9. Аэродинамический расчет вентиляционных систем.
Расчет приточных и вытяжных систем воздуховодов сводится к определению размеров поперечного сечения каналов, их сопротивления движению воздуха и увязки напора параллельных соединений.
Расчет потерь напора проведем методом удельных потерь напора на трение. Аэродинамический расчет состоит из двух этапов:
- расчет участков основного магистрального направления;
- увязка участков системы.
Последовательность расчета
Строится аксонометрическая схема вентиляционной системы.
Разбивается схема на участки и выбираем основное (магистральное) направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных участков.
Ориентируясь на табл. 12.2, 12.8 [13] определяем размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали.
О
риентированную
величину площади поперечного сечения
определяем по формуле:
F0 = (9.1)
где L – расчетный расход воздуха на участке, м3/ч;
ν0 – оптимальная скорость движения воздуха на участке, м/с.
Определим эквивалентные диаметры воздуховодов по каждому участку магистрали по формуле:
dэкв = 2a*b/(a+b) (9.2)
где а, в – размеры прямоугольного воздуховода, мм.
Определим фактическую скорость Vфр с учетом площади сечения Fст стандартного воздуховода по формуле:
Vфр = L/3600*Fст (9.3)
По значениям dэкв и Vфр по таблице 12.17 [13] определяем значения удельных потерь давления на трение R.
Вводится
поправочный коэффициент m,
учитывающий шероховатость стенок
канала по табл. 12.13 [13].Выбираются коэффициенты местных сопротивлений и просчитывается их сумма ∑ζ по участкам. Результат расчетов сводят в таблицу.
По таблице 12.17 [13] для соответствующих скоростей по участкам находим динамическое давление:
Рд
=
(9.4)
Рассчитываются полные потери по участкам
Rст + Z = Rст + ∑ζ Рд (9.5)
Определяется величина требуемого напора вентилятора для систем с механическим побуждением, для этого суммируем сопротивления на всех участках магистрали.
Проводится увязка ответвлений. Сопротивления на всех параллельных участках должны быть равны (невязка не более 10%). Если невязка превышает заданное значение, то ставится диаграмма.
Аэродинамический расчет притока.
Для помещений с большим расходом приточного воздуха производится расчет равномерной раздачи воздуха.
Расчет сведен в таблицу 8.
№ |
Расход воздуха |
Длина участка |
Размеры воздуховода |
Скорость воздуха |
Потери напора |
Коэффицент шероховатости m |
Потери на трение |
Сумма коэф местн.сопротивлений |
Динамич давление |
Потери на местн. сопротивл |
Потери давления на участке |
Сумма потерь давления |
|||
сечение |
площадь сечения |
эквивалентный диаметр |
|||||||||||||
1-2 |
71,55 |
1 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
1 |
0,04 |
1,11 |
0,04573 |
1,8 |
0,2 |
0,36 |
0,405732 |
0,40573 |
|
2-3 |
223,43 |
6,1 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
2 |
0,28 |
1,11 |
1,90942 |
0,16 |
1,9 |
0,304 |
2,213422 |
2,61915 |
|
3-4 |
540,95 |
6,5 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
5 |
1,4 |
1,11 |
10,101 |
1,3 |
12,1 |
15,73 |
25,831 |
28,4502 |
|
4-5 |
1004,27 |
5 |
220x250 |
0,055 |
234 |
5 |
1,2 |
1,33 |
7,98 |
1,31 |
15 |
19,65 |
27,63 |
56,0802 |
|
5-6 |
1641,7 |
11,5 |
250x400 |
0,1 |
307,6 |
5 |
0,74 |
1 |
8,51 |
0,3 |
12,1 |
3,63 |
12,14 |
68,2202 |
|
6-7 |
16875,5 |
10 |
800x1200 |
0,96 |
960 |
5 |
0,2 |
1 |
2 |
0,65 |
15 |
9,75 |
11,75 |
79,9702 |
|
7-8 |
30313,9 |
1 |
1250x1600 |
2 |
1403,5 |
4 |
0,13 |
1 |
0,13 |
1,69 |
12,1 |
20,449 |
20,579 |
100,549 |
|
9-10 |
30313,9 |
вентилятор и приточная камера |
|||||||||||||
10-11 |
30313,9 |
4 |
1250x1600 |
2 |
1403,5 |
4 |
0,13 |
1 |
0,13 |
1,8 |
12,1 |
21,78 |
21,91 |
122,459 |
|
12-13 |
172 |
1,5 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
1 |
0,27 |
1,11 |
0,44456 |
0,22 |
1,2 |
0,264 |
0,708555 |
123,168 |
|
13-14 |
497,2 |
3 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
4 |
1,2 |
1,11 |
3,996 |
1,35 |
9,8 |
13,23 |
17,226 |
140,394 |
|
14-15 |
653,82 |
4,5 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
5 |
1,75 |
1,11 |
8,74125 |
1,57 |
15 |
23,55 |
32,29125 |
172,685 |
|
15-16 |
973,8 |
9 |
220x250 |
0,055 |
234 |
5 |
1,2 |
1,13 |
12,204 |
1,8 |
15 |
27 |
39,204 |
211,889 |
|
16-8 |
13442,8 |
15 |
650x420 |
0,75 |
510,2 |
5 |
0,51 |
1 |
7,65 |
0,16 |
15 |
2,4 |
10,05 |
221,939 |
|
17-18 |
320 |
5 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
3 |
0,75 |
1,11 |
4,1625 |
1,09 |
5,4 |
5,886 |
10,0485 |
231,987 |
|
18-19 |
640 |
3 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
5 |
1,75 |
1,11 |
5,8275 |
1,8 |
15 |
27 |
32,8275 |
264,815 |
|
19-20 |
1177,8 |
3 |
420x150 |
0,063 |
221 |
5 |
1,2 |
1,13 |
4,068 |
0,16 |
15 |
2,4 |
6,468 |
271,283 |
|
20-7 |
12793,8 |
21 |
650x420 |
0,75 |
510,2 |
5 |
0,51 |
1 |
10,71 |
1,09 |
15 |
16,35 |
27,06 |
298,343 |
|
21-22 |
320 |
3 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
3 |
0,75 |
1,11 |
2,4975 |
1,8 |
5,4 |
9,72 |
12,2175 |
310,56 |
|
22-6 |
640 |
15 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
5 |
1,75 |
1,11 |
29,1375 |
0,58 |
15 |
8,7 |
37,8375 |
348,398 |
|
Коэффициенты местных сопротивлений приточной камеры.
Таблица 9 .
№ |
Вид сопротивления |
ξ |
Σξ |
1-2 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
2-3 |
Отвод 90 |
0,16 |
0,16 |
4-5 |
Тройник в ответвление |
1,3 |
1,3 |
5-6 |
Отвод 90 |
0,41 |
1,31 |
Тройник на прямой проход |
0,9 |
||
6-7 |
Тройник в ответвление |
0,3 |
0,3 |
7-8 |
Тройник в ответвление |
0,65 |
0,65 |
10-11 |
Отвод 90 |
0,49 |
1,69 |
Решетка |
1,2 |
||
12-13 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
15-16 |
Отвод 90 |
0,22 |
0,22 |
16-8 |
Отвод 90 |
0,45 |
1,35 |
Тройник на прямой проход |
0,2 |
||
Отвод 90 |
0,45 |
||
Тройник в ответвление |
0,25 |
||
17-18 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
19-20 |
Отвод 90 |
0,16 |
0,16 |
20-7 |
Тройник в ответвление |
0,45 |
1,09 |
Тройник на прямой проход |
0,1 |
||
Отвод 90 |
0,16 |
||
Отвод 90 |
0,16 |
||
Тройник на прямой проход |
0,22 |
||
21-22 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
22-6 |
Тройник в ответвление |
0,31 |
0,58 |
Тройник в ответвление |
0,27 |
Произведем увязку ответвлений. Сопротивления на всех параллельных ответвлениях.
(9.6).
Невязка должна составлять не более 10 %.
Невязка
=
Невязка
=
Аэродинамический расчет притока.
№ |
Расход воздуха |
Длина участка |
Размеры воздуховода |
Скорость воздуха |
Потери напора |
коэффицент шероховатости |
Потери на трение |
Сумма коэф. местн. сопротивлений |
Динамическое давление |
Потери на местн сопротивл |
Потери давления на участке |
Сумма потерь давления |
||
сечение |
площадь сечения |
эквивалентный диаметр |
||||||||||||
1 2 |
12663 |
2 |
650x420 |
0,75 |
510,2 |
5 |
0,5 |
1,3 |
1,3 |
1,8 |
15 |
27 |
28,3 |
28,3 |
2 3 |
26206 |
17 |
1250x1250 |
1,56 |
1250 |
5 |
0,145 |
1 |
2,465 |
3,85 |
15 |
57,75 |
60,215 |
88,51 |
№ |
Вид сопротивления |
ξ |
Σξ |
1 2 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
2 3 |
Тройник в ответвление |
1,3 |
3,85 |
Отвод 90 |
1,2 |
||
Отвод 90 |
1,35 |
Аэродинамический расчет вытяжки.
Расчет сведен в таблицу 10.
Таблица 10
Аэродинамический расчет вытяжки.
№ |
Расход воздуха |
Длина участка |
Размеры воздуховода |
Скорость воздуха |
Потери напора |
коэффицент шероховатости |
Потери на трение |
Сумма коэф. местн. сопротивлений |
Динамическое давление |
Потери на местн сопротивл |
Потери давления на участке |
Сумма потерь давления |
||
сечение |
площадь сечения |
эквивалентный диаметр |
||||||||||||
1-2 |
295 |
1 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
2 |
0,5 |
1,1 |
0,55 |
1,8 |
1,9 |
3,42 |
3,97 |
3,97 |
2-3 |
612 |
6 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
5 |
1,69 |
1,1 |
11,154 |
0,16 |
15 |
2,4 |
13,554 |
17,524 |
3-4 |
932 |
8 |
220x250 |
0,055 |
234 |
5 |
0,9 |
1,1 |
7,92 |
|
15 |
15 |
22,92 |
40,444 |
4-5 |
1155 |
1,5 |
420x150 |
0,063 |
221 |
5 |
1,2 |
1,3 |
2,34 |
1,3 |
15 |
19,5 |
21,84 |
62,284 |
5-6 |
1570 |
18 |
250x400 |
0,1 |
307,6 |
4 |
0,75 |
1,3 |
17,55 |
1,61 |
9,6 |
15,456 |
33,006 |
95,29 |
7-8 |
118 |
0,5 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
1 |
0,08 |
1,1 |
0,044 |
0,65 |
0,2 |
0,13 |
0,174 |
95,464 |
8-9 |
165 |
2 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
1 |
0,18 |
1,1 |
0,396 |
|
1,2 |
1,2 |
1,596 |
97,06 |
9-10 |
212 |
4 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
2 |
0,28 |
1,1 |
1,232 |
|
1,9 |
1,9 |
3,132 |
100,192 |
10-5 |
415 |
8 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
3 |
0,9 |
1,1 |
7,92 |
0,49 |
7,3 |
3,577 |
11,497 |
111,689 |
11-12 |
462 |
1 |
220x150 |
0,033 |
178,3 |
4 |
1,1 |
1,1 |
1,21 |
1,35 |
9,6 |
12,96 |
14,17 |
125,859 |
12-13 |
14177 |
3 |
650x420 |
0,75 |
510,2 |
5 |
0,5 |
1,3 |
1,95 |
1,35 |
15 |
20,25 |
22,2 |
148,059 |
13-6 |
26887 |
10 |
1250x1250 |
1,56 |
1250 |
5 |
0,15 |
1 |
1,45 |
|
15 |
15 |
16,45 |
164,509 |
Коэффициенты местных сопротивлений приточной камеры.
Таблица 11.
№ |
Вид сопротивлени |
ξ |
Σξ |
1-2 |
Решетка |
1,8 |
1,8 |
2-3 |
Отвод 90 |
0,16 |
0,16 |
4- 5 |
Тройник в ответвление |
1,3 |
1,3 |
5-6 |
Отвод 90 |
0,41 |
1,61 |
Отвод 90 |
0,9 |
||
Отвод 90 |
0,3 |
||
7-8 |
Решетка |
0,65 |
0,65 |
10-5 |
Тройник в ответвление |
0,49 |
0,49 |
10-11 |
Отвод 90 |
1,2 |
1,2 |
11-12 |
Отвод 90 |
1,35 |
1,35 |
12-13 |
Отвод 90 |
1,35 |
1,35 |