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
При переміщенні повітря в системах вентиляції відбувається втрата енергії, яка зазвичай виражається в перепадах тисків повітря на окремих ділянках системи і в системі в цілому. Аеродинамічний розрахунок проводиться з метою визначення розмірів поперечного перерізу ділянок мережі.
В останньому випадку підбір розмірів поперечного перерізу повітропроводів, як правило, проводять по гранично допустимим швидкостям повітря.
Аеродинамічний розрахунок вентиляційної системи складається з двох етапів: розрахунку ділянок основного напрямку - магістралі і ув'язки всіх інших ділянок системи.
Розрахунок ведеться в такій послідовності.
1. Визначають навантаження окремих розрахункових ділянок. Для цього систему розбивають на окремі ділянки. Розрахунковий ділянку характеризується постійним по довжині витратою повітря. Кордонами між окремими ділянками служать трійники.
Розрахункові витрати на ділянках визначають підсумовуванням витрат на окремих відгалуженнях, починаючи з периферійних ділянок. Значення витрати і довжину кожної ділянки вказують на аксонометрической схемою системи, що розраховується
2. Вибирають основне (магістральний) напрямок, для чого виявляють найбільш протяжну ланцюжок послідовно розташованих розрахункових ділянок. При рівній протяжності магістралей в якості розрахункової вибирають найбільш навантажену.
3. Нумерацію ділянок магістралі зазвичай починають з ділянки з меншою витратою. Витрата, довжину і результати подальших розрахунків заносять в табл. аеродинамічного розрахунку.
4. Переймаючись швидкостями руху повітря u річок і витратою повітря на ділянці, визначають перетин воздуховода:
Швидкість розрахунок по мірі наближення до вентилятора.
5. визначають діаметр d, мм, фактичну швидкість руху повітря в ньому u факт, м / с, питому втрату тиску на тертя R, Па / м і загальні втрати тиску по довжині Rl. Якщо матеріал воздуховода відмінний від стали, то вводиться поправочний коефіцієнт n в залежності від матеріалу застосовуються повітропроводів:
для круглих повітропроводів : 
Для прямокутних повітропроводів: 
6. Далі визначають втрати тиску на місцеві опори. для кожної ділянки окремо виписуються всі місцеві опори і виробляють підсумовування їх по дільницях. Слід пам'ятати, що місцеві опори трійників треба відносити до ділянки з меншим навантаженням.
7. Втрати тиску DР, Па, на ділянці воздуховода визначають за формулою:
DР = Rnl + Z,
де R - питома втрата тиску на 1 м сталевого воздуховода, Па / м;
Z - втрата тиску в місцевих опорах;
n- поправка на шорсткість стінок воздуховода Приймається в залежності від матеріалу воздуховода
8. Втрату тиску в місцевих опорах Z, Па, розраховують за формулою
де Р д - динамічний тиск повітря на ділянці, Па
Sx - сума коефіцієнтів місцевих опорів
r - щільність повітря, кг / м 3;
u - швидкість руху повітря в повітроводі, м / с.
9. Загальні втрати тиску в системі дорівнюють сумі втрат по магістралі і в вентиляційному обладнанні:
DR = S (Rnl + Z) маг
Для систем з механічним спонуканням руху повітря за значенням загальних втрат тиску в системі визначається необхідний тиск вентилятора. Результати розрахунку заносяться в табл ..
10. Ув'язку інших ділянок (відгалужень) проводять, починаючи з найбільш протяжних відгалужень. Методика ув'язки відгалужень аналогічна розрахунку ділянок основного напрямку. При ув'язці відгалуження, раніше розраховані втрати тиску в магістралі і діаметри повітроводів перерахунку не підлягають:
Р расп.отв = S (Rnl + Z) парал.уч
Розміри перерізів відгалужень вважаються підібраними, якщо відносна нев'язка втрат в паралельних ділянках не перевищує 15%:
коментарів:
- Вихідні дані для обчислень
- З чого починати?
- порядок обчислень
Серцем будь-якої вентиляційної системи з механічним спонуканням повітряного потоку є вентилятор, який створює цей потік в повітроводах. Потужність вентилятора безпосередньо залежить від напору, який необхідно створити на виході з нього, а для того, щоб визначити величину цього тиску, потрібно провести розрахунок опору всієї системи каналів.
Для розрахунку втрат тиску потрібна схема і розміри воздуховода і додаткового обладнання.
Вихідні дані для обчислень
Коли відома схема вентиляційної системи, розміри всіх повітропроводів підібрані і визначено додаткове обладнання, схему зображують у фронтальній ізометричної проекції, тобто аксонометрии. Якщо її виконати відповідно до діючих стандартів, то на кресленнях (або ескізах) буде видна вся інформація, необхідна для розрахунку.
