Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Задача аэродинамического расчета систем вентиляции

Расчет аэродинамических параметров вентиляционной сети

Supply and exhaust flow regulators in each individual room are an integral attribute of ventilation systems. however, their use does not guarantee 100 % match of actual and design flows. And this means that the current approach to calculation of air duct networks does not allow for evaluation of indoor air parameters’ values. This article presents the results of an alternative approach to calculation of aerodynamic ventilation system parameters.

Регуляторы расхода на притоке и вытяжке в каждом отдельно взятом помещении являются неотъемлемым атрибутом вентиляционных систем. При этом их наличие не гарантирует 100 %-ного совпадения фактического и проектного расходов. А это означает, что существующий подход к расчету сетей воздуховодов не позволяет выполнять оценки значений параметров воздуха в помещениях.

В данной статье предлагаются вниманию результаты применения альтернативного подхода к расчету аэродинамических параметров систем вентиляции.

Расчет аэродинамических параметров вентиляционной сети

А. А. Бородкин, технический директор компании ООО «Инженерное бюро ВИНДЭКО»

Регуляторы расхода на притоке и вытяжке в каждом отдельно взятом помещении являются неотъемлемым атрибутом вентиляционных систем. При этом их наличие не гарантирует 100 %-ного совпадения фактического и проектного расходов. А это означает, что существующий подход к расчету сетей воздуховодов не позволяет выполнять оценки значений параметров воздуха в помещениях.

В данной статье предлагаются вниманию результаты применения альтернативного подхода к расчету аэродинамических параметров систем вентиляции. По мнению автора, именно значения реальных расходов приточного и вытяжного воздуха в каждом отдельно взятом помещении должны быть окончательным результатом расчета сети, а не величины падений давления. Информация о фактических величинах расходов позволяет оценить значения всех параметров, отвечающих за комфорт в помещении, а именно – концентрации СО2, уровня шума, скорости и переохлаждения воздуха в рабочей зоне (далее РЗ).

Стандартная процедура расчета параметров сети воздуховодов в первую очередь используется для подбора приточно-вытяжного агрегата. Для этого в сети выделяется наиболее нагруженная ветка, потери давления в которой достигают максимального значения. Расчеты потерь давления на проход, на поворот, на трение ведутся в предположении, что расходы воздуха на притоке и вытяжке в каждом помещении известны и равны проектным. Для обеспечения проектных расходов применяются регуляторы расхода – CAV-регуляторы, IRIS и т. п. Из того факта, что точность регуляторов не может быть равной нулю – например, для CAV она лежит в диапазоне ±5÷10 % в зависимости от расхода, – следует, что на практике величина фактического расхода всегда будет отличаться от проектной даже при применении регуляторов. Так, при использовании CAV-регуляторов фактический расход будет лежать в диапазоне Vфакт = Vпроект · (1 ± 0,05 ÷ 0,1). Причем заранее предсказать конкретное значение расхождения невозможно. В отсутствие информации о фактической величине расхода не представляется возможным оценить отклонения от нормируемых параметров в помещении, например концентрации СО2.

Идея альтернативной методики базируется на подходе, предложенном в [1] для расчета воздуховодов постоянного расхода. Отличие заключается в том, что для расчета изменения статического давления по длине воздуховода используются формулы для потерь давления на поворот и проход [2] и потери давления в воздухораспределительном устройстве (ВР) [6]. В отличие от существующей методики расчета потерь давления в сети, в которой местные потери представляют собой функции от скоростей, в предлагаемой методике эти же функции преобразуются к виду, где расходы воздуха на входе и выходе из помещения зависят от соответствующих значений падения давления. Применяя последовательно эти выражения для каждого отвода в уравнениях движения, от входа в приточный до выхода из вытяжного воздуховода, можно определить значения расходов воздуха в каждом отдельно взятом ВР в зависимости от величины полного давления и скорости воздуха на входе/выходе в приточный/вытяжной воздуховоды. Изменение величины полного давления на входе в приточный воздуховод и на выходе из вытяжного изменяет характер распределения статического давления по длине воздуховодов и, как следствие, меняет распределение расхода воздуха на каждом отдельно взятом ВР, установленном на приточном и вытяжном воздуховодах. Процедура считается завершенной, когда расходы воздуха на входе приточного воздуховода и на выходе из вытяжного достигают проектных величин.

