7 Аеродинамічний розрахунок систем вентиляції

7.1 Загальні відомості

Метою аеродинамічного розрахунку є визначення таких розмірів повітроводів схеми, при яких через усі ділянки буде проходити необхідна кількість повітря. Для системи з примусовою вентиляцією повітря за лаштунками аеродинамічного розрахунку проводять також підбір вентагрегатів.

При розрахунку систем гравітаційної вентиляції аеродинамічний опір відгалужень повинен бути ув’язаний з існуючим перепадом тиску, що є рушійною силою для повітря. У механічних системах утрати тиску в мережі визначаються при розрахунку, і саме за ними та продуктивністю системи вибирається вентилятор.

У першу чергу необхідно виконати повний розрахунок усіх систем, що обслуговують приміщення, для яких повітрообмін згідно із завданням обчислюється за формулами. Це повинні бути окремі системи, не пов’язані з іншими приміщеннями. Якщо для цих приміщень передбачена рециркуляція, то розрахунок припливної та витяжної систем має виконуватись для випадку, коли рециркуляція не застосовується. Окремо повинен бути розрахований рециркуляційний канал.

У курсовому проекті додатково потрібно розрахувати частково чи цілком і інші вентиляційні системи будинку. Усього має бути розраховано в навчальних цілях:

1. приблизно 30 ділянок припливних систем;

2. приблизно 15 ділянок витяжних механічних систем;

3. одна витяжна гравітаційна система, що обслуговує приміщення різних поверхів.

При виконанні дипломного проекту кількість систем, які підлягають розрахунку в повному обсязі, узгоджується з керівником ДП.

У першу чергу розраховуються магістралі. Обсяг розрахунків доводиться до необхідного за рахунок частини відгалужень. Ув’язування тисків між окремими відгалуженнями будь-якої системи виконується з точністю до 10%. Воно проводиться шляхом підбору розмірів каналів і решіток, у крайньому випадку ― за допомогою діафрагм.

Отримані аеродинамічним розрахунком розміри каналів, решіток та діафрагм підписуються на планах і схемах (діафрагми тільки на схемах).

7.2 Визначення втрат повного тиску на окремій ділянці повітропроводу

Установлення опорів ділянок є головною частиною аеродинамічного розрахунку, тому розглянемо це питання детальніше.

Опір ділянки повітропроводу , Па , визначається за формулою

, (25)

де - питомий опір тертя на один погонний метр металевого повітроводу, Па/м; для круглих повітроводів знаходять за номограмою [10, с.162-163], а також [13, с.134, 135] та [8, табл.22.15], за відомими витратами повітря й діаметром;

- довжина ділянки, м;

- швидкість повітря у повітропроводі, м/с;

- динамічний тиск, Па;

- сума коефіцієнтів місцевих опорів ділянки;

п - коефіцієнт, який ураховує шорсткість повітропроводу.

Коефіцієнти місцевих опорів визначають із таблиць за довідником [8, с.213-231] чи [9, с.266-272].

Швидкість у повітроводах круглого перерізу може бути визначена за тими ж номограмами, а у повітроводах прямокутного перерізу за формулою, м/с,

, (26)

де - витрати повітря, м³/год; - площа поперечного перерізу каналу, м².

Для повітропроводів прямокутного перерізу величина визначається в такий спосіб:

1. Обчислюється еквівалентний діаметр за формулою

, (27)

де і - сторони прямокутного перерізу.

2. За еквівалентним діаметром та швидкістю в прямокутному повітроводі за [8, табл.22.15] знаходять питомий опір тертя на один погонний метр повітропроводу (R).

Номограми і таблиці для знаходження у довідниках даються для сталевих повітропроводів, що мають коефіцієнт абсолютної шорсткості стінок К_э = =0,1 мм, для повітропроводів з інших матеріалів для одержання значення вводиться поправковий коефіцієнт п згідно з [9, табл.12.14]. Значення К_э для неметалевих повітропроводів приймають за [9, табл.12.13], а також [8, табл.22.12, с. 204].

З місцевих опорів необхідно особливо відзначити трійники. Оскільки в адміністративних будинках розгалуження повітроводів виконують під кутом 90°, то трійники наближаються за формою до уніфікованих. Тому КМС можна визначати за [12, с. 244-249], [13, с. 125-129], [8, с. 217-226].

У житлових, громадських та адміністративних будинках вертикальні канали різних поверхів часто розташовуються поряд. Вузол приєднання таких каналів до магістрального каналу слід розглядати не як кілька трійників, а як один трійник, у якого площа бічного перерізу дорівнює сумі площ бічних перерізів окремих каналів, а витрати у відгалуженні ― сумі витрат.

Для випадку встановлення решітки у стінці транзитного (припливного або витяжного) повітроводу КМС опорів на прохід і у відгалуженні визначають за [9, табл.12.22 та 12.26] чи [12, с. 251-252, випадок 5 і 11].

Розрахунки виконують у табличній формі (див. таблицю 12 даних указівок або [13, с. 133]).