Расчет сопротивления воздуховода. Расчет давления в воздуховодах
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
P = R*l + z,
где R – потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l – длина воздуховода в метрах, z – потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x – коэффициент сопротивления трения, l – длина воздуховода в метрах, d – диаметр воздуховода в метрах, v – скорость течения воздуха в м/с, y – плотность воздуха в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
- Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
z = Q* (v*v*y)/2g,
где Q – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v – скорость течения воздуха в м/с, y – плотность воздуха в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение P тр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
Основное требование | |||||
Бесшумность | Мин. потери напора | ||||
Магистральные каналы | Главные каналы | Ответвления | |||
Приток | Вытяжка | Приток | Вытяжка | ||
Жилые помещения | |||||
Гостиницы | |||||
Учреждения | |||||
Рестораны | |||||
Магазины | |||||
Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду
Метод постоянной потери напора
Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На о
mizhu.ru
Коэффициент местного сопротивления воздуховодов таблица — Все о газоснабжении
Методика аэродинамического расчета воздуховодов.
Этим материалом редакция журнала «Мир Климата» продолжает публикацию глав из книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий». Автор Краснов Ю.С.
Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1 : 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м 3 /ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета – от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора. При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.
Рекомендуемую скорость принимают следующей (скорость растет по мере приближения к вентилятору) – смотри таблицу 1.
Таблица. Требуемый часовой расход свежего воздуха, м 3 /ч (cfm)
По приложению Н из [30] принимают ближайшие стандартные значения: Dст или (а х b)ст (м).
Критерий Рейнольдса: Re = 64100 x Dст x Uфакт (для прямоугольных воздуховодов Dст = DL).
Коэффициент гидравлического трения: λ = 0,3164 x Re – 0,25 при Re ≤ 60000, λ = 0,1266 x Re – 0,167 при Re 3 /ч
Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из [30]. Материал воздухозаборной шахты – кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.
Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований, проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.
Коэффициенты местных сопротивлений.
KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8.
Падение давления в решетке: Δр – рД x KMC = 5,8 x 1,8 = 10,4 Па.
Расчетное давление вентилятора р: Δрвент = 1,1 (Δраэрод + Δрклап + Δрфильтр + Δркал + Δрглуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па.
Подача вентилятора: Lвент = 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м 3 /ч.
Таблица 2. Определение местных сопротивлений
Методика аэродинамического расчета воздуховодов
Методика аэродинамического расчета воздуховодов. Этим материалом редакция журнала «Мир Климата» продолжает публикацию глав из книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по
Безопасность жизнедеятельности
В соответствии с построенной схемой воздуховодов определяем коэффициент местных сопротивлений. Всасывающая часть воздуховода объединяет четыре отсоса и после вентилятора воздух нагнетается по двум направлениям.
На участках а, 1, 2 и 3 давление теряется на входе в двух (четырех) отводах и в тройнике. Коэффициент местного сопротивления на входе зависит от выбранной конструкции конического коллектора. Последний устанавливается под углом a = 30° и при соотношении l/d0 = 0,05, тогда по справочным данным коэффициент равен 0,8. Два одинаковых круглых отвода запроектированы под углом a = 90° и с радиусом закругления R0/dэ =2.
Для них по табл. 14.11 [8] коэффициент местного сопротивления x0 = 0,15.