- За допомогою поверхових планувань можна визначити довжини горизонтальних ділянок повітропроводів. Якщо ж на аксонометрической схемою проставлені відмітки висот, на яких проходять канали, то протяжність горизонтальних ділянок теж стане відома. В іншому випадку будуть потрібні розрізи будівлі, у яких прокладені трасами повітропроводів. І в крайньому випадку, коли інформації недостатньо, ці довжини доведеться визначати за допомогою замірів за місцем прокладки.
- На схемі повинно бути зображено за допомогою умовних позначень все додаткове обладнання, встановлене в каналах. Це можуть бути діафрагми, заслінки з електроприводом, протипожежні клапани, а також пристрої для роздачі або витяжки повітря (решітки, панелі, парасолі, дифузори). Кожна одиниця цього обладнання створює опір на шляху повітряного потоку, яке необхідно враховувати при розрахунку.
- Відповідно до нормативів на схемі біля умовних зображень повітропроводів повинні бути проставлені витрати повітря і розміри каналів. Це визначають параметри для обчислень.
- Всі фасонні та розгалужується елементи теж повинні бути відображені на схемі.
Якщо такої схеми на папері або в електронному вигляді не існує, то доведеться її накреслити хоча б в чорновому варіанті, при обчисленнях без неї не обійтися.
Повернутися до списку
З чого починати?
Діаграма втрати напору на кожен метр повітроводу.
Дуже часто доводиться стикатися з досить простими схемами вентиляції, в яких присутня повітропровід одного діаметра і немає ніякого додаткового обладнання. Такі схеми прораховуються досить просто, але що робити, якщо схема складна з безліччю відгалужень? Згідно з методикою прорахунку втрат тиску в повітроводах, яка викладена в багатьох довідкових виданнях, потрібно визначити найдовшу гілка системи або гілку з найбільшим опором. З'ясувати таку по опору на око вдається рідко, тому прийнято вести розрахунок по найдовшою гілки. Після цього користуючись величинами витрат повітря, проставлених на схемі, всю гілку ділять на ділянки за цією ознакою. Як правило, витрати змінюються після розгалужень (трійників) і при розподілі найкраще орієнтуватися на них. Бувають і інші варіанти, наприклад, припливні або витяжні решітки, вбудовані прямо в магістральний повітропровід. Якщо на схемі це не показано, а така решітка є, буде потрібно витрата після неї вирахувати. Ділянки нумерують починаючи від самого віддаленого від вентилятора.
Повернутися до списку
порядок обчислень
Загальна формула розрахунку втрат тиску в повітроводах для всієї вентиляційної системи виглядає наступним чином:
HB = Σ (Rl + Z), де:
- HB - втрати тиску у всій системі повітропроводів, кгс / м²;
- R - опір тертю 1 м воздухопровода еквівалентного перерізу, кгс / м²;
- l - довжина ділянки, м;
- Z - величина тиску, теряемого повітряним потоком в місцевих опорах (фасонних елементах і додатковому устаткуванні).
Примітка: значення площі поперечного перерізу воздуховода, яка бере участь в розрахунку, приймається спочатку як для круглої форми каналу. Опір тертю для каналів прямокутної форми визначається по площі перетину, еквівалентному круглому.
Розрахунок починають від найвіддаленішого ділянки №1, потім переходять до другого ділянці і так далі. Результати обчислень по кожній ділянці складаються, про що і говорить математичний знак підсумовування в розрахунковій формулі. Параметр R залежить від діаметра каналу (d) і динамічного тиску в ньому (Р д), а останнє, в свою чергу, залежить від швидкості руху повітряного потоку. Коефіцієнт абсолютної шорсткості стінок (λ) традиційно приймається як для повітропроводу з оцинкованої сталі і становить 0,1 мм:
R = (λ / d) Р д.
Користуватися цією формулою в процесі розрахунку втрат тиску не має сенсу, так як значення R для різних швидкостей повітря і діаметрів вже прораховані і є довідковими величинами (Р. В. Щокін, І.Г. старовірів - довідники). Тому просто необхідно знайти ці значення відповідно до конкретних умов переміщення повітряних мас і підставити їх в формулу. Ще один показник, динамічний тиск Р д, який пов'язаний з параметром R і бере участь в подальшому підрахунку місцевих опорів, теж величина довідкова. З огляду на цей зв'язок між двома параметрами, в довідкових таблицях вони наводяться спільно.
Значення Z втрат тиску в місцевих опорах розраховують за формулою:
Z = Σξ Р д.
Знак підсумовування позначає, що потрібно скласти результати розрахунку по кожному з місцевих опорів на заданій ділянці. Крім вже відомих параметрів, у формулі присутній коефіцієнт ξ. Його величина безрозмірна і залежить від виду місцевого опору. Значення параметра для багатьох елементів вентиляційних систем пораховані або визначені дослідним шляхом, тому знаходяться в довідковій літературі. Коефіцієнти місцевого опору вентиляційного устаткування найчастіше вказують самі виробники, визначивши їх значення дослідним шляхом на виробництві або в лабораторії.
