Аеродинамічний розрахунок повітропроводів

Для проведення аеродинамічного розрахунку мережу розбивають на окремі ділянки простих повітропроводів і визначають витрати повітря в кожному з них. Значення витрат і довжин кожної ділянки наносять на розрахункову схему. Ділянки нумерують, починаючи з найбільш віддаленої.

Рекомендовані швидкості визначають із економічних міркувань з врахуванням акустичних вимог. Збільшення швидкості потоку дозволяє зменшити витрати на виготовлення повітропроводу за рахунок зменшення площі поперечного перерізу. Однак збільшення швидкості призводить до збільшення втрат тиску та погіршення акустичних характеристик системи. За таблицями довідників підбирають стандартні розміри повітропроводів, питомі втрати тиску на тертя, динамічний тиск та коефіцієнти місцевих опорів на ділянках. Потім за формулами визначають загальні втрати тиску. Номер, витрати повітря, втрати тиску, довжину кожної ділянки магістралі заносять в таблицю аеродинамічного розрахунку.

Підбір вентилятора здійснюється на основі розрахунків вентиляційної системи за допомогою графіків p = f(  L) , які характеризують роботу вентилятора. Вентилятор слід вибирати так, щоб він забезпечував необхідну продуктивність, створював відповідний тиск та максимальний ККД. Також необхідно враховувати величину шуму, яка не повинна перевищувати допустимих норм.

Під час руху повітря в повітропроводах надлишковий тиск, створений при природному і механічному способі збудження витрачається так як і при русі рідини – на тертя повітря об поверхню стінок повітропроводу (втрати по довжині) та подолання місцевих опорів.

Втрати тиску по довжині в повітропроводах круглого перерізу:

де λ– коефіцієнт втрат тиску по довжині; v – швидкість руху повітря;

l – довжина ділянки повітропроводу; d – діаметр повітропроводу.

При турбулентному режимі λ визначається за формулою Альтшуля.

Для розрахунків повітропроводів використовують також питомі втрати

тиску:

Місцеві опори виникають в місцях повороту повітропроводу, при розділенні і об’єднанні потоків, при зміні поперечних розмірів повітропроводу, при вході в повітропровід і виході з нього:

де ζ– коефіцієнт втрат тиску на місцевих опорах.

Вираз називають динамічним тиском.

Загальні втрати тиску:

де – сума коефіцієнтів втрат тиску на всіх місцевих опорах овітропроводу.

Проведемо розрахунок мережі стальних круглих повітропроводів, які розподіляють повітря на два приміщення та виберемо вентилятор.

Рахункова схема системи вентиляції

Вихідні дані:

Витрати повітря на ділянці 1: L ₁=2875 м³ / год

Довжина ділянки 1: l ₁ =47,7 м.

Витрати повітря на ділянці 3: L ₃ =1911,73 м³ / год

Довжина ділянки 3: l ₃ =32,3 м

Витрати повітря на ділянці 2 (спільна лінія):

.

Довжина ділянки 2: l ₂ =17,6 м

Місцеві опори на ділянці 2: приєднання вентилятора (коефіцієнт місцевого опору ζ 2).

Місцеві опори на ділянці 3: трійник у вузловій точці y ₁ з відгалуженням

(коефіцієнт місцевого опору у відгалуженні ζ =1,4); 4 колін під кутом

і направляючими лопатками (ζ =0,2); повітророзподільник (ζ =2,8).

Місцеві опори на ділянці 1: трійник у вузловій точці y ₁ (магістральний

коефіцієнт місцевого опору ζ =0,1); 6 коліна під кутом і направляючими

лопатками (ζ =0,2); повітророзподільник (ζ =2,8).

Розв’язання:

За довідником Юр’єва вибираємо:

для ділянки 2

Найближче значення витрат за таблицями – 4793 м³ / год.

Питомі втрати тиску: R ₂ = 2,81 Па/м

Діаметр повітропроводу: d ₂ = 400 мм

Швидкість руху повітря: v ₂ = 10,6 м/с

Динамічний тиск: Па

для ділянки 1

Найближче значення витрат за таблицями – 2888 м³ / год.

R ₁ = 3,59 Па/м

d ₁ = 315 мм

v ₁ = 10,3 м/с

Па

для ділянки 3

Найближче значення витрат за таблицями – 1925 м³ / год.

R ₃ = 5,33 Па/м

d ₃ = 250 мм

v ₃ = 10,9 м/с

Па

Втрати тиску по довжині:

Втрати тиску на місцевих опорах:

Загальні втрати тиску:

Сумарні втрати тиску:

Тиск вентилятора:

де k_p – коефіцієнт запасу, який враховує можливе збільшення втрат

тиску.

Продуктивність вентилятора:

де k_L – коефіцієнт запасу, який враховує можливі витоки повітря.

Поиск по сайту: