1.5.5 Расчет каналов и воздуховодов
Безопасность жизнедеятельности в техносфере / Системы защиты среды обитания / 1.5.5 Расчет каналов и воздуховодов
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление (Dре) определяют по формуле:
Dре = hig (rн – rв), (1.5)
где hi – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; rн, rв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий согласно /36/ определяется для температуры наружного воздуха +5 °С.
Анализируя выражение (1.5), можно сделать следующие практические выводы:
1) верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше;
2) естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года;
3) охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими последствиями.
Кроме того, из выражения (1.5) следует, что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов, тогда как для преодоления сопротивлений в коротких ветвях воздуховодов, безусловно, требуется меньше давления, чем в ветвях значительной протяженности.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы выполнялось условие:
S(Rlb + Z)a = Dpе,
где R – удельная потеря давления на трение, Па/м; l – длина воздуховодов (каналов), м; Rl – потеря давления на трение расчетной ветви, Па; b – поправочный коэффициент на шероховатость поверхности; Z – потеря давления на местные сопротивления, Па; a – коэффициент запаса, равный 1,1…1,15; Dре – располагаемое давление, Па.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа:
1) определение воздухообменов;
2) компоновка систем вентиляции;
3) графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы;
4) вычерчивание аксонометрических схем всех элементов системы;
5) аэродинамический расчет воздуховодов.
1. Воздухообмены для каждого помещения определяются по кратностям (согласно строительным нормам и правилам соответствующего здания) или по расчету. При этой работе заполняется бланк специальной формы (табл. 1.7).
Таблица 1.7
Воздухообмен помещений здания
Номер помещения | Назначение | Размер помещения, м | Объем помещения | Кратность воздухообмена | Воздухообмен, м3/ч | Размеры сечения каналов, мм | Число каналов | ||||||||
Длина | Ширина | Высота | Приток | Вытяжка | Приток, | Номер установки | Вытяжка, м3/ч | Номер установки | Приток | Вытяжка | приточных | вытяжных | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
2.
В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы вентиляции квартир, общежитий и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей, торговых и других учреждений, находящихся в том же здании. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями.
В детских садах и яслях рекомендуется устраивать вытяжные системы естественной вентиляции, самостоятельные для каждой группы детей, объединяя помещения с учетом их назначения. В курительных комнатах, как правило, осуществляется механическая вентиляция. Вытяжку из комнат жилого дома с окнами, выходящими на одну сторону, рекомендуется объединять в одну систему.
3. На планах этажей и чердака графически изображают элементы системы вентиляции (каналы и воздуховоды, вытяжные отверстия и жалюзийные решетки, вытяжные шахты). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха, удаляемого по каналу.
Транзитные каналы, обслуживающие помещения нижних этажей, рекомендуется обозначать римскими цифрами (I, II, III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
4. Вычерчивают аксонометрические схемы системы вытяжной вентиляции в линиях (рис. 1.6) или, что лучше, с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах у выносной черты ставится номер участка (можно в кружочке), над чертой указывается нагрузка участка (расход воздуха) в метрах кубических а час (м
5. Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам (рис. 1.7), составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при rв = 1,205 кг/м3, tв = 20 °С. В них взаимосвязаны величины L, R, v, hv и d.
Таблица 1.8 Эквивалентные по трению диаметры для кирпичных каналов | ||
Размер, в кирпичах | Площадь, м2 | dЭ, мм |
1/2 х 1/2 | 0,020 | 140 |
| 1/2 х 1 | 0,038 | 180 |
1 х 1 | 0,073 | 225 |
1 х l ½ | 0,110 | 320 |
1 х 2 | 0,140 | 375 |
2 х 2 | 0,280 | 545 |
Примечание. Для каналов квадратного сечения эквивалентный по трению диаметр (dэ) равен стороне квадратного канала (а). | ||
При расчете воздуховодов прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующее значение равновеликого (эквивалентного) диаметра, т, е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны (табл. 1.8).
Диаметр эквивалентного воздуховода определяется по формуле:
dэ = 2 ab / (a + b),
где а, b – размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность, то коэффициент трения для них, а, следовательно, и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше, чем указано в номограмме для стальных воздуховодов. В расчете учитывается коэффициент шереховатости (β) по табл. 1.9.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде:
1) при заданных объемах воздуха, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость его движения;
2) по объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов.
Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам;
3) сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов следует увеличить или, наоборот, уменьшить, т.е. поступать так же, как при расчете трубопровода системы отопления.
При предварительном определении площадей сечения каналов систем естественной вентиляции, могут быть заданы следующие скорости движения воздуха:
ü в вертикальных каналах верхнего этажа V = 0,5…0,6 м/с;
ü из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м/с больше, чем из предыдущего, но не выше 1 м/с;
ü в сборных воздуховодах V > 1 м/с;
ü в вытяжной шахте V = 1…1,5 м/с.
Таблица 1.9
Коэффициенты шероховатости каналов (воздуховодов) из различных материалов
Скорость движения воздуха, м/с | Материал воздуховода | |||
Шлакогипс | Шлакобетон | Кирпич | Штукатурка по сетке | |
0,4 | 1,08 | 1,11 | 1,25 | 1,48 |
0,8 | 1,13 | 1,19 | 1,4 | 1,69 |
1,2 | 1,18 | 1,25 | 1,25 | 1,84 |
1,6 | 1,22 | 1,31′ | 1,58 | 1,95 |
2 | 1,25 | 1,35 | 1,65 | 2,04 |
2,4 | 1,28 | 1,38 | 1,70 | 2,11 |
3 | 1,32 | 1,43 | 1,77 | 2,2 |
4 | 1,37 | 1,49 | 1,86 | 2,32 |
5 | 1,41 | 1,54 | 1,93 | 2,41 |
6 | 1,44 | 1,58 | 1,98 | 2,48 |
7 | 1,47 | 1,61 | 2,03 | 2,54 |
8 | 1,49 | 1,64 | 2,06 | 2,58 |
Если рассчитывается вентиляционный блок с выходом каналов на крышу, то расчет начинается с нижнего этажа, с расчетной скоростью 1 м/с, а на последующих этажах снижение скорости осуществляется при недостаточности располагаемого естественного давления.
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха, то скорость(V) определяется по формуле:
V = L / 3 600 f, (1.6)
где L – расход вентиляционного воздуха по расчетному участку, м3/ч.; f – площадь сечения канала или воздуховода, м2.
Потери давления на местные сопротивления равны:
Z = S x hV,
где Sx – сумма коэффициентов местных сопротивлений; hV – динамическое давление, Па.
Динамическое давление (hV) определяется по дополнительной шкале номограммы для расчета воздуховодов (приведена с правой стороны номограммы).
Местные сопротивления в системе вентиляции во многих случаях существенно зависят от соотношений размеров фасонных частей и других вентиляционных элементов, а в тройниках-крестовинах – от соотношений соединяемых или делимых потоков. Численно приближенные значения коэффициентов местного сопротивления приведены в /44/.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
..
2)
В курительных комнатах, как правило, осуществляется механическая вентиляция. Вытяжку из комнат жилого дома сокнами, выходящими на одну сторону, рекомендуется объединять в одну систему.
В них взаимосвязаны величины L, R, v, hvи d.
Расчётная потеря давления в наиболее протяженной и нагруженной магистральной сети воздуховодов Δррпредставляет сумму потерь давления на каждом расчётном участке магистрали
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов следует увеличить или, наоборот, уменьшить, т.е. поступать так же, как при расчёте трубопровода системы отопления.
рис. 6.4), находим, что при скорости движения воздуха 0,58 м/с в воздуховоде диаметром 180 мм потеря давления на трение на 1 м воздуховода равна 0,04 Па, а на всем участке 1 длиной 0,9 м с учётом коэффициента шероховатости (см. табл. 6.2).
