Fundamentele calculului aerodinamic al conductelor de aer. Selecția de fani

Prima etapă

Acesta include un calcul aerodinamic al sistemelor mecanice de climatizare sau ventilație, care include o serie de operații secvențiale.Se întocmește o diagramă în perspectivă, care include ventilația: atât alimentare, cât și evacuare și este pregătită pentru calcul.

Dimensiunile secțiunii transversale ale conductelor de aer sunt determinate în funcție de tipul lor: rotund sau dreptunghiular.

Formarea schemei

Schema este întocmită în axonometrie cu scara 1:100. Indică punctele cu dispozitive de ventilație amplasate și consumul de aer care trece prin acestea.

Când construiți o autostradă, ar trebui să acordați atenție sistemului proiectat: alimentare sau evacuare

Livra

Aici linia de calcul este construită din cel mai îndepărtat distribuitor de aer cu cel mai mare consum. Trece prin elemente de alimentare cum ar fi conductele de aer și unitatea de ventilație până la locul în care este preluat aerul. Dacă sistemul trebuie să deservească mai multe etaje, atunci distribuitorul de aer este situat pe ultimul.

epuiza

Din cel mai îndepărtat dispozitiv de evacuare se construiește o linie, care consumă debitul de aer la maximum, prin conducta principală până la instalarea hotei și mai departe până la puțul prin care se eliberează aerul.

Dacă ventilația este planificată pe mai multe niveluri și instalarea hotei este situată pe acoperiș sau mansardă, atunci linia de calcul ar trebui să înceapă cu dispozitivul de distribuție a aerului de la cel mai jos etaj sau subsol, care este, de asemenea, inclus în sistem. Dacă instalația hotei este situată la subsol, atunci de la dispozitivul de distribuție a aerului de la ultimul etaj.

Întreaga linie de calcul este împărțită în segmente, fiecare dintre ele fiind o secțiune a conductei cu următoarele caracteristici:

• conductă de aer de aceeași dimensiune a secțiunii;
• dintr-un material;
• cu consum constant de aer.

Următorul pas este numerotarea segmentelor. Începe cu cel mai îndepărtat dispozitiv de evacuare sau distribuitor de aer, fiecăruia i se atribuie un număr separat. Direcția principală - autostrada este evidențiată cu o linie groasă.

În plus, pe baza schemei axonometrice pentru fiecare segment, se determină lungimea acestuia, luând în considerare scara și consumul de aer. Acesta din urmă este suma tuturor valorilor debitului de aer consumat care curge prin ramurile adiacente autostrăzii. Valoarea indicatorului, care este obținută ca urmare a însumării secvențiale, ar trebui să crească treptat.

Determinarea valorilor dimensionale ale secțiunilor de conducte de aer

Se realizează pe baza unor indicatori precum:

• consumul de aer pe segment;
• valorile normative recomandate pentru viteza fluxului de aer sunt: ​​pe autostrăzi - 6 m/s, în minele în care aerul este preluat - 5 m/s.

Valoarea dimensională preliminară a conductei este calculată pe segment, care se reduce la cel mai apropiat standard. Dacă este selectată o conductă dreptunghiulară, atunci valorile sunt selectate pe baza dimensiunilor laturilor, raportul dintre care este nu mai mult de 1 to 3.

Date inițiale pentru calcule

Când se cunoaște schema sistemului de ventilație, se selectează dimensiunile tuturor canalelor de aer și se determină echipamente suplimentare, schema este descrisă într-o proiecție izometrică frontală, adică axonometrie. Dacă se realizează în conformitate cu standardele actuale, atunci toate informațiile necesare calculului vor fi vizibile pe desene (sau schițe).

1. Folosind planurile de etaj, puteți determina lungimea secțiunilor orizontale ale conductelor de aer. Dacă pe diagrama axonometrică există semne ale înălțimilor la care trec canalele, atunci se va cunoaște și lungimea secțiunilor orizontale.În caz contrar, vor fi necesare secțiuni ale clădirii cu trasee de conducte de aer așezate. Și în cazul extrem, când nu există suficiente informații, aceste lungimi vor trebui determinate folosind măsurători la locul de instalare.
2. Diagrama ar trebui să arate cu ajutorul simbolurilor toate echipamentele suplimentare instalate în canale. Acestea pot fi diafragme, clapete motorizate, clapete antifoc, precum și dispozitive de distribuție sau extracție a aerului (grile, panouri, umbrele, difuzoare). Fiecare piesă a acestui echipament creează rezistență în calea fluxului de aer, care trebuie luată în considerare în calcul.
3. În conformitate cu reglementările din diagramă, lângă imaginile condiționate ale conductelor de aer ar trebui să fie aplicate debitele de aer și dimensiunile canalelor. Aceștia sunt parametrii definitori pentru calcule.
4. Toate elementele de formă și de ramificare trebuie, de asemenea, reflectate în diagramă.

