И естественной вентиляции
Расчет воздуховодов приточных и вытяжных систем механической
Аэродинамический расчет воздуховодов обычно сводится к определению размеров их поперечного сечения, а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом. Можно определять расходы воздуха при заданных размерах воздуховодов и известном перепаде давления в системе.
При аэродинамическом расчете воздуховодов систем вентиляции обычно пренебрегают сжимаемостью перемещающегося воздуха и пользуются значениями избыточных давлений, принимая за условный нуль атмосферное давление.
При движении воздуха по воздуховоду в любом поперечном сечении потока различают три вида давления: статическое, динамическое и полное.
Статическое давление определяет потенциальную энергию 1 м3 воздуха в рассматриваемом сечении (рст равно давлению на стенки воздуховода).
Динамическое давление – это кинетическая энергия потока, отнесенная к 1 м3 воздуха, определяется по формуле:
(1)
где – плотность воздуха, кг/м3; – скорость движения воздуха в сечении, м/с.
Полное давление равно сумме статического и динамического давлений.
(2)
Традиционно при расчете сети воздуховодов применяется термин “потери давления” (“потери энергии потока”).
Потери давления (полные) в системе вентиляции складываются из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях (см.: Отопление и вентиляция, ч. 2.1 “Вентиляция” под ред. В.Н. Богословского, М., 1976).
Потери давления на трение определяются по формуле Дарси:
(3)
где – коэффициент сопротивления трению, который рассчитывается по универсальной формуле А.Д. Альтшуля:
(4)
где – критерий Рейнольдса; К – высота выступов шероховатости (абсолютная шероховатость). При инженерных расчетах потери давления на трение , Па (кг/м2), в воздуховоде длиной /, м, определяются по выражению
(5)
где – потери давления на 1 мм длины воздуховода, Па/м [кг/(м2 * м)].
Для определения R составлены таблицы и номограммы. Номограммы (рис. 1 и 2) построены для условий: форма сечения воздуховода круг диаметром , давление воздуха 98 кПа (1 ат), температура 20°С, шероховатость = 0,1 мм.
Для расчета воздуховодов и каналов прямоугольного сечения пользуются таблицами и номограммами для круглых воздуховодов, вводя при этом эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода, при котором потери давления на трение в круглом и прямоугольном ~ воздуховодах равны.
В практике проектирования получили распространение три вида эквивалентных диаметров:
■ по скорости
при равенстве скоростей
■ по расходу
при равенстве расходов
■ по площади поперечного сечения
при равенстве площадей сечения
При расчете воздуховодов с шероховатостью стенок, отличающейся от предусмотренной в таблицах или в номограммах (К = ОД мм), дают поправку к табличному значению удельных потерь давления на трение:
(6)
где – табличное значение удельных потерь давления на трение; – коэффициент учета шероховатости стенок (табл. 8.6).
Потери давления в местных сопротивлениях. В местах поворота воздуховода, при делении и слиянии потоков в тройниках, при изменении размеров воздуховода (расширение – в диффузоре, сужение – в конфузоре), при входе в воздуховод или в канал и выходе из него, а также в местах установки регулирующих устройств (дросселей, шиберов, диафрагм) наблюдается падение давления в потоке перемещающегося воздуха. В указанных местах происходит перестройка полей скоростей воздуха в воздуховоде и образование вихревых зон у стенок, что сопровождается потерей энергии потока. Выравнивание потока происходит на некотором расстоянии после прохождения этих мест. Условно, для удобства проведения аэродинамического расчета, потери давления в местных сопротивлениях считают сосредоточенными.
Потери давления в местном сопротивлении определяются по формуле
(7)
где – коэффициент местного сопротивления (обычно , в отдельных случаях имеет место отрицательное значение, при расчетах следует учитывать знак ).
Коэффициент относится к наибольшей скорости в суженном сечении участка или скорости в сечении участка с меньшим расходом (в тройнике). В таблицах коэффициентов местных сопротивлений указано, к какой скорости относится .
Потери давления в местных сопротивлениях участка, z, рассчитываются по формуле
(8)
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.
Общие потери давления на участке воздуховода длиной , м, при наличии местных сопротивлений:
(9)
где – потери давления на 1 м длины воздуховода; – потери давления в местных сопротивлениях участка.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1622;