Cơ bản về tính toán khí động học của ống dẫn khí. Tuyển chọn người hâm mộ

Giai đoạn một

Điều này bao gồm tính toán khí động học của hệ thống điều hòa không khí hoặc thông gió cơ học, bao gồm một số hoạt động tuần tự. Một sơ đồ phối cảnh được vẽ, bao gồm thông gió: cả cấp và thải, và được chuẩn bị để tính toán.

Kích thước của diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn khí được xác định tùy thuộc vào loại của chúng: hình tròn hoặc hình chữ nhật.

Lược đồ hình thành

Đề án được vẽ dưới dạng axonometry với tỷ lệ 1: 100. Nó chỉ ra các điểm có thiết bị thông gió được định vị và lượng không khí tiêu thụ đi qua chúng.

Khi xây dựng đường cao tốc, bạn nên chú ý đến hệ thống đang được thiết kế: cấp hay xả

Cung cấp

Ở đây đường tính toán được xây dựng từ nhà phân phối không khí ở xa nhất với mức tiêu thụ cao nhất. Nó đi qua các yếu tố cung cấp như ống dẫn khí và bộ phận thông gió đến nơi lấy không khí. Nếu hệ thống phải phục vụ nhiều tầng, thì bộ phân phối không khí được đặt ở tầng cuối cùng.

thoát ra

Một đường được xây dựng từ thiết bị thoát khí ở xa nhất, tiêu thụ lưu lượng không khí tối đa, qua đường chính đến nơi lắp đặt máy hút mùi và xa hơn đến trục mà không khí được thoát ra ngoài.

Nếu thông gió được lên kế hoạch cho nhiều tầng và việc lắp đặt máy hút mùi được đặt trên mái nhà hoặc tầng áp mái, thì dòng tính toán nên bắt đầu với thiết bị phân phối không khí của tầng thấp nhất hoặc tầng hầm, cũng được bao gồm trong hệ thống. Nếu lắp đặt máy hút mùi ở tầng hầm thì từ thiết bị phân phối khí của tầng cuối cùng.

Toàn bộ dây chuyền tính toán được chia thành các đoạn, mỗi đoạn là một đoạn của ống dẫn với các đặc điểm sau:

• ống gió có cùng kích thước tiết diện;
• từ một vật liệu;
• với mức tiêu thụ không khí không đổi.

Bước tiếp theo là đánh số các phân đoạn. Nó bắt đầu với thiết bị xả hoặc bộ phân phối không khí ở xa nhất, mỗi thiết bị được gán một số riêng biệt. Hướng chính - đường cao tốc được vạch dày đặc.

Hơn nữa, trên cơ sở sơ đồ axonometric cho mỗi đoạn, chiều dài của nó được xác định, có tính đến quy mô và lượng tiêu thụ không khí. Giá trị sau là tổng tất cả các giá trị của lưu lượng không khí tiêu thụ chảy qua các nhánh tiếp giáp với đường cao tốc. Giá trị của chỉ số, thu được do tổng hợp tuần tự, nên tăng dần.

Xác định các giá trị kích thước của phần ống dẫn khí

Được sản xuất dựa trên các chỉ số như:

• tiêu thụ không khí trong phân khúc;
• Các giá trị khuyến nghị quy chuẩn cho tốc độ của dòng không khí là: trên đường cao tốc - 6m / s, trong các mỏ nơi không khí được lấy vào - 5m / s.

Giá trị kích thước sơ bộ của ống dẫn được tính toán trên phân đoạn, được rút gọn theo tiêu chuẩn gần nhất. Nếu một ống dẫn hình chữ nhật được chọn, thì các giá trị được chọn dựa trên kích thước của các cạnh, tỷ lệ giữa chúng là không nhiều hơn 1 đến 3.

Dữ liệu ban đầu để tính toán

Khi sơ đồ của hệ thống thông gió được biết, kích thước của tất cả các ống dẫn khí được chọn và thiết bị bổ sung được xác định, sơ đồ được mô tả trong một phép chiếu đẳng áp trực diện, tức là phép đo trục. Nếu nó được thực hiện theo các tiêu chuẩn hiện hành, thì tất cả các thông tin cần thiết cho việc tính toán sẽ hiển thị trên các bản vẽ (hoặc phác thảo).

1. Sử dụng sơ đồ mặt bằng, bạn có thể xác định chiều dài của các phần ngang của ống dẫn khí. Nếu trên biểu đồ axonometric có đánh dấu độ cao mà các kênh đi qua, thì chiều dài của các phần nằm ngang cũng sẽ được biết đến.Nếu không, các phần của tòa nhà có các tuyến ống dẫn khí đã được lắp đặt sẽ được yêu cầu. Và trong trường hợp cực đoan, khi không có đủ thông tin, các độ dài này sẽ phải được xác định bằng cách sử dụng các phép đo tại địa điểm lắp đặt.
2. Sơ đồ phải hiển thị với sự trợ giúp của các ký hiệu tất cả các thiết bị bổ sung được lắp đặt trong các kênh. Đây có thể là màng ngăn, bộ giảm chấn động cơ, bộ giảm chấn lửa, cũng như các thiết bị phân phối hoặc hút không khí (lưới, tấm, ô, bộ khuếch tán). Mỗi đơn vị của thiết bị này tạo ra lực cản trên đường đi của dòng không khí, điều này phải được tính đến trong tính toán.
3. Phù hợp với các quy định trên sơ đồ, gần các hình ảnh điều kiện của ống dẫn khí, tốc độ dòng khí và kích thước của các kênh phải được dán. Đây là các tham số xác định cho các tính toán.
4. Tất cả các yếu tố hình dạng và phân nhánh cũng phải được phản ánh trong sơ đồ.

Nếu một lược đồ như vậy không tồn tại trên giấy hoặc dưới dạng điện tử, thì bạn sẽ phải vẽ nó ít nhất trong một phiên bản nháp, bạn không thể làm mà không có nó trong tính toán.

2. Tính toán tổn thất ma sát

Lỗ vốn
năng lượng dòng chảy được tính toán tỷ lệ thuận
cái gọi là
đầu "động", độ lớn
pW2 / 2,
trong đó p là mật độ
không khí ở nhiệt độ dòng chảy
(xác định theo bảng (1)
và (2)), a
W
- tốc độ trong một phần cụ thể của đường bao
lưu thông không khí.

Mùa thu
áp suất không khí do hoạt động
tính toán ma sát
theo công thức Weisbach:

=

ở đâul
- chiều dài của phần của mạch tuần hoàn, m,
d_eq-tương đương
đường kính mặt cắt ngang,
m,

d_eqv=

-hệ số
lực cản ma sát.

Hệ số
Sức cản
ma sát được xác định bởi chế độ dòng khí
trong phần được xem xét của đường viền
lưu thông, hoặc giá trị
Tiêu chí Reynolds:

Lại=d_eq

ở đâu
Wid_eq
- tốc độ và đường kính tương đương
kênh
và
hệ số nhớt động học
không khí (xác định theo bảng
/1 và 2/,
m
/Với.

Nghĩa

cho các giá trịLạiv
khoảng thời gian 105
-108
(đã phát triển
sóng gió
giá trị) được xác định bằng công thức
Nikuradze:

=3,2
.
10-3—
0,231 .Lại-0,231

Hơn
chi tiết lựa chọn
có thể được lấy từ / 4 / và / 5 / B
/5/
một sơ đồ để tìm kiếm
giá trị
,
tạo điều kiện
các phép tính.
Các giá trị được tính toán
được thể hiện bằng pascal (Pa).

V
bảng 3 tóm tắt các giá trị của ban đầu
dữ liệu cho mỗi kênh
tốc độ, vận tốc,
chiều dài, mặt cắt ngang,
đường kính tương đương,
kích cỡ
Tiêu chí Reynolds, hệ số
Sức cản,
năng động
đầu và giá trị của các tổn thất được tính toán trên
ma sát.

						bàn số 3
số kênh (hình 5)	W, bệnh đa xơ cứng	F, m2	deq M	l, m	W2 / 2 H	Lại		, Bố
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

Tính toán
sức đề kháng ma sát trong các kênh lò

5.3.
Tổn thất "cục bộ"
- thuật ngữ này đề cập đến các khoản lỗ
năng lượng trong những
những nơi có luồng không khí đột ngột
mở rộng hoặc thu hẹp, trải qua
lượt, v.v.
V
có đủ chỗ như vậy cho lò thiết kế
nhiều - lò sưởi, lượt
kênh, mở rộng hoặc thu hẹp kênh
và vân vân.
Này
tổn thất được tính theo cách tương tự như chia sẻ
đầu năng động P=W2/2,
nhân lên
nó trên cái gọi là "hệ số
địa phương kháng chiến ”
:

Tổng
29.4Bố

_{địa phương}
=/2

Hệ số
địa phương kháng chiến được xác định
nhưng bảng / 1 / và / 5 / tùy thuộc vào loại
sức đề kháng cục bộ và tổng thể
đặc trưng. Ví dụ, trong
loại lò này điện trở cục bộ
thu hẹp đột ngột diễn ra
trong kênh 1-2 (xem Hình 7). Tỷ lệ phần
(hẹp đến rộng). Bởi
ứng dụng / 1 / tìm thấy
=0,25

= 160Pa,

Chắc chắn rồi
địa phương khác
lỗ vốn. Cần thiết
lưu ý rằng trong một số trường hợp địa phương
mất mát là do
hành động của hai loại điện trở cùng một lúc.
Ví dụ, có
đặt kênh và đồng thời
thay đổi trong mặt cắt ngang của nó (thu hẹp
hoặc phần mở rộng) nên được thực hiện
tính toán tổn thất cho
cả hai trường hợp và cộng các kết quả.
Kết quả tính toán tổn thất cục bộ
tóm tắt trong bảng 4

№	Một loại địa phương Sức cản	W, bệnh đa xơ cứng		Bố	Ghi chú.
	đột nhiên sự thắt chặt	43,4	0,125	160	Không. theo bảng
1-1	Xoay ở 90 °	25	1,5	318	~
2-3	làm tròn xoay	25	O,1	21,3	~
3	Khẩu độ trong lưu lượng (máy sưởi)	35,8	3,6	601	~
3-4	làm tròn xoay	21,7	0,28	44,8	~
4-1	Xoay ở 90 với phần mở rộng	28,9	0,85	241	~
4-1	đột nhiên sự thắt chặt	28,9	0,09	25,5	~

Tổng

= 1411,6 Pa

Tổng cộng
lỗ vốn:

= 30 + 1410 = 1440 Pa

Người hâm mộ
chọn theo tính năng
ly tâm

người hâm mộ
, có lẽ dành cho VRS loại số 10
(đang làm việc

bánh xe
đường kính 1000
mm).

Vì
màn biểu diễn 21,5
m3/Với
và áp suất cần thiết H> 1440

Cha ..
Chúng tôi nhận được: n=550
vòng / phút;

,5;
n_miệng
25
kw.

Đơn vị lái xe
quạt từ động cơ không đồng bộ,
sức mạnh 30
kW
loại
Công ty cổ phần
tại 720
vòng / phút,
thông qua bộ truyền động dây đai chữ V.

Giai đoạn hai

Tại đây, các chỉ số cản khí động học được tính toán. Sau khi chọn các phần tiêu chuẩn của ống dẫn khí, giá trị của vận tốc dòng khí trong hệ thống được xác định.

Tính toán tổn thất áp suất ma sát

Bước tiếp theo là xác định tổn thất áp suất ma sát cụ thể dựa trên dữ liệu dạng bảng hoặc biểu đồ. Trong một số trường hợp, máy tính có thể hữu ích để xác định các chỉ số dựa trên công thức cho phép bạn tính toán với sai số 0,5 phần trăm. Để tính toán tổng giá trị của chỉ số đặc trưng cho tổn thất áp suất trong toàn bộ phần, bạn cần nhân chỉ số cụ thể của nó với chiều dài. Hệ số hiệu chỉnh độ nhám cũng cần được tính đến ở giai đoạn này. Nó phụ thuộc vào độ nhám tuyệt đối của một vật liệu ống dẫn cụ thể, cũng như tốc độ.

Tính toán chỉ số áp suất động trên đoạn

Ở đây, một chỉ số đặc trưng cho áp suất động trong mỗi phần được xác định dựa trên các giá trị:

• tốc độ dòng khí trong hệ thống;
• mật độ khối lượng không khí trong điều kiện tiêu chuẩn, là 1,2 kg / m3.

Xác định giá trị điện trở cục bộ trong các mặt cắt

Chúng có thể được tính toán từ các hệ số trở lực cục bộ. Các giá trị thu được được tóm tắt dưới dạng bảng, bao gồm dữ liệu từ tất cả các phần và không chỉ các đoạn thẳng mà còn cả một số phần đã định hình. Tên của mỗi phần tử được nhập vào bảng, các giá trị tương ứng \ u200b \ u200 đặc tính của băng tần cũng được chỉ ra ở đó, qua đó hệ số trở lực cục bộ được xác định. Các chỉ số này có thể được tìm thấy trong các tài liệu tham khảo liên quan để lựa chọn thiết bị cho việc lắp đặt hệ thống thông gió.

Khi có một số lượng lớn các phần tử trong hệ thống hoặc trong trường hợp không có các giá trị nhất định của các hệ số, một chương trình được sử dụng cho phép bạn nhanh chóng thực hiện các thao tác rườm rà và tối ưu hóa tính toán nói chung. Tổng giá trị điện trở được định nghĩa là tổng các hệ số của tất cả các phần tử phân đoạn.

Tính toán tổn thất áp suất trên điện trở cục bộ

Sau khi tính toán tổng giá trị cuối cùng của chỉ số, họ tiến hành tính toán tổn thất áp suất trong các khu vực được phân tích. Sau khi tính toán tất cả các phân đoạn của đường dây chính, các con số thu được được tổng hợp lại và xác định tổng giá trị điện trở của hệ thống thông gió.

Tính toán ống dẫn khí cho hệ thống cấp và thoát khí của hệ thống thông gió cơ khí và tự nhiên

Khí động học
tính toán của ống dẫn khí thường giảm
để xác định kích thước của bề ngang của chúng
tiết diện,
cũng như tổn thất áp lực đối với cá nhân
âm mưu
và trong toàn bộ hệ thống. Có thể được xác định
chi phí
không khí cho các kích thước nhất định của ống dẫn khí
và chênh lệch áp suất đã biết trong hệ thống.

Tại
tính toán khí động học của ống dẫn khí
hệ thống thông gió thường bị bỏ quên
khả năng nén
chuyển động không khí và tận hưởng
giá trị quá áp, giả sử
cho một điều kiện
áp suất khí quyển bằng không.

Tại
chuyển động của không khí qua ống dẫn trong bất kỳ
ngang
mặt cắt ngang dòng chảy có ba loại
sức ép:
tĩnh,
năng động
và hoàn chỉnh.

tĩnh
sức ép
xác định tiềm năng
năng lượng 1 m3
không khí trong phần được xem xét (p_st
bằng áp suất lên thành ống dẫn).

năng động
sức ép
là động năng của dòng chảy,
liên quan đến 1 m3
không khí, xác định
theo công thức:

(1)

ở đâu
- Tỉ trọng
không khí, kg / m3;
- tốc độ, vận tốc
chuyển động của không khí trong mặt cắt, m / s.

Hoàn chỉnh
sức ép
bằng tổng của tĩnh và động
sức ép.

(2)

Theo truyền thống
khi tính toán mạng lưới ống dẫn, nó được sử dụng
thuật ngữ "mất mát
sức ép"
("lỗ vốn
năng lượng dòng chảy ”).

Lỗ vốn
áp suất (đầy đủ) trong hệ thống thông gió
được tạo thành từ tổn thất ma sát và
tổn thất ở địa phương
điện trở (xem: Sưởi ấm và
thông gió, phần 2.1 “Thông gió”
ed. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Lỗ vốn
áp suất ma sát được xác định bởi
công thức
Darcy:

(3)

ở đâu
- hệ số
lực cản ma sát, mà
tính theo công thức chung
ĐỊA NGỤC. Altshulya:

(4)

ở đâu
- Tiêu chí Reynolds; K - chiều cao
dự báo độ nhám (tuyệt đối
độ nhám).
tính toán tổn thất áp suất kỹ thuật
ma sát
,
Pa (kg / m2),
trong một ống dẫn khí có chiều dài /, m, được xác định
bằng cách diễn đạt

(5)

ở đâu
- lỗ vốn
áp suất trên 1 mm chiều dài ống dẫn,
Pa / m [kg / (m2
* m)].