Dacă o astfel de schemă nu există pe hârtie sau în formă electronică, atunci va trebui să o desenați cel puțin într-o versiune nefinalizată, nu puteți face fără ea în calcule.

2. Calculul pierderilor prin frecare

Pierderi
energiile de curgere sunt calculate proportional
așa-zisul
cap „dinamic”, magnitudine
pW2/2,
unde p este densitatea
aer la temperatura de tur
(determinat conform tabelului (1)
și (2)), a
W
- viteza intr-o anumita sectiune a conturului
circulația aerului.

Caderea
presiunea aerului datorita actiunii
calculează frecarea
conform formulei Weisbach:

=

Undel
— lungimea secțiunii circuitului de circulație, m,
d_eq-echivalent
diametrul secțiunii transversale,
m,

d_eqv=

-coeficient
rezistenta la frecare.

Coeficient
rezistenţă
frecarea este determinată de regimul debitului de aer
în secţiunea considerată a conturului
circulație, sau valoarea
Criteriul Reynolds:

Re=d_eq

Unde
Wid_eq
- viteza si diametrul echivalent
canal
și
coeficientul de vâscozitate cinematică
aer (determinat conform tabelelor
/1/ și /2/,
m
/Cu.

Sens

pentru valoriRev
interval 105
-108
(dezvoltat
turbulent
valoare) este determinată de formula
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Re-0,231

Mai mult
detalii de selecție
poate fi obținut de la /4/ și /5/ B
/5/
o diagramă pentru găsire
valorile
,
facilitarea
calcule.
Valori calculate
exprimată în pascali (Pa).

V
Tabelul 3 rezumă valorile inițialei
date pentru fiecare canal
viteză,
lungime, secțiune transversală,
diametru echivalent,
magnitudinea
Criteriul Reynolds, coeficient
rezistenţă,
dinamic
cap si valoarea pierderilor calculate pe
frecare.

						Tabelul 3
numărul canalului (fig5)	W, Domnișoară	F, m2	deq M	eu 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

Calcule
rezistența la frecare în canalele cuptorului

5.3.
Pierderi „locale”.
- acest termen se referă la pierderi
energie în acelea
locuri unde aerul curge brusc
se extinde sau se îngustează, suferă
viraje etc.
V
există suficiente astfel de locuri pentru cuptorul proiectat
multe - încălzitoare, se întoarce
canale, canale de extindere sau îngustare
si etc.
Aceste
pierderile se calculează în același mod ca și cota
cap dinamic p=W2/2,
inmultindu-se
ea pe așa-numitul „coeficient
rezistență locală"
:

Sumă
29.4Pa

_local
=/2

Coeficient
se determină rezistenţa locală
dar tabelele /1/ și /5/ în funcție de tip
rezistență locală și în general
caracteristici. De exemplu, în
acest tip de rezistență locală a cuptorului
are loc o îngustare bruscă
în canalul 1-2 (vezi Fig. 7). Raportul secțiunilor
(îngust spre lat).
cerere /1 / găsi
=0,25

= 160 Pa,

Absolut
alte locale
pierderi. Necesar
rețineți că în unele cazuri local
pierderile sunt datorate
acţiunea a două tipuri de rezistenţă simultan.
De exemplu, are
plasați virajul canalului și în același timp
modificarea secțiunii sale transversale (îngustare
sau extindere) ar trebui efectuate
calculul pierderii pentru
ambele cazuri și adună rezultatele.
Rezultatele calculelor pierderilor locale
rezumat în tabelul 4

№	Un fel local rezistenţă	W, Domnișoară		Pa	Notă.
	brusc constricție	43,4	0,125	160	nu. conform tabelului
1-1	Întoarce-te la 90°	25	1,5	318	~
2-3	rotunjite întoarce	25	O,1	21,3	~
3	Diafragma în curent (încălzitoare)	35,8	3,6	601	~
3-4	rotunjite întoarce	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Întoarce-te la 90 cu extensie	28,9	0,85	241	~
4-1	brusc constricție	28,9	0,09	25,5	~

Sumă

=1411,6 Pa

Total
pierderi:

=30 + 1410 =1440 Pa

Fani
alegeți în funcție de caracteristici
centrifugal

fani
, probabil pentru VRS tip nr. 10
(lucru

roată
diametru 1000
mm).

