9.14. Порядок расчета и подбора диафрагм

Если на ответвлениях системы 2'-2 или 7'-7 не удается изменением диаметра обеспечить невязку в 10% (178), то в этом случае на ответвлении около узла 2 или 7 устанавливается диафрагма.

Диафрагма – пластина, в которой имеется отверстие сечением меньшим, чем сечение канала. Ее устанавливают во фланцевых соединениях (для круглых воздуховодов – шайба, для прямоугольных – лист, перекрывающий размер а)(рис.54).

Рис.54

1. Определяется сопротивление, которое требуется погасить диафрагмой

∆Р_диаф = ∆Р_{уч.маг. 1-2} – ∆Р_{2'-2 отв} . (180)

2. Определяется коэффициент местного сопротивления диафрагмы

. (181)

3. В справочной литературе приведены таблицы соотношений коэффициентов местных сопротивлений и площадей поперечных сечений диафрагм и канала:

ξ_диаф = f (f/F);

. (182)

Дроссель-клапаны и шиберы

Рис. 55

Дроссель-клапаны определяются по углу поворота пластины внутри воздуховода. В справочной литературе даны коэффициенты местных сопротивлений ξ в зависимости от угла поворота α.

Для шиберов коэффициенты местных сопротивлений ξ заданы в зависимости от соотношения площадей ξ = f (f/F).

9.15. Расчет и подбор вентиляторов

Вентиляторы подбираются по характеристикам, приведенным в паспортах, или по унифицированным характеристикам, приведенным в справочной литературе.

Рабочая точка, характеризующая работу вентилятора в данной сети, является пересечением характеристики сети с характеристикой вентилятора.

Из всех типов, подходящих к установке вентилятором, выбирается тот, который имеет больший КПД.

Для воздуховодов, изготовленных из металла или асбесто-цементных плит, количество воздуха, перемещаемого вентилятором определяется по выражению:

L_вент = k_подс · L_сист, (183)

где k_подс – коэффициент, учитывающий подсосы воздуха через неплотности соединений.

Для систем, суммарной длиной ∑l ≤ 50 м, k_подс = 1,1; для систем, суммарной длиной ∑l > 50 м, k_подс = 1,15. Для систем или каналов, изготовленных из других строительных материалов, k_подс = 1,15, независимо от длины.

Насосы и вентиляторы подбираются по 2-м характеристикам L_вент и

∆ Р_вент = 1,1·∆Р_с, (184)

Мощность, потребляемая вентилятором, рассчитывается по выражению

, (185)

где η_п – КПД передачи, η_п = 0,95 при клиноременной передаче, η_п = 1,0 – на одном валу с электродвигателем;

η_в – КПД вентилятора в данной сети.

Установочная мощность с учетом пускового момента определяется по зависимости:

N_уст = k_пуск · N_вент . (186)

9.16. Аэродинамический расчет гравитационных (естественных) систем вентиляции

Основной отличительной особенностью аэродинамического расчета гравитационных систем является ограничение их сопротивления располагаемым давлением на соответствующем уровне.

Аэродинамический расчет начинается с определения располагаемого давления верхнего уровня. Оно определяется по выражению:

Р_р = Н (γ_н – γ_в), (187)

где Н – высота от среза вытяжной шахты до центра отверстия соответствующего уровня, м;

γ_н – удельный вес, Н/м³, определяемый по зависимости:

. (188)

Гравитационные системы рассчитываются по средней температуре за годовой период t_н = +5°С

Внутренняя температура принимается по средней температуре помещения соответствующего уровня.

Рис. 56

Порядок расчета

1. На аксонометрической схеме системы проставляются расходы и длины всех участков, начиная с верхнего уровня.

2. Производят нумерацию участков последовательно по каждому уровню, начиная с магистрального направления самого верхнего уровня.

3. Определяется располагаемое давление самого верхнего уровня по формуле (187), с высотой третьего уровня Н₃:

Р_р3 = Н₃ (γ_н – γ_в).

4. По аналогии с аэродинамическим расчетом механических систем вентиляции производят расчет сечений и потерь давлений каждого участка магистрального направления верхнего уровня (т.к. он имеет самое маленькое располагаемое давление), но при соответствующей допустимой скорости на участках гравитационной системы; расчет выполняется для самого невыгодного с аэродинамической точки зрения участка (Р_{р min}) магистрального направления верхнего уровня учитывая при этом что потери давления на магистральном направлении ограничены располагаемым давлением данного уровня.

5. Для круглых воздуховодов по значению расходов на участках и принятому диаметру определяются расчетные скорости на участках υ_р, удельные потери давления на трение R, динамическое давление Р_дин и при необходимости коэффициент относительной шероховатости β_ш. Для прямоугольных воздуховодов по значению расчетной скорости и эквивалентному диаметру стандартного сечения находят R, Р_дин, β_ш.

6. По определенным значениям коэффициентов местных сопротивлений на участке и динамическому давлению находят по формуле 172 потери давления в местных сопротивлениях, обозначив :

Z = ∑ξ · Р_дин.

7. По значению потерь давления на трение и в местных сопротивлениях определяют потери давления на участке 1-5 рис.56:

.

8. Потери давления на участке 1-5 должны находятся в пределах 5%-10% от располагаемого давления:

. (189)

Если данное неравенство не выполняется, то варьируют живым сечением регулируемой решетки (дроссель-клапан не ставят).

9. Нумеруют участки ответвлений верхнего уровня, начиная с самого нагруженного и удаленного ответвления, и для данного ответвления расчет повторяют с пункта 4 по пункт 8:

,

.

Участок 4-5 был определен в предыдущем расчете (см.п.7) и значения его характеристик принимаются из предыдущего расчета без изменений.

Рассчитав все ответвления верхнего уровня, переходят на следующий нижерасположенный уровень и расчет повторяют по пунктам 2-8 (рис.56):

Р_р2 = Н₂ (γ_н – γ_в);

;

.

Все участки, рассчитанные ранее, принимаются с теми же характеристиками без изменений, т.е. при расчете направления 9-7-8-4-5 варьировать можно только участком 9-7 (рис. 56).

Затем рассчитываются ответвления второго уровня, т.е. направление 10-3-4-5:

;

.

Далее аналогичным образом рассчитывается нижерасположенный уровень (1-ый этаж), начиная с магистрального направления этого уровня:

Р_р1 = Н₁ (γ_н – γ_в);

;

.

Потери давления на участке 1-2 не равны потерям давления на участке 11-2 из-за разницы в Н.

При расчетах магистральных направлений механических и гравитационных систем вентиляции значения сечений ответвлений неизвестны, поэтому значения ответвлений принимаются с последующим уточнением.