4 – Значение коэффициента местного сопротивления z [11]
..Справочник Carrier по потерям на трение
- Дом
- Новые сообщения
- Часто задаваемые вопросы
- Календарь
- Поиск
- Новые сообщения
- Подрядный бизнес
- Форум
- Зона ARPA/Дискуссионные форумы открытого членства
- Технический технический чат – коммерческий
- Справочник Carrier по потерям на трение
- Согласие на использование файлов cookie
Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить работу вашего веб-сайта.
Чтобы узнать об использовании нами файлов cookie и о том, как вы можете управлять своими настройками файлов cookie, ознакомьтесь с нашей Политикой использования файлов cookie. Продолжая использовать веб-сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. - Добро пожаловать на HVAC-Talk.com, сайт, не посвященный DIY, и главный источник информации и знаний по HVAC для профессионалов отрасли! Здесь вы можете присоединиться к более чем 150 000 профессионалов и энтузиастов ОВКВ со всего мира, которые обсуждают все, что связано с ОВКВ/Х. В настоящее время вы просматриваете как НЕЗАРЕГИСТРИРОВАННЫЙ гость, что дает вам ограниченный доступ к просмотру обсуждений
Чтобы получить полный доступ к нашим форумам, вы должны зарегистрироваться; для бесплатной учетной записи . Как зарегистрированный гость вы сможете:
- Участвуйте в более чем 40 различных форумах и ищите/просматривайте почти 3 миллиона сообщений.
- Размещайте фотографии, отвечайте на опросы и получайте доступ к другим специальным функциям
- Получите доступ к нашему бесплатному разделу AOP (Спросите профессионала), чтобы получить реальные ответы на свои вопросы.
Мы рекомендуем не регистрироваться с использованием адреса электронной почты AT&T, BellSouth, AOL или Yahoo. Если у вас возникли проблемы с регистрацией или входом в аккаунт, обратитесь в службу поддержки.
Чтобы узнать об использовании нами файлов cookie и о том, как вы можете управлять своими настройками файлов cookie, ознакомьтесь с нашей Политикой использования файлов cookie. Продолжая использовать веб-сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.
+ Ответить на тему
14.10.2011, 03:14 #1 91,82
дельта p = потери на трение (дюймы вод.
ст.)
f = шероховатость внутренней поверхности (0,9 для оцинкованного воздуховода)
L = длина воздуховода (футы)
d = диаметр воздуховода (дюймы), эквивалентный диаметр для прямоугольного воздуховода
V = скорость воздуха (fpm)Вот проблема, я нигде не смог найти шероховатость внутренней поверхности f для бетонного канала. Могу ли я узнать, откуда взялась эта формула? В Интернете я могу найти только уравнения Дарси, Коулбрука и Альтшула-Цала. Мне нужна шероховатость внутренней поверхности, f для бетонного канала.
Спасибо
Ответить Ответить с цитатой
14.10.2011, 10:38 #2
Вот что я знаю
1.
цемент гладкий 12. бетон рядовой 1-3,33
3. бетон крупнозернистый 1-16,7
Эта информация размещена на сайте ящика для инженеров в разделе коэффициенты шероховатости и вентиляции поверхности воздуховоды.
Ответить Ответить с цитатой
15.10.2011, 00:55 #3
Спасибо, но эту абсолютную шероховатость нельзя использовать в этой формуле, так как Кэрриер упростил ее.
Шероховатость оцинкованного воздуховода, указанная Carrier (0,9), отличается от таблицы в engineeringtoolbox (0,0005). Мне просто интересно, есть ли у кого-нибудь список шероховатостей от Carrier, которые можно применить к этой формуле.Ответить Ответить с цитатой
28.10.2011, 11:26 #4
Бетонный короб
У нас была потеря 40% в кирпичной шахте для вытяжной системы ванной комнаты. у нас была компания по балансировке воздуха, использующая балометр, который был результатом их отчета.