Потерю давления в штанообразном тройнике с углом ответвления в 15° ввиду малости (кроме участка 2) не учитываем. Таким образом, суммарный коэффициент местных сопротивлений на участках а,1,2,3
Sx = 0,8 + 2 × 0,15 = 1,1
На участках б и в местные потери сопротивления только в тройнике, которые ввиду малости (0,01…0,003) не учитываем. На участке г потери давления в переходном патрубке от вентилятора ориентировочно оценивают коэффициентом местного сопротивления xг = 0,1. На участке д расположено выпускная шахта, коэффициент местного сопротивления зависит от выбранной её конструкции. Поэтому выбираем тип шахты с плоским экраном и его относительным удлинением 0,33 (табл. 1-28 [7]), а коэффициент местного сопротивления составляет 2,4. Так как потерей давления в тройнике пренебрегаем, то на участке д (включая и ПУ) получим xд = 2,4. На участке 4 давление теряется на свободный выход (x = 1,1 по табл. 14-11 [8]) и в отводе (x = 0,15 по табл. 14-11 [8]). Кроме того, следует ориентировочно предусмотреть потерю давления на ответвление в тройнике (x = 0,15), так как здесь может быть существенный перепад скоростей. Тогда суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке 4
Sx4 = 1,1 + 0,15 + 0,15 = 1,4
Определение диаметров воздуховодов из уравнения расхода воздуха:
Вычисленные диаметры округляются до ближайших стандартных диаметров по приложению 1 книги [8]. По полученным значениям диаметров пересчитывается скорость.
По вспомогательной таблице из приложения 1 книги [8] определяются динамическое давление и приведенный коэффициент сопротивления трения. Подсчитываются потери давления:
Для упрощения вычислений составлена таблица с результатами:
Безопасность жизнедеятельности
Безопасность жизнедеятельности В соответствии с построенной схемой воздуховодов определяем коэффициент местных сопротивлений. Всасывающая часть воздуховода объединяет четыре отсоса и после
Источник: www.econcenters.ru
Коэффициент местного сопротивления воздуховодов таблица
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:
где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
где Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение Pтр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Коэффициент местного сопротивления воздуховодов таблица
МКС. Климатическое оборудование: кондиционеры, вентиляция, масляные и инфракрасные обогреватели, конвекторы, воздушные тепловые завесы, кабельные системы обогрева, антиобледенительные системы, теплый пол.
Источник: www.mkc-ltd.ru
Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
- Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
где Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение P тр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции
Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в
Источник: www.air-ventilation.ru
Методы расчета воздуховодов
Расчет потерь давления в воздуховоде
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
где
R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода,
l — длина воздуховода в метрах,
z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:
где
x — коэффициент сопротивления трения,
l — длина воздуховода в метрах,
d — диаметр воздуховода в метрах,
v — скорость течения воздуха в м/с,
y — плотность воздуха в кг/куб.м.,
g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
где
Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет,
v — скорость течения воздуха в м/с,
y — плотность воздуха в кг/куб.м.,
g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу 1). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем (см. Расчет потерь давления в воздуховоде выше).
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
— Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
— Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
— Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
— Вычисляем потери давления на трение Pтр.
— По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
— Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду (таблица 1)
Методы расчета воздуховодов
Методы расчета воздуховодов Расчет потерь давления в воздуховоде Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери
Источник: www.sibclim.ru
progazosnabgenie.ru
Методы расчета воздуховодов
Расчет потерь давления в воздуховоде
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
P = R*l + z,
где R – потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l – длина воздуховода в метрах, z – потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x – коэффициент сопротивления трения, l – длина воздуховода в метрах, d – диаметр воздуховода в метрах, v – скорость течения воздуха в м/с, y – плотность воздуха в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
- Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
z = Q* (v*v*y)/2g,
где Q – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v – скорость течения воздуха в м/с, y – плотность воздуха в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение Pтр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
| Назначение |
Основное требование |
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Бесшумность | Мин. потери напора | ||||
| Магистральные каналы | Главные каналы | Ответвления | |||
| Приток | Вытяжка | Приток | Вытяжка | ||
| Жилые помещения | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Гостиницы | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Учреждения | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Рестораны | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Магазины | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.
Метод постоянной потери напора
Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.
- В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
- По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
- Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
- Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
- Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Использование прямоугольных воздуховодов
В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.
Замечания:
- Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
- Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты).
