5. Аэродинамический расчет воздуховода и выбор вентилятора.
Подача вентиляторов принимается по значению расчетного воздухообмена с учетом подсосов воздуха в воздуховодах. Т.к. подача воздуха в помещение будет осуществляться по двум независимым ветвям воздуховода, то будем рассчитывать одну ветвь, приняв в ней объем воздуха равный половине расчетного [2]
,
(4.1)
где kП=1.15 – поправочный коэффициент на подсосы воздуха в воздуховодах;
t=-27 °C – температура воздуха, проходящего через вентилятор;
tВ=3 °С – температура воздух внутри помещения.
Подача одного вентилятора
м3/ч
Полное расчетное давление, которое должен развивать вентилятор определяется по формуле [2]
,
(4.2)
где 1.1 – запас давления на непредвиденные сопротивления;
– потери давления
на трение и в местных сопротивлениях в
наиболее протяженной ветви вентиляционной
сети, Па;
R – удельная потеря давления на трение, Па/м;
l – длина участка воздуховода, м;
– потеря давления
в местных сопротивлениях участка
воздуховода, Па;
v – скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;
r – плотность воздуха в трубопроводе, кг/м3;
РДВЫХ – динамическое давление на выходе из сети, Па;
РК – сопротивление калориферов, Па.
Подача воздуха в помещение будет осуществляться двумя параллельными вентиляторами по двум воздуховодам, поэтому расход воздуха в каждом ответвлении будет равен четверти от расчетного
Q=14194 м3/ч .
Приняв скорость движения воздуха на участке №1 равной 13 м/с, а на участке №3 – 9 м/с, диаметры воздуховодов определяются по формуле [2]
,
(4.3)
м,
м.
При помощи номограммы определяются потери давления на трение в наиболее протяженной ветви вентиляционной сети (участок 1-3) [2].
Для участка №1
d1=0.879 м и v1=13 м/с R1=1.62 Па/м
Коэффициенты местных сопротивлений z для участка №1 элементов проточной системы [2]
– жалюзийная решетка на входе с поворотом потока z=2;
– диффузор вентилятора z=0.15;
– 3 колена под углом 90° круглого сечения z=3×1.1=3.3;
– отвод круглого сечения под углом 90° z=0.15.
Коэффициенты местных сопротивлений z для участка №3 элементов проточной системы [2]
– внезапное сужение сечения (F2/F1=d22/d12=0.7472/0.8792=0.722) z=0.2;
– колено под углом 90° круглого сечения z=1.1;
– 24 выходных отверстий (v0/v3=0.667) z=24×1.25=30.
Бланк расчета системы вентиляции Таблица 1
|
№ уч. |
QB м3/ч |
l, м |
v,м/с |
d, м |
R Па/м |
R×l Па |
|
РД Па |
Z, Па |
R×l+Z Па |
|
1 |
28388 |
9.21 |
13 |
0.879 |
1.62 |
14.92 |
5.6 |
100 |
560 |
574.92 |
|
3 |
14194 |
62.18 |
9 |
0.747 |
0.98 |
60.9 |
31.3 |
50 |
175 |
235.9 |
Общая потеря давления в воздуховоде определяется путем суммирования потерь на всех его участках
Па.
Равномерное распределение приточного воздуха по длине вентилируемого помещения при помощи магистрального воздуховода постоянного сечения обеспечивается за счет различных по площади его воздуховыпускных отверстий. Подача воздуха производится по двум воздуховодам. Сначала рассчитывается диаметр наиболее удаленного от вентилятора отверстия по формуле [2]
,
(4.4)
где Q3=14194 м3/ч – расход воздуха в воздуховоде;
n=24 – число отверстий;
v=6 м/с – скорость воздуха на выходе из отверстия.
Число отверстий в воздуховоде должно удовлетворять неравенству [2]
(4.5)
Неравенство (4.6) верно, следовательно число отверстий выбрано верно.
м2
Площадь i-го отверстия находится по формуле [2]
,
(4.6)
Коэффициент А определяется по формуле [2]
,
(4.7)
где m»0.65 – коэффициент расхода;
Результаты расчетов заносим в таблицу 2.
F=p×d32/4=0.438 м2 – площадь сечения воздуховода.
Динамическое давление воздуха на выходе из сети
Па
Сопротивление калориферной установки КВБ №10 при массовой скорости воздуха 8.83 кг/(с×м2) равно РКУ = 60 Па.
Полное расчетное давление
Па
По данным условиям по диаграмме подбираем вентилятор Ц4–70, для которого А=8000, КПД вентилятора hВ=0.79, частота вращения вентилятора n=8000/10=800 об/мин.
Таблица 2
|
i |
Ai |
fi |
i |
Ai |
fi |
|
2 |
1 |
0.0274 |
14 |
1.17745 |
0.03224 |
|
3 |
1.003 |
0.02747 |
15 |
1.21556 |
0.03328 |
|
4 |
1.0075 |
0.02759 |
16 |
1.26093 |
0.03452 |
|
5 |
1.0134 |
0.02775 |
17 |
1.31552 |
0.03602 |
|
6 |
1.02127 |
0.02796 |
18 |
1.38222 |
0.03785 |
|
7 |
1.03107 |
0.02823 |
19 |
1.46538 |
0.04012 |
|
8 |
1.04303 |
0.02856 |
20 |
1.57197 |
0.04304 |
|
9 |
1.05735 |
0.02895 |
21 |
1.71407 |
0.04693 |
|
10 |
1.07432 |
0.02942 |
22 |
1.91477 |
0.05243 |
|
11 |
1.09429 |
0.02996 |
23 |
2.22585 |
0.06094 |
|
12 |
1.11771 |
0.0306 |
24 |
2.79911 |
0.07664 |
|
13 |
1.14517 |
0.03136 |
|
|
|
Приняв клиноременную передачу на вентиляторе, определяем требуемую мощность двигателя по формуле [2]
(4.8)
Требуемая мощность двигателя (кВт)
Коэффициент запаса мощности kЗ=1.1 [2].
Мощность электродвигателя
кВт
По каталогу подбираем асинхронный двигатель 4АК160S4Y3 мощностью N=11 кВт с частотой вращения 1500 об/мин.