Аэродинамика инженерных сетей
Инженерные сети вентиляции и отопления зданий рассчитываются по законам аэродинамики. При этом используется уравнение Бернулли для газа (см. с. 42), в котором фигурируют давления, а не напоры. Даже водяное отопление рассчитывается именно по давлениям, так как в нём имеет место изменение температуры жидкости и соответственно её плотности, поэтому применять величины напоров неудобно.
Аэродинамический расчёт этих сетей сводится к определению действующей разности давлений Dpпр (вызывающей в них движение), потерь давления в них Dpпот, скоростей, расходов и геометрических размеров проходных сечений.
Расчёт ведётся по уравнению Бернулли так. Надо подобрать такие размеры трубопроводов, каналов и их проходных сечений (которые создают сопротивления потоку), чтобы скорости потоков были допустимыми, расходы удовлетворяли нормам и разность давлений Dpпр была равна потерям давления в сети Dpпот, причём для запаса надёжности потери искусственно увеличивают на 10 %. Поэтому для расчёта инженерных сетей уравнение Бернулли применяют в такой записи:
Dpпр = 1,1Dpпот,
и сеть окончательно должна удовлетворять этому равенству.
Определение разности давлений Dpпр будет рассмотрено ниже на примерах расчётов топки с дымовой трубой и водяного отопления с естественной циркуляцией.
Потери давленияDpпот в трубопроводе, воздуховоде или газопроводе можно найти по формуле Вéйсбаха для газа:
,
где z — коэффициент гидравлического сопротивления, тот же, что и для жидкости (см. с. 21), только в случае некруглого сечения надо использовать величину эквивалентного диаметра dэ вместо d.
Общие потери давленияDpпот складываются из суммы линейныхDpl и местныхDpм потерь:
Dpпот = SDpl + SDpм .
Для вычисления Dpl и Dpм применяется формула Вейсбаха для газа, в которой вместо z подставляют соответственно zl или zм (см. с. 23), а вместо d — dэ.
Например, при определении Dpl коэффициент линейного гидравлического сопротивления (величина безразмерная)
zl = l l/dэ ,
где l — длина прямолинейного участка сети. Коэффициент гидравлического трения l при турбулентном режиме (практически всегда в газовых потоках) определяется так:
,
где D — шероховатость стенок трубопровода или канала, мм. Например, вентиляционные короба из листовой стали имеют D = 0,1 мм, а воздуховоды в кирпичной стене D = 4 мм.
Значения коэффициента местных гидравлических сопротивлений zм принимаются по справочным данным для конкретных участков деформации потока (вход и выход из трубы, поворот, тройник и т.д.).
ЛЕКЦИЯ 8
Дата добавления: 2015-11-10; просмотров: 1506;