В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной – его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
| Размеры | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 250 | 210 | 245 | 275 | |||||
| 300 | 230 | 265 | 300 | 330 | ||||
| 350 | 245 | 285 | 325 | 355 | 380 | |||
| 400 | 260 | 305 | 345 | 370 | 410 | 440 | ||
| 450 | 275 | 320 | 365 | 400 | 435 | 465 | 490 | |
| 500 | 290 | 340 | 380 | 425 | 455 | 490 | 520 | 545 |
| 550 | 300 | 350 | 400 | 440 | 475 | 515 | 545 | 575 |
| 600 | 310 | 365 | 415 | 460 | 495 | 535 | 565 | 600 |
| 650 | 320 | 380 | 430 | 475 | 515 | 555 | 590 | 625 |
| 700 | 390 | 445 | 490 | 535 | 575 | 610 | 645 | |
| 750 | 400 | 455 | 505 | 550 | 590 | 630 | 665 | |
| 800 | 415 | 470 | 520 | 565 | 610 | 650 | 685 | |
| 850 | 480 | 535 | 580 | 625 | 670 | 710 | ||
| 900 | 495 | 550 | 600 | 645 | 685 | 725 | ||
| 950 | 505 | 560 | 615 | 660 | 705 | 745 | ||
| 1000 | 520 | 575 | 625 | 675 | 720 | 760 | ||
| 1200 | 620 | 680 | 730 | 780 | 830 | |||
| 1400 | 725 | 780 | 835 | 880 | ||||
| 1600 | 830 | 885 | 940 | |||||
| 1800 | 870 | 935 | 990 |
splitstream.ru
РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ рус
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ ІНСТИТУТ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання розрахунково-графічної роботи №3
з дисципліни “Теплопостачання і вентиляція”
Методика і розрахунок
ГОРЛІВКА 2005
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ ІНСТИТУТ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання розрахунково-графічної роботи №3
з дисципліни “Теплопостачання і вентиляція”
Методика і розрахунок
(для студентів спеціальності 7.092105 – “Автомобільні дороги та аеродроми”)
Затверджено на засіданні методичної комісії факультету АД за спеціальністю 7.092105 протокол №____ від __________ | Затверджено на засіданні кафедри “Проектування доріг і штучних споруд” протокол №____ від_________ |
Г ОРЛІВКА 2005
УДК 697(071)
Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи №3 з дисципліни “Теплопостачання і вентиляція”. Методика і розрахунок (для студентів спеціальності 7.092105 – “Автомобільні дороги та аеродроми”) / Укл.: В.В. Гончаренко. – Горлівка: АДІ ДонНТУ, 2005. – 23 с.
У методичних вказівках наводяться основні дані що до вибору типів нагрівальних приладів системи водяного опалення житлового будинку та їх розрахунок. Також наводиться розгорнутий приклад з розрахунку опалювальних приладів системи водяного опалення житлового будинку.
Укладачі: В.В. Гончаренко, к.т.н., доц.
Відповідальний
за випуск: Б.І. Піндус, к.т.н., доц.
Рецензент:
ЗМІСТ
Список літератури 21
1 Определение естественного давления и расчет 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 Δре, Па, определяют по формуле:
Δре = hi·g·(ρн -ρв) (1.1)
где hi – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м.
ρн, рв — плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3 (см. прил. 12).
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий, согласно СНиП ІІ-33-75, определяется для температуры наружного воздуха +5°С. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение (1.1), 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 при этом последствиями
Кроме того, из выражения (1.1) 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. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их — от оси “вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия — допускается не более 8 м.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено равенство
Σ(Rlβ + Z)·α = Δре, (1.2)
где R — удельная потеря давления на трение, Па/м,
l – длина воздуховодов (каналов), м;
Rl – потеря давления на трение расчетной ветви, Па;
Z – потеря давления на местные сопротивления, Па;
Δре – располагаемое давление, Па;
α – коэффициент запаса, равный 1,1—1,15,
β – поправочный коэффициент на шероховатость поверхности
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам, составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв=1,205 кг/м3, tв=20°С. В них взаимосвязаны величины L, R, w, hw и d.
