Коефіцієнт тертя повітря об поверхню воздуховода. Порядок розрахунку втрат тиску в повітроводах

1. V = L / (3600 * F) (м / сек)
2. послідовність виконання
3. етап перший
4. формування схеми
5. припливна
6. витяжна
7. Визначення розмірних величин перерізів повітропроводів
8. етап другий
9. Розрахунок втрат тиску на тертя
10. Обчислення показника динамічного тиску на відрізку
11. Визначення значень місцевих опорів на ділянках
12. Обчислення втрат тиску на місцевих опорах
13. Етап третій: ув'язка відгалужень
14. критерії ув'язки
15. Табл. № 1. Рекомендована швидкість руху повітря для різних приміщень
16. Алгоритм розрахунку втрат напору повітря
17. Табл. № 2. Еквівалентні діаметри круглих повітропроводів для квадратних
18. Табл. № 3. Втрати тиску на вигинах
19. Табл. № 4. Втрати тиску в диффузорах
20. Табл. № 5. Діаграма втрат тиску повітря в прямолінійних воздуховодах

Опір проходженню повітря у вентиляційній системі, в основному, визначається швидкістю руху повітря в цій системі. Зі збільшенням швидкості зростає і опір. Це явище називається втратою тиску. Статичний тиск, що створюється вентилятором, обумовлює рух повітря у вентиляційній системі, що має певний опір. Чим вище опір такої системи, тим менше витрата повітря, що переміщується вентилятором. Розрахунок втрат на тертя для повітря в повітроводах, а також опір мережевого обладнання (фільтр, шумоглушник, нагрівач, клапан та ін.) Може бути проведений за допомогою відповідних таблиць і діаграм, зазначених в каталозі. Загальне падіння тиску можна розрахувати, підсумувавши показники опору всіх елементів вентиляційної системи .

Визначення швидкості руху повітря в повітроводах:

V = L / (3600 * F) (м / сек)

де L - витрата повітря, м 3 / год;
F - площа перетину каналу, м 2.

Рекомендація 1.
Втрата тиску в системі повітроводів може бути знижена за рахунок збільшення перерізу повітропроводів, що забезпечують відносно однакову швидкість повітря у всій системі. На зображенні ми бачимо, як можна забезпечити щодо однакову швидкість повітря в мережі повітроводів при мінімальній втраті тиску.

Рекомендація 2.
У системах з великою протяжністю повітроводів і великою кількістю вентиляційних решіток доцільно розміщувати вентилятор в середині вентиляційної системи. Таке рішення володіє декількома перевагами. З одного боку, знижуються втрати тиску, а з іншого боку, можна використовувати повітроводи меншого перетину.

Приклад розрахунку вентиляційної системи:
Розрахунок необхідно почати зі складання ескізу системи із зазначенням місць розташування повітроводів, вентиляційних решіток, вентиляторів, а також довжин ділянок повітропроводів між трійниками, потім визначити витрата повітря на кожній ділянці мережі.

З'ясуємо втрати тиску для ділянок 1-6, скориставшись графіком втрати тиску в круглих повітропроводах, визначимо необхідні діаметри повітроводів і втрату тиску в них за умови, що необхідно забезпечити допустиму швидкість руху повітря.

Ділянка 1: витрата повітря становитиме 220 м 3 / год. Приймаємо діаметр воздуховода рівним 200 мм, швидкість - 1,95 м / с, втрата тиску складе 0,2 Па / м х 15 м = 3 Па (див. Діаграму визначення втрат тиску в повітроводах).

Ділянка 2: повторимо ті ж розрахунки, не забувши, що витрата повітря через цю ділянку вже становитиме 220 + 350 = 570 м 3 / год. Приймаємо діаметр воздуховода рівним 250 мм, швидкість - 3,23 м / с. Втрата тиску складе 0,9 Па / м х 20 м = 18 Па.

Ділянка 3: витрата повітря через цю ділянку становитиме 1070 м 3 / год.
Приймаємо діаметр воздуховода рівним 315 мм, швидкість 3,82 м / с. Втрата тиску складе 1,1 Па / м х 20 = 22 Па.

Ділянка 4: витрата повітря через цю ділянку становитиме 1570 м 3 / год. Приймаємо діаметр воздуховода рівним 315 мм, швидкість - 5,6 м / с. Втрата тиску складе 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Ділянка 5: витрата повітря через цю ділянку становитиме 1570 м 3 / год. Приймаємо діаметр воздуховода рівним 315 мм, швидкість 5,6 м / с. Втрата тиску складе 2,3 Па / м х 1 = 2,3 Па.

Ділянка 6: витрата повітря через цю ділянку становитиме 1570 м 3 / год. Приймаємо діаметр воздуховода рівним 315 мм, швидкість 5,6 м / с. Втрата тиску складе 2,3 Па х 10 = 23 Па. Сумарна втрата тиску в повітроводах становитиме 114,3 Па.

Коли розрахунок останньої ділянки завершено, необхідно визначити втрати тиску в мережевих елементах: в Шумоглушники СР 315/900 (16 Па) і в зворотному клапані КОМ 315 (22 Па). Також визначимо втрату тиску в відводах до ґрат (опір 4-х відводів в сумі становитимуть 8 Па).

Визначення втрат тиску на вигинах повітропроводів

Графік дозволяє визначити втрати тиску в відвід, виходячи з величини кута вигину, діаметра і витрати повітря.

Приклад. Визначимо втрату тиску для відводу 90 ° діаметром 250 мм при витраті повітря 500 м 3 / год. Для цього знайдемо перетин вертикальної лінії, що відповідає нашому витраті повітря, з похилою рисою, що характеризує діаметр 250 мм, і на вертикальної межі зліва для відводу в 90 ° знаходимо величину втрати тиску, яка становить 2 Па.

Приймаються до установки стельові дифузори серії ПФ, опір яких, згідно з графіком, буде складати 26 Па.

Тепер підсумуємо все величини втрати тиску для прямих ділянок повітропроводів, мережевих елементів, відводів та решіток. Шукана величина 186,3 Па.

Ми розрахували систему і визначили, що нам потрібен вентилятор, щоб віддалитися 1570 м 3 / год повітря при опорі мережі 186,3 Па. З огляду на необхідні для роботи системи характеристики нас влаштує вентилятор необхідні для роботи системи характеристики нас влаштує вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Визначення втрат тиску в повітроводах

Визначення втрат тиску в зворотному клапані

Підбір необхідного вентилятора

Визначення втрат тиску в Шумоглушники

Визначення втрат тиску на вигинах воздухуводов

Визначення втрат тиску в диффузорах

Мета аеродинамічного розрахунку полягає у визначенні розмірів поперечних перерізів і втрат тисків на ділянках системи і в системі в цілому. При розрахунку необхідно враховувати наступні положення.

1. На аксонометрической схемою системи проставляються витрати і двсех ділянок.

2. Вибирається магістральний напрям і проводиться нумерація ділянок, потім нумерують відгалуження.

3. За допустимої швидкості на ділянках магістрального напряму визначають площі поперечних перерізів:

Отриманий результат округлюють до стандартних значень, які є розрахунковими, і за стандартною площі знаходять діаметр d або розміри a і b каналу.

У довідковій літературі до таблиць аеродинамічного розрахунку наведено перелік стандартних розмірів площ повітропроводів круглої і прямокутної форми .

* Примітка: дрібні птахи, які потрапили в зону факела зі швидкістю, що дорівнює 8 м / с, прилипають до грат.

4. З таблиць аеродинамічного розрахунку по обраному діаметру і витраті на ділянці визначають розрахункові значення швидкості υ, питомі втрати на тертя R, динамічний тиск Р дин. Якщо необхідно, то визначають коефіцієнт відносної шорсткості β ш.