В качестве иллюстрации предлагаются результаты расчета, реализованные для системы вентиляции 15 одинаковых помещений, присоединенных к одному приточному и одному вытяжному воздуховоду (рис. 1). Параметры воздуховода представлены в табл. 1. Предполагается, что приточный и вытяжной воздуховоды могут быть размещены за потолком в коридоре.

Для подачи и вытяжки воздуха в помещения применены жалюзийные решетки с регуляторами расхода с противовращением лопаток (–AG), см. табл. 2. 100 %-ное открытие соответствует полностью открытому регулятору расхода. Основные характеристики всех помещений сведены в табл. 3.

Читайте так же:
Как выбрать узкий холодильник: советы покупателям + 10-ка лучших моделей на рынке

Цифра 1 в столбце «Гендерный состав» в табл. 3 означает, что 100 % людей в помещении – мужчины. Значения мощности источников СО2 взяты из [4].

Результаты расчета изменения полного, статического и динамического давления в приточном и вытяжном воздуховодах представлены на рис. 2 и 3 соответственно.

Величины расходов воздуха в каждой отдельно взятой приточной и вытяжной решетке представлены на рис. 4. Значения расходов воздуха в вытяжных решетках приняты отрицательными.

Изменение основного для вентиляции параметра воздуха в помещениях – концентрации СО2 – представлено на рис. 5.

Основные параметры, характеризующие комфорт в помещениях, сведены в табл. 4. Они иллюстрируют тот факт, что заявляемый метод позволяет делать возможным расчет основных параметров комфорта в каждом отдельно взятом помещении.

Последний столбец табл. 4 иллюстрирует, что наличие дисбаланса давлений в помещении ведет к появлению перетока воздуха между помещениями через коридор. В нашем конкретном случае движение воздуха идет в направлении из последних помещений в первые. Для расчета уровня шума и скорости воздуха в РЗ использовались соотношения из [5] и [3] соответственно.

Данный подход будет особенно востребованным, когда применение регуляторов расхода нежелательно, например при высоких требованиях к акустике помещений, отсутствии достаточного пространства для монтажа воздуховодов, регуляторов и глушителей шума, при необходимости применения протяженных воздуховодов и т. д.

По мнению автора, предлагаемый подход удобен для проектировщиков в качестве дополнения к существующему, т. к. позволяет при изменении любого одного или нескольких параметров из табл. 1, 2, 3, выполнив коррекцию величин полного давления на входе приточного и выходе вытяжного воздуховодов, оценить последствия своего решения по изменениям любого параметра в табл. 4 одновременно для всех помещений.

Литература

  1. Талиев В. Н. Аэродинамика вентиляции. – М.: Стройиздат, 1979.
  2. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Штейнберга. 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1992.
  3. Шепелев И. А. Аэродинамика воздушных потоков в помещениях. – М.: Стройиздат, 1978.
  4. Каменев П. Н. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов. Ч. 2. 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1964.
  5. Юдин Е. Я. Справочник проектировщика. Защита от шума. – М.: Стройиздат, 1974.
  6. VDI 2081 part 1. Noise generation and noise reduction in air-conditioning systems.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №4’2021

распечатать статьюраспечатать статью —> PDFpdf версия

Обсудить на форумеОбсудить на форуме
Предыдущая статья
Следующая статья

Аэродинамический расчет систем вентиляции

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта. Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции. Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор.

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой:

Формула расчета сопротивления

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Потери давленияФормула Альтшуля

Таблица удельных потерь

Таблица удельных потерь окончание Таблица удельных потерь разрывТаблица удельных потерь продолжение

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Таблица значений

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Эквивалентный диаметр

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов , приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой. Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

Свойства воздуха

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Пустая таблица

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

  • Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.
Читайте так же:
Какой воздуховод выбрать для кухонной вытяжки

Аксонометрическая схема

  • Записываем длину каждого участка.
  • Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции . Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250.

V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с.

V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с

Нас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.

  • Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
  • Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
  • Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
  • Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
  • Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Заполненная таблица

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

По ссылке размещен файл Excel , который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

  1. Расход воздуха на каждом участке.
  2. Длину каждого из них.
  3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
  4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
  5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
  6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
  7. Наслаждаться результатом расчетов!

Расчет в Ексель

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов.

Решение обратной задачи аэродинамического расчета систем вентиляции зданий через построение характеристики сети Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Галдин Владимир Дмитриевич, Кривошеин Михаил Александрович

В статье рассмотрена обратная задача аэродинамического расчета систем вентиляции зданий, в которой необходимо определить расходы воздуха на всех участках сети с известными геометрическими размерами, при установке в сеть вентилятора с заданной характеристикой. Предложен метод решения задачи через построение характеристики сети и представлены примеры решения конкретных задач по данному методу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Галдин Владимир Дмитриевич, Кривошеин Михаил Александрович

The solution of the return problem of aerodynamic calculation of systems of ventilation of buildings through creation of the characteristic of the network

In article the return problem of aerodynamic calculation of systems of ventilation of buildings in which it is necessary to define air expenses on all sites of a network with the known geometrical sizes, at installation in a fan network with the set characteristic is considered. The method of the solution of a task through creation of the characteristic of a network is offered and examples of the solution of specific objectives by this method are presented.

Текст научной работы на тему «Решение обратной задачи аэродинамического расчета систем вентиляции зданий через построение характеристики сети»

3. Stolbov Ju.V., Volovnik N.S., Suhov A.N. et al. Prakticheskoe rukovodstvo po kontrolju kachestva stroitel'no-montazhnyh rabot [A Practical Guide to Quality Control of construction and assembly works]. Omsk, SibADI, 1988. Dep. In VNIIIS 28.01.88, no 8550.

4. Venttsel E.S., Ovcharov L.A. Teorija verojatnostej [Teoriya probabilities: the textbook]. Moscow, Nauka, 1980. 355 p.

5. Gmurman V.E. Teorija verojatnostej i matematicheskaja statistika [Teoriya probability and mathematical statistics]. Moscow, H. School, 2003. 479 p.

6. Gost 21778-81. Sistema obespechenija tochnosti geometricheskih parametrov v stroitel'stve. Osnovnye polozhenija. [State standard 21778-81 System geometric parameters ensure accuracy in construction. Hoz main points]. Moscow, Izd-v Standartov, 1989. 5 p.

7. GOST 21779-82. Sistema obespechenija tochnosti geometricheskih parametrov v stroitel'stve. Tehnologicheskie dopuski [State standard 21779-82. System geometric parameters ensure accuracy in construction. Technological dopuski]. Moscow, Izd-v Standartov, 1993. 17 p.

8. Stolbov Ju.V., Stolbova S.Ju., Nechaev D.O. Obespechenie vysotnogo polozhenija osnovanij pokrytij avtomobil'nyh dorog: monografija [Providing high-altitude position bases of highways covering]. Omsk: SibADI, 2013. 144 p.

Воловник Наталья Сергеевна (Россия, г. Омск) — кандидат технических наук, доцент кафедры «Организация и технология

строительства» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: volovnik. natalya@mail. ru).

Казаков Виталий Анатольевич (Россия, г. Омск) — кандидат экономических наук, доцент, и.о.зав. кафедрой «Организация и технология строительства» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, е-mail: k9139742550@gmail. com).

Андрюшенков Александр Федорович (Россия, г. Омск) — кандидат экономических наук, доцент кафедры «Организация и технология строительства» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, е- k9139742550@ramblerl.ru).

Volovnik Natalya Sergeyevna (Russian Federation, Omsk) — candidate of technical sciences, the associate professor The Siberian State Automobile and Highway Academy (644080, Omsk, Mira Ave., 5, e-mail: volovnik.natalya@mail.ru).

Kazakov Vitaly Anatolyevich (Russian Federation, Omsk) — candidate of economic sciences, the associate professor, The Siberian State Automobile and Highway Academy (644080, Omsk, Mira Ave., 5, e-mail: k9139742550@gmail. com).

Andryushenkov Alexander Fedorovich (Russian Federation, Omsk) — candidate of economic sciences, The Siberian State Automobile and Highway Academy (644080, Omsk, Mira Ave., 5, е-k9139742550@ramblerl.ru).

УДК 697.92: 628.83

РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ ЗДАНИЙ ЧЕРЕЗ ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕТИ

В.Д. Галдин, М А. Кривошеин Омский государственный технический университет (ОмГТУ), Россия, г. Омск.