Vì
các định nghĩa Rvẽ lên
bảng và hình ảnh chụp quang tuyến. Biểu đồ danh nghĩa (Hình.
1 và 2) được xây dựng cho các điều kiện: hình dạng phần
đường kính vòng tròn ống,
áp suất không khí 98 kPa (1 atm), nhiệt độ
20 ° C, độ nhám = 0,1 mm.

Vì
tính toán các ống dẫn khí và các kênh
các phần hình chữ nhật được sử dụng
bảng và hình ảnh
cho ống dẫn tròn, giới thiệu tại
điều này
đường kính tương đương của một hình chữ nhật
ống dẫn, trong đó mất áp suất
để xích mích trong
vòng
và hình chữ nhật
~
các ống dẫn khí bằng nhau.

V
thực hành thiết kế nhận được
Lây lan
ba loại đường kính tương đương:

■ theo tốc độ

tại
tốc độ ngang bằng

■ bởi
sự tiêu thụ

tại
chi phí vốn chủ sở hữu

■ bởi
diện tích mặt cắt ngang

nếu bằng nhau
các khu vực mặt cắt ngang

Tại
tính toán của ống dẫn khí với độ nhám
tường,
khác với cung cấp cho trong
bảng hoặc nomogram (K = OD mm),
sửa đổi
bảng giá trị của các khoản lỗ cụ thể
áp lực lên
ma sát:

(6)

ở đâu
- bảng
giá trị tổn thất áp suất riêng
để xảy ra xích mích;
- hệ số
có tính đến độ nhám của tường (Bảng 8.6).

Lỗ vốn
áp suất trong các điện trở cục bộ. V
nơi quay của ống dẫn, khi phân chia
và sáp nhập
chảy trong tees, khi thay đổi
kích thước
ống dẫn khí (mở rộng - trong bộ khuếch tán,
thắt chặt - trong bộ gây nhiễu), ở lối vào
ống dẫn khí hoặc
kênh đào và thoát ra khỏi nó, cũng như ở những nơi
cài đặt
thiết bị điều khiển (tiết lưu,
cổng, màng ngăn) có một sự sụt giảm
áp suất dòng chảy
không khí chuyển động. Trong chỉ định
những nơi đang diễn ra
tái cấu trúc các trường vận tốc không khí trong
ống dẫn khí và sự hình thành các vùng xoáy
ở các bức tường, được đi kèm với
mất năng lượng dòng chảy. sự liên kết
dòng chảy xảy ra ở một số khoảng cách
sau khi vượt qua
những nơi này. Có điều kiện, để thuận tiện
tính toán khí động học, tổn thất
áp lực ở địa phương
các điện trở được coi là tập trung.

Lỗ vốn
áp lực kháng chiến cục bộ
xác định
theo công thức

(7)

ở đâu
–
hệ số trở lực cục bộ
(thường xuyên,
trong một số trường hợp có
giá trị âm, khi tính toán
Nên
tính đến dấu hiệu).

Tỷ lệ đề cập đến
tốc độ cao nhất
trong phần hẹp của phần hoặc tốc độ
trong phần
phần có tốc độ dòng chảy thấp hơn (tính bằng điểm phát bóng).
Trong bảng
hệ số kháng cục bộ
cho biết nó đề cập đến tốc độ nào.

Lỗ vốn
áp lực trong điện trở cục bộ
âm mưu, z,
tính theo công thức

(8)

ở đâu

- Tổng
hệ số kháng cục bộ
Vị trí trên.

Là phổ biến
mất áp suất trong phần ống dẫn
chiều dài,
m, khi có điện trở cục bộ:

(9)

ở đâu
- lỗ vốn
áp suất trên 1 m chiều dài ống dẫn;

- lỗ vốn
áp lực trong điện trở cục bộ
Địa điểm.