Инженер выбрал вентилятор на 0,25. Как оказалось, измеренное статическое давление при измеренном расходе воздуха составило 1,66 дюйма.Ответить Ответить с цитатой
ст.) 
цемент гладкий 1
Шероховатость оцинкованного воздуховода, указанная Carrier (0,9), отличается от таблицы в engineeringtoolbox (0,0005). Мне просто интересно, есть ли у кого-нибудь список шероховатостей от Carrier, которые можно применить к этой формуле.
у нас была компания по балансировке воздуха, использующая балометр, который был результатом их отчета. + Ответить на тему
Сообщение vBulletin
Отменить изменения
« Предыдущая тема | Следующая тема »
Разрешения на публикацию
поворотных лопастей: необходимый компонент или устройство для снижения эффективности?
Установка поворотных лопастей в воздуховодах ОВиК, возможно, является одним из самых больших источников разногласий между подрядчиками-механиками и инженерами ОВКВ. Почему? Потому что многие подрядчики-механики считают, что поворот лопастей может привести к снижению эффективности воздуховодов из-за увеличения перепада давления в системе, а также увеличения времени и затрат на установку в целом. Это убеждение, по-видимому, основано на простой логике: чем больше площадь поверхности, подвергаемой воздушному потоку, тем больше будет трение, и тем больше должен работать вентилятор, чтобы достичь требуемого воздушного потока. В некоторых случаях, когда система HVAC испытывает особые трудности с обеспечением необходимого количества воздуха во всех зонах, многие подрядчики по механическому ремонту рекомендуют снимать все остальные поворотные лопасти на каждом фитинге в системе, чтобы «уменьшить трение» в воздуховод. Эта практика является нарушением требований SMACNA ® к расстоянию между лопастями и также была осуждена подрядчиками по кондиционированию воздуха в Америке, поскольку снижает равномерность воздушного потока и увеличивает падение давления в системе). Вопрос в том, соответствует ли реальность общепринятому мнению?
ФАКТЫ:
Когда поток воздуха меняет направление в воздуховоде, в котором отсутствуют поворотные лопасти, стенки воздуховода должны поглощать внезапный удар воздуха, чтобы переориентировать воздушный поток в желаемом направлении. Вращающиеся лопасти помогают воздушному потоку более плавно и постепенно изменять направление, что приводит к меньшему удару и, следовательно, к меньшей передаваемой силе (по мере увеличения скорости воздушного потока этот эффект становится более выраженным). В то время как поверхности вращающихся лопастей добавляют небольшое трение, количество энергии, теряемой на трение от лопастей, ничто по сравнению с энергией, теряемой при ударе, возникающем в результате резкого или значительного изменения направления воздушного потока. На рисунках 1.1 и 1.2 ниже показано сопротивление воздушному потоку, возникающее в 9Прямоугольное колено 0° с поворотными лопастями и без них.
Рис. 1.1
Рисунок 2.2
Из этих рисунков можно увидеть, что локоть с поворотным лопаткой на 800% более эффективно , чем вану. Если владелец желает менее дорогостоящую установку, проектировщик может указать изгибы с радиусом без поворотных лопастей. Радиальное колено без поворотных лопастей по-прежнему высокоэффективно, и его намного проще и дешевле изготовить и установить (необходимо также учитывать пространственные ограничения, поскольку меньший радиус поворота быстро снижает эффективность – минимальный рекомендуемый радиус поворота «R» без поворотных лопастей составляет R=Ширина/2). Рисунок 1.3 ниже иллюстрирует поток воздуха в радиусном отводе.
Рисунок 1.3
Также обратите внимание, что радиусное колено без поворотных лопастей и с отношением радиус/ширина (R/W), равным 1,0, всего на 28% менее эффективно, чем колено с поворотными лопастями. Если радиус увеличить до R/W=1,5, эффективность будет только на 12 % меньше, а если увеличить до R/W=2,0, то будет такая же эффективность, как у колена того же размера с поворотом лопасти! Во всех случаях можно ясно видеть, что по мере того, как воздушный поток меняет направление более плавно, падение давления на фитинге уменьшается, а вместе с ним и энергия, необходимая системному вентилятору для обеспечения желаемого объема воздушного потока.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЯ:
В некоторых случаях поворот лопастей может вызвать увеличение перепада давления, и в этой статье рассматриваются два таких случая.
Вариант 1: Установка поворотных лопаток на входе в ответвляющийся воздуховод.
Первый случай, когда поворотные лопатки устанавливаются на входе в ответвление воздуховода. Некоторые подрядчики, искренне стремясь снизить статическое давление, устанавливают поворотные лопатки или ковши на входе ответвления воздуховода, как показано на рис. 2.1 ниже.
Рисунок 2.1
Такая конфигурация может привести к большим потерям давления, поскольку поворотные лопасти нарушают равномерность потока воздуха в главном воздуховоде, что, в свою очередь, вызывает большой перепад давления на фитинге. Ответвления должны быть установлены с входом под углом 45° или радиусным фитингом, как показано на Рис. 2.3 ниже.
Рисунок 2.2
Рисунок 2. 3
Обратите внимание, что фитинг с радиусным ответвлением в два раза эффективнее, чем фитинг с входом под 45°. Хотя изготовление фитинга с радиусным отводом немного дороже, стоимость установки такая же, как у фитинга с входом под углом 45°, и он может значительно снизить падение давления в системах с большим количеством фитингов.
Случай 2: Неправильное выравнивание поворотных лопастей
Второй пример поворота лопастей, вызывающих потерю давления, — это когда лопасти не выровнены должным образом с воздуховодом, что увеличивает турбулентность воздуха и создает падение давления, как показано на рис. 3.1 ниже.
Рисунок 3.1
Если поворотные лопасти не выровнены должным образом и не параллельны сторонам воздуховода как на входе, так и на выходе лопастей, воздушный поток будет воздействовать на стороны воздуховода и создавать турбулентность. Последствия неправильно выровненных поворотных лопастей могут варьироваться от легких до тяжелых и определяются тем, насколько далеко отцентрированы лопасти. Неправильное выравнивание лопастей происходит во многих случаях, когда воздуховод устанавливается поспешно или небрежно, и его можно предотвратить, просто выполнив окончательную проверку выравнивания всех лопастей перед завершением установки. На рис. 3.2 ниже показан пример воздушного потока в воздуховоде с правильно выровненными поворотными лопастями.
Рис. 3.2
ВЫВОД:
Поворотные лопасти оказались очень полезными для снижения потерь давления и повышения эффективности системы. Дизайнеры всегда должны указывать фитинги с максимально возможной эффективностью в рамках бюджета владельца, чтобы повысить эффективность системы при каждой доступной возможности. Подрядчики-механики никогда не должны брать на себя обязательство добавлять или удалять поворотные лопасти из инженерных разработок. Каждая система рассчитана на определенное общее статическое давление, и удаление или добавление поворотных лопастей там, где они не были учтены в инженерных расчетах, приведет к тому, что система будет работать не так, как предполагалось. В худшем случае изменения в системе могут привести к тому, что она не сможет подавать требуемые воздушные потоки во все зоны.
Автор: Майлз Д. Джонсон, LEED ® G.A . , Mechanical Designer & LEED ® Консультант
Ресурсы:
. Стандарты конструкции воздуховодов ОВКВ – металлические и гибкие. Второе издание, 1995 г. Национальная ассоциация подрядчиков по обработке листового металла и кондиционеров (SMACNA): 1998 г. Печать.
Подрядчики по кондиционированию воздуха Америки . Руководство Q – Коммерческая конструкция воздуховодов низкого давления и низкой скорости. Подрядчики по кондиционированию воздуха в Америке: 1990. Печать.
Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc.