel 8.6).

Verliezen
druk in lokale weerstanden. V
plaatsen van rotatie van het kanaal, bij het verdelen
en fusie
stroomt in tees, bij het wisselen
maten
luchtkanaal (expansie - in het rooster,
vernauwing - in de verwarring), bij de ingang van
luchtkanaal of
kanaal en verlaat het, evenals in plaatsen
installaties
regelapparatuur (gashendels,
poorten, diafragma's) is er een druppel
stromingsdruk
bewegende lucht. In de aangegeven
plaatsen gaande
herstructurering van luchtsnelheidsvelden in
luchtkanaal en de vorming van vortexzones
aan de muren, die wordt begeleid
verlies van stroomenergie. uitlijning
stroming vindt plaats op enige afstand
na het passeren
deze plaatsen. Voorwaardelijk, voor het gemak
aerodynamische berekening, verlies
druk in lokaal
weerstanden worden als geconcentreerd beschouwd.

Verliezen
druk in lokale weerstand
bepaald
volgens de formule

(7)

waar
–
lokale weerstandscoëfficiënt
(gebruikelijk,
in sommige gevallen is er
negatieve waarde, bij het berekenen
zou moeten
houd rekening met het bord).

Verhouding verwijst naar:
naar topsnelheid
in het smalle gedeelte van de sectie of snelheid
in sectie
sectie met een lager debiet (in een T-stuk).
in tabellen
lokale weerstandscoëfficiënten
geeft aan om welke snelheid het gaat.

Verliezen
druk in lokale weerstanden
perceel, z,
berekend door de formule

(8)

waar

- som
lokale weerstandscoëfficiënten
Locatie op.

Komen vaak voor
drukverlies in het kanaalgedeelte
lengte,
m, in aanwezigheid van lokale weerstanden:

(9)

waar
- verliezen
druk per 1 m kanaallengte;

- verliezen
druk in lokale weerstanden
plaats.