Таблица для расчета стальных воздуховодов круглого сечения приводится в прил. 1.
Номограмма для расчета стальных воздуховодов круглого сечения системы естественной вентиляции показана на рис. 1. Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующую величину 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. Диаметр определяется по формуле
(1.3)
где а, b — размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.
Эквивалентные по трению диаметры для кирпичных каналов приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Эквивалентные по трения диаметры для кирпичных каналов
Размер в кирпичах | Площадь, м2 | dэ, мм |
½ х ½ ½ х 1 1 х 1 1 х 1½ 1 х 2 2 х 2 | 0,02 0,038 0,073 0,11 0,14 0,28 | 140 180 265 320 375 545 |
Примечание. Для каналов квадратного сечения эквивалентный по трению диаметр dэ равен стороне квадратного канала а.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность, то коэффициент трения для них, а, следовательно, и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше, чем указано в таблице или номограмме для стальных воздуховодов. Поправочные коэффициенты на шероховатость поверхности воздуховода приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Значение коэффициентов шероховатости р
Скорость движения воздуха, м/с | При материале воздуховода | |||
шлако-гипсе | шлакобетоне | кирпиче | штукатурке по сетке | |
0,4 | 1,08 | 1Д1 | 1,25 | 1,48 |
0,8 | 1,13 | 1,19 | 1,4- | 1,69 |
1,2 | 1,18 | 1,25 | 1,5 | 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 | 1,7 | 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 |
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 площади сечений каналов систем естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа ω = 0,5 – 0,6 м/с, из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м/с больше, чем из предыдущего, но не выше 1 м/с; в сборных воздуховодах ω ≥ 1 м/с и в вытяжной шахте ω = l – 1,5 м/с.
Если при расчете воздуховодов задана площадь сечения каналов и известен часовой расход воздуха, то скорость ω, м/с, определяется по формуле
ω
= 
(1.1)
где f — площадь сечения канала или воздуховода, м2;
L — объем вентиляционного воздуха, м3/ч.
Потери давления на местные сопротивления
Z = ∑ξ·hw (1.2)
где ∑ξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hw — динамическое давление, Па
Динамическое давление hw 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. Численные приближенные значения коэффициентов местного сопротивления приведены в табл. 2.
610
6
4,6
170
230
315
250
154
80
0,6
12
1,0
9
1,4
5
0,5
4
3,0
3
0,5
2
295
10
60
4,7
2,0
8
60
65
65
80
85
11
80
4,7
0,9
1
74
4,2
7
К140×260
85
85
96
74
Рис.1. Схема системы вытяжной вентиляции.
Скорость Воздуха V, м/с
Пример. Рассчитать воздуховоды системы естественной вытяжной вентиляции, обслуживающей врачебные кабинеты двухэтажного здания поликлиники. Аксонометрическая схема системы вентиляции с указанием объема воздуха, проходящего по каждому участку, длин и номеров участков показана на рис. 1.
Исходные данные.
№ участка | Длина участка, l, м | Количество воздуха, L, м3/ч |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | 0,8 0,5 3,0 0,5 1,4 4,6 4,2 0,9 1,0 2,0 4,7 0,6 | 80 80 154 250 315 610 74 60 230 295 85 170 |
Воздух удаляется из верхней зоны помещений на высоте 0,5 м от потолка. Высота этажей, включая толщину перекрытия – 3,3 м Высота чердака под коньком крыши – 3,6 м.
Решение. Температура наружного воздуха для расчета вытяжной системы естественной вентиляции принимается равной +5°С (ρ5 = 1,27кг/м3). Внутренняя температура воздуха во врачебных кабинетах, согласно СНиП, должна быть 20°С (ρ20 = 1,205 кг/м3).
При высоте чердака 3,6м принимаем высоту вытяжной шахты, исчисляя ее от оси горизонтального воздуховода для устья шахты, 4,6 м.
Располагаемое естественное давление в системе вентиляции для помещений первого и второго этажа, определяем по формуле 1.1.
– для помещений первого этажа
∆р2 = 5,5·(1,27 – 1,205)·9,8 = 3,5 Па
– для помещений первого этажа
∆р1 = 8,8·(1,27 – 1,205)·9,8 = 5,59 Па.
Расчет воздуховодов начинаем с наиболее неблагоприятно расположенного канала, для которого величина удельного давления имеет наименьшее значение.
Из схемы системы вентиляции видно, что таким будет канал второго этажа правой ветки, обозначенный № 1.
Действительно, возможная удельная потеря давления для участков 1, 2, 3. 4, 5 и 6 при общей их длине Σl2:
Σl2 = 0,9 +0,5 + 3+ 1,4 + 0,5+4,6 = 10,9 м
будет
∆р2уд = 
= 0,32 Па
а для участков 7, 3, 4, 5 и 6 при общей их длине Σl1:
Σl1 = 4,2 +3 + 0,5+ 1,4 + 4,6= 13,7 м
будет
∆р1уд = 
= 0,41 Па
Таким образом, необходимо выполнить расчет участков 1, 2, 3, 4, 5 и 6, для которых удельное давление получилось меньше.
Участок 1. Для определения площади сечения канала участка 1 задаемся скоростью движения воздуха в нем 0,6 м/с. При этой скорости и количестве удаляемого воздуха по каналу L = 80 м3/ч площадь сечения канала f, м2, по формуле (1.1) должна быть:
f
= 
=
0,037 м2
В
соответствие с полученной площадью
сечения канала f,
по таблице 1 принимаем для участка 1
кирпичный канал 
×1
кирпич.
Площадь сечения принятого канала с учетом швов равна, f = 0,038 м2. При этой площади сечения фактически скорость движения воздуха w, м/с, равна
w = 
=
= 0,58 м/с
Так как этот канал прямоугольного сечения, для определения потери давления на трение необходимо установить по табл. 1 эквивалентный диаметр. Он будет равен 180 мм.
Пользуясь, приведенной выше номограммой (рис. 2), 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 учетом коэффициента шероховатости, который принимается по таблице 2 и равен β = 1,32, потеря давления на трение равна
Rlβ = 0,04·0,9·1,32 = 0,047
Далее по табл. 3 находим сумму коэффициентов местных сопротивлений участка: вход в жалюзийную решетку с поворотом потока ξ=2, два прямоугольных колена в верхней части канала
ξ = 2·1,26 = 2,52.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для участка 1
Σξ = 2 + 2,52=-4,52.
Динамическое давление hw находим при помощи номограммы (рис. 2) в зависимости от скорости движения воздуха 0,58 м/с, hw = 0,19 Па. Потеря давления на местные сопротивления Z на участке 1 определяем, умножая ве-ичину Σξ на hw.
Z = 4,52·0,19 = 0,86 Па.
Общая потеря давления на участке 1 составляет:
Rlβ + Z = 0,047 + 0,86 = 0,91 Па.
Участок 2. На участках 1 и 2 количество движущегося водуха одинаково, L = 80 м3/ч, но площади сечения кирпичного канала и горизонтального гипсошлакового короба разные.
Горизонтальный гипсошлаковый короб принимаем размером 220×220 мм с площадью сечения f = 0,048 м2 Эквивалентный диаметр dэ = 220 мм.
Скорость движения воздуха на участке 2:
w = 
= 0,47 м/с
что при длине участка 0,5 м можно допустить, учитывая, что шлакогипсовые двойные короба не изготовляются размером меньшим, чем 220×220 мм.
При dэ = 220 мм и w = 0,47 м/с потеря давления на трение на этом участке с учетом коэффициента шероховатости, будет равна:
Rlβ = 0,046 · 0,5 · 1,09 = 0,014 Па.
На участке 2 имеется лишь одно местное сопротивление через тройник По прил 14 находим, что сопротивление тройника на проход £=1,15
Динамическое давление hw при w = 0,47 м/с равно 0,13 Па. Потеря давления на местные сопротивления:
Z = 1,15 · 0,13 = 0,15 Па.
Общая потеря давления на участке 2
Rlβ + Z = 0,014 + 0,15 = 0,16 Па.
Участок 3. Согласно данным, приведенным выше, задаемся скоростью движения воздуха на участке 3 и принимаемой равной 1 м/с. Тогда при количестве удаляемого воздуха L = 154 м3/ч по участку 3 площадь сечения короба должна быть равна:
f
= 
=
0,043 м2
Принимаем короб из гипсошлаковых плит размером 220×220 мм, эквивалентный диаметр dэ = 220 мм, фактическая скорость движения воздуха в воздуховоде будет w = 0,89 м/с. При этих условиях потеря давления на трение на участке равна:
Rlβ = 0,065 · 3 · 1,14 = 0,22 Па.
На участке 3 имеется лишь одно местное сопротивление при проходе через тройник в следующий участок 4.
По таблице 3 принимаем коэффициент местного сопротивления тройника ξ = 0,65, динамическое давление при w = 0,89 м/с равно hw = 0,49 Па.
Потеря давления на местные сопротивления на участке 3 равна:
Z = 0,65 · 0,49 = 0,32 Па.
Общая потеря давления на участке 3 составляет:
Rlβ + Z = 0,22 + 0,32 = 0,54 Па
Участок 4. На участке 4 размер воздуховода принимаем 300×300 мм. При количестве удаляемого воздуха L = 250 м3/ч и площади сечения воздуховода f = 0,09 м2 скорость равна:
w = 
= 0,77 м/с
При dэ = 300 мм и w = 0,77 м/с потери давления на трение на участке 4:
Rlβ = 0,034 · 0,5 · 1,12 = 0,02 Па.
На участке 4 имеется тройник на проходе, и коэффициент местного сопротивления ξ равен 0,4.
Динамическое давление при скорости удаляемого воздуха 0,77 м/с равно 0,37 Па. Потеря давления на местные сопротивления участка 4 (в тройнике):
Z =0,4 · 0,37 = 0,15 Па.
Общая потеря давления на участке 4 равна:
Rlβ + Z = 0,02 + 0,15 = 0,17 Па.
Участок 5. На участке 5 размеры короба не изменяем, и скорость воздуха на этом участке равна:
w = 
= 0,47 м/с.
При w = 0,97 м/с и dэ = 300 мм потеря давления на трение составляет:
Rlβ = 0,052 · 1,4 · 1,15 = 0,084 Па.
На участке 5 имеется тройник на всасывание с ξ = 0,8.
Динамическое давление при скорости движения воздуха 0,97 м/с равно 0,57 Па. Потеря давления на местное сопротивление на участке 5
Z = 0,8 · 0,57 = 0,46 Па.
Общая потеря давления на участке 5
Rlβ + Z = 0,084 + 0,46 = 0,54 Па.
Участок 6. На участке 6 размер короба увеличиваем до 400×400 мм, так как суммарное количество воздуха, удаляемого системой вентиляции, равно 610 м3/ч. Фактическая скорость движения воздуха в шахте
w = 
= 1,06 м/с.
При w = 1,06 м/с и dэ = 400 мм потеря давления на участке составит
Rlβ = 0,043 · 4,6 · 1,16 = 0,23 Па.
На участке 6 имеется два вида местного сопротивления – утепленный клапан и деревянная утепленная шахта с зонтом. Коэффициент местного сопротивления утепленного клапана ξ = 0,1, а вытяжной шахты с зонтом ξ = 1,3.
Динамическое давление при скорости движения воздуха 1,06 м/с hw = 0,66 Па.
studfiles.net