Аннотация. В статье рассмотрена обратная задача аэродинамического расчета систем вентиляции зданий, в которой необходимо определить расходы воздуха на всех участках сети с известными геометрическими размерами, при установке в сеть вентилятора с заданной характеристикой. Предложен метод решения задачи через построение характеристики сети и представлены примеры решения конкретных задач по данному методу.

Ключевые слова: вентиляция, аэродинамический расчет, обратная задача, задача о потокораспределении.

Аэродинамический расчет систем вентиляции зданий, как правило, выполняется для подбора оборудования и сечений вентиляционных каналов (воздуховодов) с целью обеспечения требуемого воздухообмена помещений. Исходными данными для расчета являются расходы удаляемого либо приточного воздуха для каждого помещения и схема

системы вентиляции. По требуемым расходам производится подбор сечений воздуховодов, определяются суммарные потери давления в сети, проводится подбор вентиляторов по известным характеристикам. Такую задачу принято называть «прямой». Порядок и примеры расчета подобных задач широко известны и детально рассмотрены в ряде работ [1-5].

Однако на практике встречаются задачи, при которых исходными данными являются сечения воздуховодов и характеристики устанавливаемых вентиляторов.

Определяемыми являются величины расходов воздуха на отдельных участках сети. Такую задачу называют «обратной» задачей аэродинамического расчета или задачей о потокораспределении.

В качестве наиболее простого примера обратной задачи можно привести вытяжную систему вентиляции, удаляющую воздух из двух помещений (рис.1). На выходе из сети установлен вентилятор с известной характеристикой. Известны длины, диаметры и абсолютная шероховатость (материал) воздуховодов, позволяющие определить потери давления на участках сети. Необходимо определить расходы удаляемого воздуха для каждого помещения.

Рис. 1. Расчетная схема системы вентиляции двух помещений

Существует несколько методов решения подобных задач: способ эквивалентных отверстий (или сопел) Блесса, который заключается в условной замене участков системы эквивалентными по потере давления отверстиями [3-5]; способ перемещения единицы объема, предложенный П. Н. Каменевым [3-5]; способ характеристик, предложенный С. Е. Бутаковым [5], который впоследствии был развит Н. Н. Разумовым и сведен к графоаналитическому расчету [6].

Описание методики решения обратной задачи через построение характеристики сети

Решение обратной задачи по предлагаемому методу основано на положениях «прямой» задачи

аэродинамического расчета, представленных в работах [3,7].

Согласно «прямой» задаче расходы воздуха на участках сети будут равны требуемым в случае, если потери давления от каждой точки входа (выхода) воздуха в сеть до вентилятора будут одинаковыми.

Основываясь на данном условии, принято, что оно будет справедливо и при

обратной задаче, так как при установившемся режиме работы вентилятора эти потери давления должны быть равны, из чего следует, что характеристика сети для каждого случая совпадает (одна и та же кривая на графической зависимости). Таким образом, последовательно (с определенным шагом) задаваясь расходом воздуха, создаваемого вентилятором, можно определить суммарные потери давления в сети.

Режим работы вентилятора определяется точкой пересечения характеристик сети и вентилятора [8-11], однако аэродинамическая сеть, на которую работает вентилятор, как правило, представляет собой линейный участок сети, не имеющий ответвлений (тройники, крестовины), что значительно упрощает расчеты. Решение подобных задач для разветвленных сетей в известных работах отсутствуют.

Основной проблемой при определении суммарных потерь давления для разветвленных сетей является построение характеристики сети, а именно определение потерь давления на ответвлениях (тройниках и крестовинах). Неоднозначность решения

задачи заключается в том, что для определения потерь давления на тройниках (крестовинах), необходимо задаваться на них расходами воздуха, которые в свою очередь являются неизвестными величинами.

Данную проблему предлагается решать методом последовательных приближений (итераций): изначально задаваясь суммарным расходом, последовательно задаются расходы воздуха на ответвлениях, и определяется, при каких значениях расходов воздуха суммарные потери давления на ответвлениях будут равны. Полученные величины и будут являться искомыми.

В результате, при задании различных величин суммарного расхода воздуха подаваемого вентилятором, для каждого случая определяются соотношения расходов на ответвлениях и суммарные потери давления в сети, после чего строится характеристика сети.

Особенность предлагаемого метода заключается в построении характеристики сети, на которую накладывается характеристика вентилятора. После наложения характеристик определяется рабочая точка (режим работы вентилятора) и расходы воздуха через все участки аэродинамической сети. В данном случае нет необходимости в использовании сложных номограмм и решении систем нелинейных уравнений.

Последовательность расчета следующая:

1) определение суммарных потерь давления от каждой точки входа (выхода) воздуха в сеть до вентилятора при задании различных расходов воздуха, создаваемого вентилятором;

2) определение расходов воздуха на ответвлениях, при которых соблюдается условие равенства суммарных потерь давления от каждой точки входа (выхода) воздуха в сеть до вентилятора (таким образом, определяется распределение потоков воздуха в сети при различных расходах);

3) построение характеристики сети по полученным величинам расходов воздуха и потерям давления;

4) наложение характеристики вентилятора на полученную характеристику сети;

5) установление режима работы вентилятора (точка пересечения

характеристики сети и характеристики вентилятора), то есть определение расхода воздуха, удаляемого (подаваемого) вентилятором;

6) определение расходов воздуха во всех точках сети для полученного значения суммарного расхода воздуха.

На рисунке 2 представлены результаты расчета обратной задачи через построение характеристики сети на простейшем примере.

Расчетами определены суммарные потери давления Др при различных значениях суммарного расхода воздуха 1СУММ, удаляемого вентилятором (табл. 1) и расходы воздуха на ответвлениях L и L2. По полученным значениям LcyMM и Др построена характеристика сети (рис. 2.2).

Таким образом, при установке в сеть вентилятора Vents ВКО 100, суммарно будет удаляться 92,6 м3/ч воздуха при давлении Др = 5,72 Па (рис. 2.2, точка А), из которых 36,9 м3/ч будет удаляться из первого помещения, а 55,7 м3/ч из второго

Достоинством предлагаемого метода является то, что после построения характеристики сети можно быстро определить режим работы любого другого вентилятора, устанавливаемого в данную точку сети (например, при замене первоначально выбранного (расчетного) вентилятора на вентилятор с другой характеристикой). В итоге не требуется повторять расчет, а достаточно наложить новую характеристику вентилятора на характеристику сети.

Например, заменим вентилятор Vents ВКО 100 на Vents ВКО 100 Пресс (рис. 2.2). Режим работы вентилятора будет определяться точкой пересечения с уже построенной ранее характеристикой сети и характеристикой нового вентилятора.

В результате при установке в сеть вентилятора Vents ВКО 100 Пресс суммарно будет удаляться 101,7 м3/ч воздуха при давлении Др = 6,81 Па (рис. 2.2, точка Б), из которых 40,6 м3/ч будет удаляться из первого помещения, а 61,1 м3/ч из второго (табл. 1).

Таким образом, представленное выше преимущество позволяет быстро подобрать требуемый вентилятор, для его установки в аэродинамическую сеть с известной характеристикой.

Таблица 1 — Результаты расчета системы

Рис. 2.1. Расчетная схема системы вентиляции двух помещений

1. Суммарные потери давления от т. 1 до т. 4 должны быть равны суммарным потерям давления от т. 5 до т. 4:

Ap 1-2-3-4 = Ap5-3-4 = Ap.

2. По полученным значениям суммарного расхода LoyMM и суммарным потерям давления Ap (таб. 1) строится характеристика сети (рис 2.2).

3. Точка пересечения характеристик сети и вентилятора показывает режим работы вентилятора:

Vents 100: LcyMM = 92,6 м3/ч; Ap = 5,72 Па (рис 2.2, точка А);

Vents 100 Пресс: L^mm = 101,7 м3/ч; Ap = 6,81 Па (рис 2.2, точка Б).

4. При данных значениях суммарного расхода и потерь давления, расходы воздуха на ответвлениях равны:

Vents 100: L1 = 36,9 м3/ч, L2 = 55,7 м3/ч;

Vents 100 Пресс: L1 = 40,6 м3/ч, L2 = 61,1 м3/ч.

