Grunnleggende om aerodynamisk beregning av luftkanaler. Utvalg av fans

Etappe én

Dette inkluderer en aerodynamisk beregning av mekaniske luftkondisjonerings- eller ventilasjonsanlegg som inkluderer en rekke sekvensielle operasjoner Det lages et perspektivdiagram som inkluderer ventilasjon: både til- og avtrekk og er klargjort for beregning.

Dimensjonene til tverrsnittsarealet til luftkanalene bestemmes avhengig av deres type: rund eller rektangulær.

Skjemadannelse

Opplegget er utarbeidet i aksonometri med målestokk 1:100. Den indikerer punktene med plasserte ventilasjonsanordninger og forbruket av luft som passerer gjennom dem.

Når du bygger en motorvei, bør du være oppmerksom på hvilket system som blir designet: tilførsel eller eksos

Forsyning

Her bygges beregningslinjen fra den fjerneste luftfordeleren med høyest forbruk. Den går gjennom tilførselselementer som luftkanaler og ventilasjonsaggregat frem til stedet hvor luften tas opp. Hvis systemet må betjene flere etasjer, er luftfordeleren plassert på den siste.

eksos

Det bygges en ledning fra den mest avsidesliggende avtrekksanordningen, som forbruker luftstrømmen maksimalt, gjennom hovedledningen til installasjonen av hetten og videre til akselen som luften slippes ut gjennom.

Hvis ventilasjon er planlagt for flere nivåer og installasjonen av hetten er plassert på taket eller loftet, bør beregningslinjen begynne med luftfordelingsanordningen til den nederste etasjen eller kjelleren, som også er inkludert i systemet. Hvis hetteinstallasjonen er plassert i kjelleren, så fra luftfordelingsanordningen i siste etasje.

Hele beregningslinjen er delt inn i segmenter, hver av dem er en del av kanalen med følgende egenskaper:

• luftkanal av samme seksjonsstørrelse;
• fra ett materiale;
• med konstant luftforbruk.

Det neste trinnet er nummereringen av segmentene. Det starter med den mest avsidesliggende eksosenheten eller luftfordeleren, hver er tildelt et eget nummer. Hovedretningen - motorveien er uthevet med en fet linje.

Videre, på grunnlag av det aksonometriske skjemaet for hvert segment, bestemmes lengden, under hensyntagen til skalaen og luftforbruket. Sistnevnte er summen av alle verdiene av den forbrukte luftstrømmen som strømmer gjennom grenene som ligger ved siden av motorveien. Verdien av indikatoren, som oppnås som et resultat av sekvensiell summering, bør gradvis øke.

Bestemmelse av dimensjonsverdier for luftkanalseksjoner

Det er laget på grunnlag av slike indikatorer som:

• luftforbruk i segmentet;
• normative anbefalte verdier for luftstrømmens hastighet er: på motorveier - 6 m / s, i gruver der luft tas inn - 5 m / s.

Den foreløpige dimensjonsverdien til kanalen beregnes på segmentet, som reduseres til nærmeste standard. Hvis en rektangulær kanal er valgt, velges verdiene basert på dimensjonene på sidene, hvor forholdet mellom disse er ikke mer enn 1 til 3.

Innledende data for beregninger

Når skjemaet til ventilasjonssystemet er kjent, dimensjonene til alle luftkanaler velges og tilleggsutstyr bestemmes, skjemaet er avbildet i en frontal isometrisk projeksjon, det vil si aksonometri. Hvis det utføres i samsvar med gjeldende standarder, vil all informasjon som er nødvendig for beregningen være synlig på tegningene (eller skissene).

1. Ved hjelp av plantegninger kan du bestemme lengden på horisontale seksjoner av luftkanaler. Hvis det på det aksonometriske diagrammet er merker av høydene der kanalene passerer, vil lengden på de horisontale seksjonene også bli kjent.Ellers vil det kreves seksjoner av bygget med lagt luftkanaltraseer. Og i det ekstreme tilfellet, når det ikke er nok informasjon, må disse lengdene bestemmes ved hjelp av målinger på installasjonsstedet.
2. Diagrammet skal ved hjelp av symboler vise alt tilleggsutstyr som er installert i kanalene. Dette kan være membraner, motoriserte spjeld, brannspjeld, samt enheter for fordeling eller uttrekk av luft (rister, paneler, paraplyer, diffusorer). Hver enhet av dette utstyret skaper motstand i luftstrømmens vei, som må tas i betraktning i beregningen.
3. I samsvar med forskriftene på diagrammet, nær de betingede bildene av luftkanalene, skal luftstrømningshastighetene og dimensjonene til kanalene festes. Dette er de definerende parametrene for beregninger.
4. Alle formede og forgrenede elementer skal også gjenspeiles i diagrammet.

Hvis en slik ordning ikke eksisterer på papir eller i elektronisk form, må du tegne den i det minste i en utkastversjon, du kan ikke klare deg uten den i beregninger.

2. Beregning av friksjonstap

Tap
strømningsenergier beregnes proporsjonalt
såkalte
"dynamisk" hode, størrelse
pW2/2,
hvor p er tettheten
luft ved turtemperatur
(bestemt i henhold til tabell (1)
og (2)), a
W
- hastighet i en bestemt del av konturen
luftsirkulasjon.

Høsten
lufttrykk på grunn av handlingen
friksjon beregne
i henhold til Weisbach-formelen:

=

hvorl
– lengden på seksjonen av sirkulasjonskretsen, m,
d_ekv-tilsvarende
tverrsnittsdiameter,
m,

d_ekvv=

-koeffisient
friksjonsmotstand.

Koeffisient
motstand
friksjon bestemmes av luftstrømsregimet
i den betraktede delen av konturen
sirkulasjon, eller verdien
Reynolds kriterium:

Re=d_ekv

hvor
Wid_ekv
- hastighet og tilsvarende diameter
kanal
og
kinematisk viskositetskoeffisient
luft (bestemt i henhold til tabellene
/1/ og /2/,
m
/Med.

Betydning

for verdierRev
intervall 105
-108
(utviklet
turbulent
verdi) bestemmes av formelen
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Re-0,231

Mer
valgdetaljer
kan fås fra /4/ og /5/ B
/5/
et diagram for å finne
verdier
,
tilrettelegging
beregninger.
Beregnet verdier
uttrykt i pascal (Pa).

V
Tabell 3 oppsummerer verdiene til initialen
data for hver kanal
hastighet,
lengde, tverrsnitt,
tilsvarende diameter,
omfanget
Reynolds kriterium, koeffisient
motstand,
dynamisk
hode og verdien av de beregnede tapene på
friksjon.

						Tabell 3
kanalnummer (fig5)	W, m/s	F, m2	dekv M	jeg, 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

Beregninger
friksjonsmotstand i ovnskanalene

5.3.
"Lokale" tap
- dette begrepet refererer til tap
energi i de
steder hvor luften strømmer plutselig
ekspanderer eller smalner, gjennomgår
svinger osv.
V
det er nok slike steder for den utformede ovnen
mange - varmeovner, svinger
kanaler, utvidende eller innsnevrede kanaler
og så videre.
Disse
tap beregnes på samme måte som andelen
dynamisk hode s=W2/2,
multiplisere
det på den såkalte "koeffisienten
lokal motstand"
:

Sum
29.4Pa

_lokale
=/2

Koeffisient
lokal motstand bestemmes
men tabeller /1/ og /5/ avhengig av type
lokal motstand, og generelt
kjennetegn. For eksempel i
denne ovnens lokale motstandstype
plutselig innsnevring finner sted
i kanal 1-2 (se fig. 7). Seksjonsforhold
(smal til bred) Av
applikasjon /1 / finn
=0,25

= 160 Pa,

Absolutt
andre lokale
tap. Nødvendig
merk at i noen tilfeller lokale
tap skyldes
virkningen av to typer motstand samtidig.
Har for eksempel
plasser kanalen snu og samtidig
endring i tverrsnittet (innsnevring
eller utvidelse) bør utføres
tapsberegning for
begge tilfeller og legge sammen resultatene.
Resultater av lokale tapsberegninger
oppsummert i tabell 4

№	En type lokale motstand	W, m/s		Pa	Merk.
	plutselig innsnevring	43,4	0,125	160	Nei. i henhold til tabellen
1-1	Sving ved 90°	25	1,5	318	~
2-3	avrundet sving	25	Å,1	21,3	~
3	Blender inn strømme (varmere)	35,8	3,6	601	~
3-4	avrundet sving	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Sving på 90 med forlengelse	28,9	0,85	241	~
4-1	plutselig innsnevring	28,9	0,09	25,5	~

Sum

=1411,6 Pa

Total
tap:

=30 + 1410 =1440 Pa

Fans
velg etter funksjoner
sentrifugal

fans
, antagelig for VRS type nr. 10
(jobber

hjul
diameter 1000
mm).

Til
opptreden 21,5
m3/Med
og nødvendig trykk H>1440

Pa..
Vi får: n=550
rpm;

,5;
N_munn
25
kW.

Drivenhet
vifte fra asynkronmotor,
makt 30
kW
type
JSC
på 720
rpm,
gjennom en kileremdrift.

Etappe to

Her beregnes aerodynamiske luftmotstandsindikatorer. Etter å ha valgt standardseksjonene til luftkanalene, spesifiseres verdien av luftstrømhastigheten i systemet.

Beregning av friksjonstrykktap

Det neste trinnet er å bestemme det spesifikke friksjonstrykktapet basert på tabelldata eller nomogrammer. I noen tilfeller kan en kalkulator være nyttig for å bestemme indikatorer basert på en formel som lar deg regne med en feil på 0,5 prosent. For å beregne den totale verdien av indikatoren som karakteriserer trykktapet i hele seksjonen, må du multiplisere den spesifikke indikatoren med lengden. På dette stadiet bør det også tas hensyn til en korreksjonsfaktor for ruhet. Det avhenger av størrelsen på den absolutte ruheten til et bestemt kanalmateriale, samt hastigheten.

Beregning av den dynamiske trykkindeksen på segmentet

Her bestemmes en indikator som karakteriserer det dynamiske trykket i hver seksjon basert på verdiene:

• luftstrøm i systemet;
• luftmassetetthet under standardforhold, som er 1,2 kg/m3.

Bestemmelse av lokale motstandsverdier i seksjoner

De kan beregnes fra lokale motstandskoeffisienter. De oppnådde verdiene er oppsummert i en tabellform, som inkluderer data fra alle seksjoner, og ikke bare rette segmenter, men også flere formede deler. Navnet på hvert element er lagt inn i tabellen, de tilsvarende verdiene og egenskapene er også indikert der, ved hjelp av hvilken koeffisienten for lokal motstand bestemmes. Disse indikatorene finnes i det aktuelle referansematerialet for valg av utstyr for ventilasjonsinstallasjoner.

I nærvær av et stort antall elementer i systemet eller i fravær av visse verdier av koeffisientene, brukes et program som lar deg raskt utføre tungvinte operasjoner og optimalisere beregningen som helhet. Den totale motstandsverdien er definert som summen av koeffisientene til alle segmentelementer.

Beregning av trykktap på lokale motstander

Etter å ha beregnet den endelige totale verdien av indikatoren, fortsetter de til beregningen av trykktap i de analyserte områdene. Etter å ha beregnet alle segmenter av hovedlinjen, summeres de oppnådde tallene og den totale motstandsverdien til ventilasjonssystemet bestemmes.

Beregning av luftkanaler for til- og avtrekksanlegg av mekanisk og naturlig ventilasjon

Aerodynamisk
beregning av luftkanaler er vanligvis redusert
å bestemme dimensjonene til deres tverrgående
seksjon,
samt trykktap på individ
tomter
og i systemet som helhet. Kan bestemmes
kostnader
luft for gitte dimensjoner på luftkanaler
og kjent differansetrykk i systemet.

På
aerodynamisk beregning av luftkanaler
ventilasjonsanlegg er vanligvis neglisjert
komprimerbarhet
flytte luft og nyt
overtrykksverdier, forutsatt
for en betinget
null atmosfærisk trykk.

På
bevegelse av luft gjennom kanalen i evt
tverrgående
strømningstverrsnitt det er tre typer
press:
statisk,
dynamisk
og fullstendig.

statisk
press
bestemmer potensialet
energi 1 m3
luft i den aktuelle delen (s_st
lik trykket på veggene i kanalen).

dynamisk
press
er den kinetiske energien til strømmen,
relatert til 1 m3
luft, bestemt
etter formelen:

(1)

hvor
– tetthet
luft, kg/m3;
- hastighet
luftbevegelse i seksjonen, m/s.

Fullstendig
press
lik summen av statisk og dynamisk
press.

(2)

Tradisjonelt
ved beregning av kanalnettet brukes det
begrepet "tap
press"
("tap
strømningsenergi").

Tap
trykk (fullt) i ventilasjonsanlegget
består av friksjonstap og
tap i lokale
motstander (se: Oppvarming og
ventilasjon, del 2.1 "Ventilasjon"
utg. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Tap
friksjonstrykk bestemmes av
formel
Darcy:

(3)

hvor
- koeffisient
friksjonsmotstand, som
beregnet med den universelle formelen
HELVETE. Altshulya:

(4)

hvor
– Reynolds kriterium; K - høyde
ruhetsprojeksjoner (absolutt
ruhet).
tekniske trykktapsberegninger
friksjon
,
Pa (kg/m2),
i en luftkanal med lengde /, m, bestemmes
ved uttrykk

(5)

hvor
- tap
trykk per 1 mm kanallengde,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Til
definisjoner Rtegnet opp
tabeller og nomogrammer. Nomogrammer (fig.
1 og 2) er bygget for forholdene: seksjonsform
kanalsirkel diameter,
lufttrykk 98 kPa (1 atm), temperatur
20°C, ruhet = 0,1 mm.

Til
beregning av luftkanaler og kanaler
rektangulære seksjoner brukes
tabeller og nomogrammer
for runde kanaler, innføring kl
dette
ekvivalent diameter på en rektangulær
kanal, hvor trykktapet
for friksjon i
rund
og rektangulær
~
luftkanaler er like.

V
designpraksis mottatt
Spre
tre typer ekvivalente diametre:

■ etter hastighet

på
paritet av hastigheter

■ av
forbruk

på
kostnads ​​egenkapital

■ av
tverrsnittsareal

hvis lik
tverrsnittsarealer

På
beregning av luftkanaler med ruhet
vegger,
annerledes enn det som er fastsatt i
tabeller eller nomogrammer (K ​​= OD mm),
foreta en rettelse til
tabellverdi av spesifikke tap
press på
friksjon:

(6)

hvor
- tabell
spesifikk trykktapsverdi
for friksjon;
- koeffisient
tar hensyn til ruheten til veggene (tabell 8.6).

Tap
trykk i lokale motstander. V
steder for rotasjon av kanalen, ved deling
og fusjon
flyter i tees, ved endring
størrelser
luftkanal (utvidelse - i diffusoren,
innsnevring - i forvirringen), ved inngangen til
luftkanal eller
kanal og utgang fra den, så vel som på steder
installasjoner
kontrollenheter (gasspaker,
porter, membraner) er det et fall
strømningstrykk
luft i bevegelse. I det angitte
steder som skjer
restrukturering av lufthastighetsfelt i
luftkanal og dannelsen av virvelsoner
ved veggene, som er ledsaget
tap av strømningsenergi. Justering
flyt skjer på en viss avstand
etter bestått
disse stedene. Betinget, for enkelhets skyld
aerodynamisk beregning, tap
press lokalt
motstand anses som konsentrert.

Tap
trykk i lokal motstand
fast bestemt
i henhold til formelen

(7)

hvor
–
lokal motstandskoeffisient
(som oftest,
i noen tilfeller er det
negativ verdi, ved beregning
bør
ta hensyn til skiltet).

Forhold refererer til
til toppfart
i den smale delen av delen eller hastigheten
i seksjon
seksjon med lavere strømningshastighet (i en tee).
I tabeller
lokale motstandskoeffisienter
angir hvilken hastighet det refererer til.

Tap
trykk i lokale motstander
plot, z,
beregnet med formelen

(8)

hvor

- sum
lokale motstandskoeffisienter
Plassering på.

Er vanlig
trykktap i kanalseksjonen
lengde,
m, i nærvær av lokale motstander:

(9)

hvor
- tap
trykk per 1 m kanallengde;

- tap
trykk i lokale motstander
nettstedet.