5. На ділянці визначають види місцевих опорів, їх коефіцієнти ξ і сумарне значення Σξ.

6. Знаходять втрати тиску в місцевих опорах:

Z = Σξ · Р дин.

7. Визначають втрати тиску на тертя:

? Р тр = R · l.

8.Рассчітивают втрати тиску на даній ділянці по одній з наступних формул:

? Р уч = Rl + Z,

? Р уч = Rlβ ш + Z.

Розрахунок повторюють з пункту 3 до пункту 8 для всіх ділянок магістрального напряму.

9. Визначають втрати тиску в устаткуванні, розташованому на магістральному напрямку? Р об.

10. Розраховують опір системи? Р с.

11. Для всіх відгалужень повторюють розрахунок з пункту 3 до пункту 9, якщо на відгалуженнях є обладнання.

12. Проводять ув'язку відгалужень з паралельними ділянками магістралі:

. (178)

Відгалуження повинні мати опір трохи більше або рівний опору паралельної ділянки магістралі.

Повітроводи прямокутної форми мають аналогічний порядок розрахунку, тільки в пункті 4 по значенню швидкості, знайденої з виразу:

,

і еквівалентного діаметра за швидкістю d υ знаходять з таблиць аеродинамічного розрахунку довідкової літератури питомі втрати на тертя R, динамічний тиск Р дин, причому L табл ≠ L уч.

Аеродинамічні розрахунки забезпечують виконання умови (178) за рахунок зміни діаметрів на відгалуженнях або установкою дросселирующих пристроїв (дросель-клапанів, шиберів).

Для деяких місцевих опорів значення ξ наводиться в довідковій літературі в залежності від швидкості. Якщо значення розрахункової швидкості не збігається з табличним, то ξ перераховують за виразом:

Для нерозгалужених систем або систем незначних розмірів ув'язку відгалужень виробляють не тільки за допомогою дросель-клапанів, а й діафрагм.

Для зручності аеродинамічний розрахунок виконують в табличній формі.

Розглянемо порядок аеродинамічного розрахунку витяжної механічної системи вентиляції.

��№ участ-ка L, м 3 / год F, м 2 V, м / с a × b, мм D е, мм β ш R, Па / м l, м Rlβ ш, Па Вид місцевого опору Σξ Р д , Па Z = Σξ · Р д Па? Р = Rl + Z, Па на ділянці на магіст-Рале 1-2 0,196 11,71 - 2,56 11,93 30,5 0,42-вн. розширення 0,38-конфузор 0,21-2отвода 0,35-трійник 1,57 83,63 131,31 282,85 282,85 2-3 0,396 11,59 - 1,63 15,35 25,0 0, 21-3отвода 0,2-трійник 0,83 81,95 68,02 93,04 375,89 3-4 0,502 10,93 - 1,25 2,76 3,5 0,21-2отвода 0,1-перехід 0,52 72,84 37,88 41,33 417,21 4-5 0,632 8,68 795х795 2,085 0,82 3,50 6,0 5,98 423,20 2 "-2 0,196 11,71 - 2, 56 6,27 16,1 0,42-вн. розширення 0,38-конфузор 0,21-2отвода 0,98-трійник 1,99 83,63 166,43 303,48 6-7 0,0375 5,50 250х200 - 1,8-сітка 1,80 18,48 33,26 33,26 0,078 10,58 - 3,79 5,54 21,0 1,2-поворот 0,17-трійник 1,37 68,33 93 , 62 114,61 7-3 0,078 11,48 - 4,42 5,41 23,9 0,17-відвід 1,35-трійник 1,52 80,41 122,23 146,14 7 "-7 0,015 4 , 67 200х100 - 1,8-сітка 1,80 13,28 23,91 23,91 0,0123 5,69 - 3,80 1,23 4,7 1,2-поворот 5,5-трійник 6,70 19,76 132,37 137,04

Трійники мають два опору - на прохід і на відгалуження, і вони завжди відносяться до ділянок з меншою витратою, тобто або до прохідного перетину, або до відгалуження. При розрахунку відгалужень в графі 16 (табл. Стор.88) прочерк.

Щоб визначитися з розмірами перерізів на будь-якому з відрізків повітророзподільної системи, необхідно провести аеродинамічний розрахунок повітроводів. Показники, отримані при такому розрахунку, визначають працездатність як всієї проектованої системи вентиляції, так і окремих її ділянок.

Для створення комфортних умов в кухні, окремій кімнаті або приміщенні в цілому необхідно забезпечити правильну проектування повітророзподільної системи, яка складається з безлічі деталей. Важливе місце серед них займає повітропровід, визначення квадратури якого впливає на значення швидкості повітряного потоку і гучність вентиляційної системи в цілому. Визначити ці та ряд інших показників дозволить аеродинамічний розрахунок повітроводів.

послідовність виконання

Включає кілька етапів, кожен з них визначає ряд показників, а також їх сумарні значення. Всі елементи формуються у вигляді таблиць.

1. Розробляється аксонометрична схема повітророзподільної системи і готується до розрахунку і вибору перетинів повітроводів.
2. Розраховуються аеродинамічні опору.
3. Проводиться ув'язка основної лінії (магістралі) і відгалужень.

етап перший

Сюди входить аеродинамічний розрахунок механічних систем кондиціонування або вентиляції, який включає ряд послідовних операцій.Составляется схема в аксонометрии, яка включає вентиляцію: як приточную, так і витяжну, і готується до розрахунку.

Розміри площі перетинів повітроводів визначаються в залежності від їх типу: круглого або прямокутного.

формування схеми

Схема складається в аксонометрии з масштабом 1: 100. На ній вказуються пункти з розташованими вентиляційними пристроями і споживанням повітря, що проходить через них.

Тут слід визначитися з магістраллю - основною лінією виходячи з якої проводяться всі операції. Вона являє собою ланцюг послідовно з'єднаних відрізків, з найбільшим навантаженням і максимальною довжиною.

Вибудовуючи магістраль, слід звернути увагу на те яка система проектується: припливна або витяжна.

припливна

Тут лінія розрахунку вибудовується від самого віддаленого розподільника повітря з найбільшим споживанням. Вона проходить через такі припливні елементи, як повітроводи та вентиляційна установка аж до місця де відбувається забір повітря. Якщо ж система повинна обслуговувати кілька поверхів, то розподільник повітря розташовують на останньому.

витяжна

Будується лінія від самого віддаленого витяжного пристрою, максимально витрачає повітряний потік, через магістраль до установки витяжки та далі до шахти, через яку здійснюється викид повітря.

Якщо планується вентиляція для декількох рівнів і установка витяжки розташовується на покрівлі або горищі, то лінія розрахунку повинна починатися з повітророзподільного пристрої самого нижнього поверху або підвалу, який теж входить в систему. Якщо установка витяжки знаходиться в підвальному приміщенні, то від повітророзподільного пристрої останнього поверху.

Вся лінія розрахунку розбивається на відрізки, кожен з них являє собою ділянку воздуховода з наступними характеристиками:

• повітропровід єдиного розміру перетину;
• з одного матеріалу;
• з постійним споживанням повітря.

Наступним кроком є ​​нумерація відрізків. Починається вона з найбільш віддаленого витяжного пристрою або розподільника повітря, кожному присвоюється окремий номер. Основний напрямок - магістраль виділяється жирною лінією.

Далі, на основі аксонометрической схеми для кожного відрізка визначається його протяжність з урахуванням масштабу і споживання повітря. Останній являє собою суму всіх величин споживаного повітряного потоку, що протікає через відгалуження, які примикають до магістралі. Значення показника, який виходить в результаті послідовного підсумовування, має поступово зростати.

Визначення розмірних величин перерізів повітропроводів

Проводиться виходячи з таких показників, як:

• споживання повітря на відрізку;
• нормативні рекомендовані значення швидкості руху повітряного потоку складають: на магістралях - 6м / с, на шахтах де відбувається забір повітря - 5м / с.

Розраховується попереднє розмірна величина воздуховода на відрізку, яка наводиться до найближчого стандартного. якщо вибирається прямокутний повітропровід , То значення підбираються на основі розмірів сторін, ставлення між якими становить не більше ніж 1 до 3.

етап другий

Тут розраховуються аеродинамічні показники опору. після вибору стандартних перетинів повітропроводів уточнюється величина швидкості повітряного потоку в системі.

Розрахунок втрат тиску на тертя

Наступним кроком є ​​визначення питомих втрат тиску на тертя виходячи з табличних даних або номограм. У ряді випадків може знадобитися калькулятор для визначення показників на основі формули, що дозволяє провести розрахунок з похибкою в 0,5 відсотка. Для обчислення загального значення показника, що характеризує втрати тиску на всій ділянці, потрібно його питомий показник помножити на довжину. На цьому етапі також слід враховувати поправочний коефіцієнт на шорсткість. Він залежить від величини абсолютної шорсткості того чи іншого матеріалу воздуховода, а також швидкості.

Обчислення показника динамічного тиску на відрізку

Тут визначають показник, що характеризує динамічний тиск на кожній ділянці виходячи з значень:

• швидкості повітряного потоку в системі;
• щільності повітряної маси в стандартних умовах, яка становить 1,2 кг / м3.

Визначення значень місцевих опорів на ділянках

Їх можна розрахувати виходячи з коефіцієнтів місцевого опору. Отримані значення зводять в табличній формі, в яку включаються дані всіх ділянок, причому не тільки прямі відрізки, але і по кілька фасонних частин. Назва кожного елемента заноситься в таблицю, там же вказуються відповідні значення і характеристики, за якими визначається коефіцієнт місцевого опору. Ці показники можна знайти у відповідних довідкових матеріалах по підбору обладнання для вентиляційних установок.

При наявності великої кількості елементів в системі або при відсутності певних значень коефіцієнтів використовується програма, яка дозволяє швидко здійснити громіздкі операції і оптимізувати розрахунок в цілому. Загальна величина опору визначається як сума коефіцієнтів всіх елементів відрізка.

Обчислення втрат тиску на місцевих опорах

Розрахувавши підсумкову сумарну величину показника, переходять до обчислення втрат тиску на аналізованих ділянках. Після розрахунку всіх відрізків основної лінії отримані числа підсумовують і визначають загальне значення опору вентиляційної системи.

Етап третій: ув'язка відгалужень

Коли проведені всі необхідні розрахунки необхідно провести ув'язку декількох відгалужень. Якщо система обслуговує один рівень, то пов'язують відгалуження не входять в магістраль. Розрахунок проводять в тому ж порядку, що і для основної лінії. Результати заносяться в таблицю. В багатоповерхових будівлях для ув'язки використовуються поверхові відгалуження на проміжних рівнях.

критерії ув'язки

Тут зіставляються значення суми втрат: тиску по ув'язується відрізках з паралельно приєднаної магістраллю. Необхідно щоб відхилення становило не більше 10 відсотків. Якщо встановлено, що розбіжність більше, то ув'язку можна проводити:

• Шляхом підбору відповідніх Розмірів перетин повітроводів;
• с помощью установки на відгалуженнях діафрагм або дросельно клапанів.

Іноді для проведення подібніх розрахунків необхідній Всього лишь калькулятор и пара довідніків. Если ж нужно провести аеродінамічній розрахунок вентиляції великих будівель або виробничих приміщень , То Знадоби відповідна програма. Вона дозволить швидко визначити розміри перетинів, втрати тиску як на окремих відрізках, так і в усій системі в цілому.

http://www.youtube.com/watch?v=v6stIpWGDow Video can not be loaded: Проектування систем вентиляції. (Http://www.youtube.com/watch?v=v6stIpWGDow)

Головна вимога до всіх типів систем вентиляції - забезпечувати оптимальну кратність обміну повітря в приміщеннях або конкретних робочих зонах. З урахуванням цього параметра проектується внутрішній діаметр воздуховода і підбирається потужність вентилятора. Для того щоб гарантувати необхідну ефективність функціонування системи вентиляції, виконується розрахунок втрат тиску напору в повітроводах, ці дані беруться до уваги під час визначення технічних характеристик вентиляторів. Показники рекомендованої швидкості повітряного потоку вказані в таблиці № 1.

Табл. № 1. Рекомендована швидкість руху повітря для різних приміщень

призначення

Основна вимога Безшумність Мін. втрати напору Магістральні канали Головні канали Відгалуження Приплив Витяжка Приплив Витяжка Житлові приміщення 3 5 4 3 3 Дiяльнiсть готелiв 5 7.5 6.5 6 5 Установи 6 8 6.5 6 5 ресторанiв 7 9 7 7 6 Магазини 8 9 7 7 6

Виходячи з цих значень слід розраховувати лінійні параметри повітроводів.

Алгоритм розрахунку втрат напору повітря

Розрахунок потрібно починати зі складання схеми системи вентиляції з обов'язковим зазначенням просторового розташування повітроводів, довжини кожної ділянки, вентиляційних решіток, додаткового обладнання для очищення повітря, технічної арматури і вентиляторів. Втрати визначаються спочатку по кожній окремій лінії, а потім сумуються. За окремим технологічним ділянці втрати визначаються за допомогою формули P = L × R + Z, де P - втрати повітряного тиску на розрахунковій ділянці, R - втрати на погонному метрі ділянки, L - загальна довжина повітроводів на ділянці, Z - втрати в додатковій арматурі системи вентиляції.

Для розрахунку втрат тиску в круглому повітроводі використовується формула Pтр. = (L / d × X) × (Y × V) / 2g. X - табличний коефіцієнт тертя повітря, залежить від матеріалу виготовлення воздуховода, L - довжина розрахункової ділянки, d - діаметр воздуховода, V - необхідна швидкість повітряного потоку, Y - щільність повітря з урахуванням температури, g - прискорення падіння (вільного). Якщо система вентиляції має квадратні повітроводи, то для переведення круглих значень в квадратні слід користуватися таблицею № 2.

Табл. № 2. Еквівалентні діаметри круглих повітропроводів для квадратних

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

По горизонталі вказана висота квадратного воздуховода, а по вертикалі ширина. еквівалентну значення круглого перетину знаходиться на перетині ліній.

Втрати тиску повітря в вигинах беруться з таблиці № 3.

Табл. № 3. Втрати тиску на вигинах

Для визначення втрат тиску в диффузорах використовуються дані з таблиці № 4.

Табл. № 4. Втрати тиску в диффузорах

У таблиці № 5 дається загальна діаграма втрат на прямолінійній ділянці.

Табл. № 5. Діаграма втрат тиску повітря в прямолінійних воздуховодах

Всі окремі втрати на даній ділянці воздуховода підсумовуються і коригуються з таблицею № 6. Табл. № 6. Розрахунок зниження тиску потоку в системах вентиляції

Під час проектування і розрахунків існуючі Нормативні акти рекомендують, щоб різниця у величині втрат тиску між окремими ділянками не перевищувала 10%. Вентилятор потрібно встановлювати в ділянці системи вентиляції з найбільш високим опором, найвіддаленіші повітроводи повинні мати мінімальний опір. Якщо ці умови не виконуються, то необхідно змінювати план розміщення повітропроводів і додаткового устаткування з урахуванням вимог положень.