Lcymm, м3/ч L1, м3/ч L2, м3/ч Др, Па

30,0 11,6 18,4 0,73

40,0 15,6 24,4 1,22

50,0 19,6 30,4 1,84

60,0 23,6 36,4 2,57

70,0 27,7 42,3 3,41

80,0 31,7 48,3 4,37

90,0 35,8 54,2 5,43

92,6 36,9 55,7 5,72

100,0 39,9 60,1 6,60

101,7 40,6 61,1 6,81

110,0 44,0 66,0 7,87

120,0 48,0 72,0 9,25

Vents ВКО 100 Пресс

Рис. 2.2. К расчету обратной задачи вентиляции 2-х помещений

Рис. 2. Результаты расчета системы вентиляции двух помещений

Несколько сложнее решение задач о потокораспределении в системах вентиляции трех и более помещений. В этом случае увеличивается количество участков, на которых необходимо увязывать потери давления, и количество производимых итераций.

Рассмотрим решение подобных задач на примере аэродинамической сети, в которой воздух удаляется из четырех помещений (рис. 3). Для побуждения воздуха в точке 5

установлен вентилятор с известной характеристикой.

Расчет необходимо начинать с увязки наиболее удаленных от вентилятора участков. В данном примере в первую очередь увязываются потери давления на участках 1-2 и 6-2, после чего увязываются потери на участках 1-2-3, 6-2-3 и 7-3. Заканчивается увязка равенством потерь давлений участков 1-2-3-4-5, 6-2-3-4-5, 73-4-5 и 8-4-5.

Методика аэродинамического расчета воздуховодов — УКЦ


Этим материалом редакция журнала «Мир Климата» продолжает публикацию глав из книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для произ-
водственных 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.

Расчет начинают с удаленного участка: определяют диаметр D (м) круглого или площадь F (м 2 ) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:

Рекомендуемую скорость принимают следующей:

в начале системывблизи вентилятора
Административные здания4-5 м/с8-12 м/с
Производственные здания5-6 м/с10-16 м/с

Скорость растет по мере приближения к вентилятору.

По приложению Н из [30] принимают ближайшие стандартные значения: DCT или (а х b)ст (м).

Рис. 1. Аксонометрическая схема воздуховода

Фактическая скорость (м/с):

Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

(для прямоугольных воздуховодов Dст=DL).

Коэффициент гидравлического трения:

Ø0,648,990,643690000,01490,9

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.

Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 [32].

Коэффициенты местных сопротивлений

Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200×400 мм (рассчитывают отдельно):

KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8.

Падение давления в решетке:

Расчетное давление вентилятора р:

Δрвент = 1,1 (Δраэрод + Δрклап + Δрфильтр + Δркал + Δрглуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па.

Lвент= 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м 3 /ч.

Выбран радиальный вентилятор ВЦ4-75 № 6,3, исполнение 1:

L = 11500 м 3 /ч; Δрвен = 640 Па (вентагрегат Е6.3.090- 2а), диаметр ротора 0,9 х Dпом., частота вращения 1435 мин-1, электродвигатель 4А10054; N = 3 кВт установлен на одной оси с вентилятором. Масса агрегата 176 кг.

По аэродинамической характеристике вентилятора nвент = 0,75.

№ участковВид местного сопротивленияЭскизУгол α, град.ОтношениеОбоснованиеКМС
F/F1L/Lстfпрох/fств
1Диффузор200,62Табл. 25.10,09
Отвод90Табл. 25.110,19
Тройник-проход0,30,8Прил. 25.80,2
∑ =0,48
2Тройник-проход0,480,63Прил. 25.80,4
3Тройник-ответвление0,630,61Прил. 25.90,48
42 отвода250 × 40090Прил. 25.11
Отвод400 × 25090Прил. 25.110,22
Тройник-проход0,490,64Табл. 25.80,4
∑ =1,44
5Тройник-проход0,340,83Прил. 25.80,2
6Диффузор после вентилятораh=0,61,53Прил. 25.130,14
Отвод600 × 50090Прил. 25.110,5
∑=0,64
Конфузор перед вентиляторомDг=0,42 мТабл. 25.12
7Колено90Табл. 25.11,2
Решетка жалюзийнаяТабл. 25.11,3
∑ =1,44
Таблица 2. Определение местных сопротивлений

«Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий», глава 15. «Термокул»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию