-
Особливості аеродинамічного розрахунку
малошвидкісних СВ
Аеродинамічний розрахунок СВ складається з двох етапів: розрахунку ділянок магістралі системи; розрахунку відгалужень від магістралі і ув’язання втрат тиску в них.
Розрахунок виконують у такій послідовності:
1. Визначають довжину окремих ділянок системи (з точністю до 0,1 м) і витрату повітряного потоку в них, починаючи з периферійних ділянок системи.
2. Вибирають основний напрямок – магістраль системи. Виявляють найбільш протяжений ланцюжок послідовно поєднаних ділянок із найбільшими витратами повітря. Фіксують устатковання (обладнання), агрегати і елементи, в яких відбуваються втрати тиску: повітрозабір, послідовно поєднане устатковання і агрегати повітроготувальника, повітророзподільник тощо.
3. Нумерують ділянки магістралі. Нумерацію починають від ділянки з найменшою витратою повітря. Номер, витрату і довжину кожної наступної послідовно поєднаної ділянки магістралі заносять в таблицю аеродинамічного розрахунку (табл. 11.6). Потім нумерують ділянки відгалужень від магістралі.
4. Орієнтуючись на рекомендовані швидкості повітря (табл. 11.4, 11.5) і потрібні витрати повітря, по номограмах (рис.11.1, 11.2) або таблицях [3] визначають розміри поперечного перерізу повітропроводів і фактичну швидкість руху повітря в них, а також питомі втрати тиску на подолання опору тертя R, Па/м.
Втрати тиску в ділянці системи на долання опору тертя обраховують за формулою
,
Па (11.14)
де
– поправний
коефіцієнт на температуру повітря,
табл. 11.6.
5.
Визначають суму коефіцієнтів місцевих
опорів розрахункової ділянки
, скориставшись рекомендаціями
літературних джерел (табл.12.18...12.49
[3],
табл. 4.49-4.55 [5],
табл. 9.3 [8]).
Якщо
рекомендований табличний коефіцієнт
відноситься не до швидкості на
розрахунковій ділянці,
то його значення необхідно уточнити,
зробивши перерахунок за формулою
, (11.15)
де
- таблична величина місцевого опору;
– швидкості повітря які використовують
для визначення
;
– дійсна швидкість повітря в розрахунковій
ділянці.
6. Визначають втрати тиску в місцевих опорах розрахункової ділянки за формулою:
, Па (11.16)
де
– поправний коефіцієнт на температуру
повітря, табл. 11.6
Таблиця 11.6
Значення поправних коефіцієнтів на температуру повітря [9]
|
Температура повітряного потоку, оС |
Поправні коефіцієнти |
Температура повітряного потоку, оС |
Поправні коефіцієнти |
||
|
|
|
|
|
||
|
-30 |
1,15 |
1,20 |
30 |
0,98 |
0,97 |
|
-20 |
1,12 |
1,16 |
40 |
0,95 |
0,94 |
|
-10 |
1,09 |
1,11 |
50 |
0,93 |
0,91 |
|
0 |
1,05 |
1,07 |
60 |
0,91 |
0,88 |
|
10 |
1,02 |
1,03 |
70 |
0,89 |
0,86 |
|
20 |
1,00 |
1,00 |
80 |
0,87 |
0,83 |
7. Визначають втрати тиску в розрахунковій ділянці системи
,
Па. (11.17)
8. Визначають втрати тиску в магістралі системи (як суму втрат тиску в послідовно поєднаних ділянках цієї магістралі)
, Па.
9. Втрати тиску в СВ рівні сумі втрати тиску в магістралі системи і в повітро- готувальному та іншому вентиляційному устаткованні, тобто
, (11.17)
де
-
сумарні втрати тиску при перетіканні
повітряного потоку через устатковання,
Па; 1,1 – підвищувальний коефіцієнт на
невраховані втрати тиску в магістралі
системи.
10. Виконують аеродинамічний розрахунок відгалужень від вузлових точок магістралі СВ із забезпеченням ув’язання втрат тиску в них.
Методика розрахунку відгалужень аналогічна розрахунку ділянок магістралі. Відмінність лише в тому, що при розрахунку відгалуження наперед відомі втрати тиску в ньому. Втрати тиску у відгалуженні повинні бути рівні тиску у вузловій точці відгалуження (трійнику, хрестовині), з допускним відхиленням в межах ± 10%. Розрізняють прості (з однієї ділянки) і складні (з декількох ділянок) відгалуження. Найперше розраховують магістраль складного відгалуження, добиваючись тієї умови, щоби втрати тиску у послідовно поєднаних ділянках цієї магістралі були рівними наявному тиску у вузловій точці відгалуження.
Якщо в результаті
розрахунку втрати тиску у відгалуженні
відрізняються від наявного тиску у
вузловій точці, то при збереженні витрати
у відгалуженні, шукають новий діаметр
відгалуження
(замість попередньо прийнятого
),
за формулою
. (11.18)
Звідки
.
Нормалізовані розміри круглих і прямокутних сталевих повітропроводів вказані, відповідно, в додатках (13.1 і 13.2).
Аеродинамічний розрахунок трубопроводів СВ виконують переважно в табличному вигляді.
В СВ зазвичай застосовують повітропроводи нормалізованих розмірів, які можуть відрізнятись від визначених розрахунком. В цьому випадку витрати повітряних потоків по відгалуженнях перерозподіляються, в результаті чого можуть змінитися проєктні вимоги. Для запобігання цього (якщо неможливо добитися ув’язання втрат тиску зміною діаметра) потрібно передбачати додатковий місцевий опір у вигляді шайби, прикритої засувки (шибера), клапана регулювання витрати тощо. Найоптимальнішого ув’язання втрат тиску у відгалуженні, за відсутності в повітрі твердих домішків, можна досягти діафрагмою (табл. 11.7) визначивши величину її коефіцієнта місцевого опору
, (11.8)
де
– різниця тиску у вузловій точці (
)
і фактичних втрат тиску у відгалуженні
(
),
Па ;
– швидкість повітряного потоку у
відгалуженні, м/с.
Таблиця 11.7