Обчисливши довжину ділянки №1, кількість і вид місцевих опорів, слід правильно визначити всі параметри і підставити їх в розрахункові формули. Отримавши результат, переходити до другого ділянці і далі, до самого вентилятора. При цьому не слід забувати про ту ділянку воздухопровода, який розташований вже за вентиляційної установкою, адже напору вентилятора повинно вистачити і на подолання його опору.
Закінчивши розрахунки по найдовшою гілки, виробляють такі ж по сусідній гілці, потім за наступною і так до самого кінця. Зазвичай ці всі гілки мають багато спільних ділянок, тому обчислення підуть швидше. Метою визначення втрат тиску на всіх гілках є їх загальна ув'язка, адже вентилятор повинен розподілити свій витрата рівномірно по всій системі. Тобто в ідеалі втрати тиску в одній гілці повинні відрізнятися від іншого не більше ніж на 10%. Простими словами, це означає, що саме ближнє до вентилятора відгалуження повинно мати найвище опір, а далеке - найнижче. Якщо це не так, рекомендується повернутися до перерахунку діаметрів повітропроводів і швидкостей руху повітря в них.
echo get_the_author_meta ( "display_name", $ auhor); ?>
Метою аеродинамічного розрахунку є визначення втрат тиску (опору) руху повітря в усіх елементах системи вентиляції - воздуховодах, їх фасонних елементах, решітках, диффузорах, воздухонагревателях та інших. Знаючи загальну величину цих втрат, можна підібрати вентилятор, здатний забезпечити необхідний витрата повітря. Розрізняють пряму і обернену задачі аеродинамічного розрахунку. Пряма задача вирішується при проектуванні новостворюваних систем вентиляції, полягає у визначенні площі перетину всіх ділянок системи при заданій витраті через них. Зворотній завдання - визначення витрати повітря при заданій площі перетину експлуатованих або реконструюються систем вентиляції. У таких випадках для досягнення необхідної витрати досить зміни частоти обертання вентилятора або його заміни на інший типорозмір.
Аеродинамічний розрахунок починають після визначення кратності повітрообміну приміщень і прийняття рішення по трасуванні (схемою прокладки) повітропроводів і каналів. Кратність повітрообміну є кількісною характеристикою роботи системи вентиляції, показує, скільки разів протягом 1-го години обсяг повітря приміщення повністю заміниться новим. Кратність залежить від характеристик приміщення, його призначення і може відрізнятися в кілька разів. Перед початком аеродинамічного розрахунку створюється схема системи в аксонометрической проекції і масштабі М 1: 100. На схемі виділяють основні елементи системи: повітроводи, їх фасонні частини, фільтри, шумоглушники, клапана, повітронагрівачі, вентилятори, решітки та інші. За цією схемою, будівельним планам приміщень визначають довжину окремих гілок. Схему ділять на розрахункові ділянки, які мають постійну витрату повітря. Межами розрахункових ділянок є фасонні елементи - відводи, трійники та інші. Визначають витрата на кожній дільниці, наносять його, довжину, номер ділянки на схему. Далі вибирають магістраль - найбільш довгий ланцюг послідовно розташованих ділянок, рахуючи від початку системи до самого віддаленого відгалуження. Якщо в системі кілька магістралей однакової довжини, то головною вибирають з великою витратою. Приймається форма поперечного перерізу повітропроводів - кругла, прямокутна або квадратна. Втрати тиску на ділянках залежать від швидкості повітря і складаються з: втрат на тертя і в місцевих опорах. Загальні втрати тиску системи вентиляції дорівнюють втратам магістралі і складаються з суми втрат всіх її розрахункових ділянок. Обирають напрямок розрахунку - від самого далекого ділянки до вентилятора.
За площею F визначають діаметр D (для круглої форми) або висоту A і ширину B (для прямокутної) воздуховода, м. Отримані величини округлюють до найближчого більшого стандартного розміру , Тобто D ст, А ст і В ст (довідкова величина).
Перераховують фактичні площа перетину F факт і швидкість v факт.
для прямокутного повітроводу визначають т.зв. еквівалентний діаметр DL = (2A ст * B ст) / (A ст + B ст), м.
Визначають величину критерію подібності Рейнольдса Re = 64100 * D ст * v факт. Для прямокутної форми DL = D ст.
Коефіцієнт тертя λ тр = 0,3164 / Re-0,25 при Re≤60000, λ тр = 0,1266 / Re-0,167 при Re> 60000.
Коефіцієнт місцевого опору λм залежить від їх типу, кількості і вибирається з довідників.
Такі схеми прораховуються досить просто, але що робити, якщо схема складна з безліччю відгалужень?Echo get_the_author_meta ( "display_name", $ auhor); ?