Pentru
performanţă 21,5
m3/Cu
și presiunea necesară H>1440

Pa..
Primim: n=550
rpm;

,5;
N_gură
25
kW.

Unitatea de antrenare
ventilator de la motor asincron,
putere 30
kW
tip
SA
la 720
rpm,
printr-o transmisie prin curea trapezoidala.

Etapa a doua

Aici se calculează indicatorii de rezistență aerodinamică. După alegerea secțiunilor standard ale conductelor de aer, se precizează valoarea vitezei fluxului de aer în sistem.

Calculul pierderii de presiune prin frecare

Următorul pas este determinarea pierderii specifice de presiune prin frecare pe baza datelor tabelare sau a nomogramelor. În unele cazuri, un calculator poate fi util pentru a determina indicatori pe baza unei formule care vă permite să calculați cu o eroare de 0,5 la sută. Pentru a calcula valoarea totală a indicatorului care caracterizează pierderea de presiune în întreaga secțiune, trebuie să înmulțiți indicatorul său specific cu lungimea. În această etapă ar trebui să se țină seama și de un factor de corecție pentru rugozitate. Depinde de mărimea rugozității absolute a unui anumit material de conductă, precum și de viteză.

Calculul indicelui de presiune dinamică pe segment

Aici, pe baza valorilor se determină un indicator care caracterizează presiunea dinamică în fiecare secțiune:

• debitul de aer în sistem;
• densitatea masei de aer în condiții standard, care este de 1,2 kg/m3.

Determinarea valorilor locale de rezistență în secțiuni

Ele pot fi calculate din coeficienții de rezistență locali. Valorile obținute sunt rezumate într-o formă tabelară, care include date din toate secțiunile, și nu numai segmente drepte, ci și mai multe părți formate. Numele fiecărui element este introdus în tabel, acolo sunt indicate și valorile corespunzătoare și caracteristicile, prin care se determină coeficientul de rezistență locală. Acești indicatori pot fi găsiți în materialele de referință relevante pentru selectarea echipamentelor pentru instalațiile de ventilație.

În prezența unui număr mare de elemente în sistem sau în absența anumitor valori ale coeficienților, se utilizează un program care vă permite să efectuați rapid operații greoaie și să optimizați calculul în ansamblu. Valoarea rezistenței totale este definită ca suma coeficienților tuturor elementelor segmentului.

Calculul pierderilor de presiune pe rezistențele locale

După ce au calculat valoarea totală finală a indicatorului, se procedează la calculul pierderilor de presiune în zonele analizate. După calcularea tuturor segmentelor liniei principale, se însumează numerele obținute și se determină valoarea rezistenței totale a sistemului de ventilație.

Calculul conductelor de aer pentru sistemele de alimentare și evacuare a ventilației mecanice și naturale

Aerodinamic
calculul conductelor de aer este de obicei redus
pentru a determina dimensiunile transversale a acestora
secțiune,
precum și pierderi de presiune pe individ
parcele
și în sistem în ansamblu. Poate fi determinat
cheltuieli
aer pentru dimensiunile date ale conductelor de aer
și presiunea diferențială cunoscută în sistem.

La
calculul aerodinamic al conductelor de aer
sistemele de ventilație sunt de obicei neglijate
compresibilitatea
mișcă aerul și bucură-te
valori de suprapresiune, presupunând
pentru un condiționat
presiune atmosferică zero.

La
mișcarea aerului prin conductă în orice
transversal
secțiunea transversală a curgerii există trei tipuri
presiune:
static,
dinamic
și complet.

static
presiune
determină potenţialul
energie 1 m3
aer în secțiunea luată în considerare (pag_Sf
egală cu presiunea pe pereţii conductei).

dinamic
presiune
este energia cinetică a fluxului,
raportat la 1 m3
aer, hotărât
dupa formula:

(1)

Unde
– densitatea
aer, kg/m3;
- viteza
mișcarea aerului în secțiune, m/s.

Complet
presiune
egală cu suma statică și dinamică
presiune.

(2)

Tradiţional
la calcularea rețelei de conducte se folosește
termenul „pierdere
presiune"
(„pierderi
energie de curgere”).

Pierderi
presiune (plină) în sistemul de ventilație
sunt alcătuite din pierderi prin frecare şi
pierderi în local
rezistențe (vezi: Încălzire și
ventilație, partea 2.1 „Ventilație”
ed. V.N. Bogoslovski, M., 1976).

Pierderi
presiunile de frecare sunt determinate de
formulă
Darcy:

(3)

Unde
- coeficient
rezistența la frecare, care
calculate prin formula universală
IAD. Altshulya:

(4)

Unde
– criteriul Reynolds; K - înălțime
proiecții de rugozitate (absolut
rugozitate).
calculele tehnice ale pierderilor de presiune
frecare
,
Pa (kg/m2),
într-o conductă de aer cu lungimea /, m, se determină
prin expresie

(5)

Unde
– pierderi
presiune pe 1 mm de lungime a conductei,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Pentru
definiții Rîntocmit
tabele și nomograme. Nomogramele (Fig.
1 si 2) sunt construite pentru conditiile: forma sectiunii
diametrul cercului conductei,
presiunea aerului 98 kPa (1 atm), temperatura
20°C, rugozitate = 0,1 mm.

Pentru
calculul conductelor și canalelor de aer
se folosesc secțiuni dreptunghiulare
tabele și nomograme
pentru conducte rotunde, introducând at
acest
diametrul echivalent al unui dreptunghiular
conductă, în care pierderea de presiune
pentru frecare în
rundă
și dreptunghiulară
~
conductele de aer sunt egale.

V
practica de proiectare primită
Răspândire
trei tipuri de diametre echivalente:

■ prin viteza

la
paritatea vitezelor

■ de către
consum

la
echitatea costurilor

■ de către
arie a secțiunii transversale

dacă egal
zone de sectiune transversala

La
calculul conductelor de aer cu rugozitate
ziduri,
diferit de cel prevăzut la
tabele sau nomograme (K = OD mm),
face o corectie la
valoarea tabelară a pierderilor specifice
presiune asupra
frecare:

(6)

Unde
- tabelar
valoarea specifica a pierderii de presiune
pentru frecare;
- coeficient
ținând cont de rugozitatea pereților (Tabelul 8.6).

Pierderi
presiunea in rezistentele locale. V
locurile de rotație ale conductei, la împărțire
și fuziune
curge în teuri, la schimbare
dimensiuni
conductă de aer (expansiune - în difuzor,
constricție - în confuz), la intrarea în
conducta de aer sau
canal și ieșire din acesta, precum și pe alocuri
instalatii
dispozitive de control (accelerare,
porți, diafragme) există o picătură
presiunea de curgere
aer în mișcare. În cele indicate
locuri care se întâmplă
restructurarea câmpurilor de viteză a aerului în
conducta de aer și formarea zonelor de vortex
la pereţi, care este însoţit
pierderea energiei curgerii. aliniere
curgerea are loc la o anumită distanță
după trecere
aceste locuri. Condițional, pentru comoditate
calcul aerodinamic, pierdere
presiune în local
rezistenţele sunt considerate concentrate.

Pierderi
presiunea in rezistenta locala
determinat
conform formulei

(7)

Unde
–
coeficientul de rezistență local
(de obicei,
în unele cazuri există
valoare negativă, la calcul
ar trebui să
ia in calcul semnul).

Raportul se referă la
la viteza maxima
în secţiunea îngustă a secţiunii sau a vitezei
in sectiune
secțiune cu un debit mai mic (într-un T).
În tabele
coeficienții de rezistență locali
indică la ce viteză se referă.

Pierderi
presiunea in rezistentele locale
complot, z,
calculate prin formula

(8)

Unde

- suma
coeficienții de rezistență locali
Locația activată.

Sunt comune
pierderea de presiune în secțiunea conductei
lungime,
m, în prezența rezistențelor locale:

(9)

Unde
– pierderi
presiune pe 1 m de lungime a conductei;

– pierderi
presiunea in rezistentele locale
site-ul.