Аэродинамический расчет воздуховодов – необходимая процедура при строительстве

Как выполняется аэродинамический расчёт системы вентиляции

Проектирование системы вентиляции промышленного, общественного или жилого объекта состоит из нескольких последовательных этапов, поэтому нельзя перескочить на выполнение следующего, не закончив предыдущий.

Аэродинамический расчёт системы вентиляции – важная составная часть общего проекта, его целью является определение приемлемых размеров сечения венткоробов, для полноценного её функционирования. Выполняется вручную или посредством специализированных программ.

Безошибочно выполнить важную часть проекта может только профессиональный проектировщик, учитывающий в работе нюансы конкретного здания, скорости и направления движения и требуемую кратность воздухообмена.

Общие сведения

Аэродинамический расчёт – методика определения размеров поперечного сечения воздуховодов для нивелирования потерь давления, сохранения скорости движения и проектного объёма перекачиваемого воздуха.

При естественном способе вентилирования требуемое давление дано изначально, но надо определить сечение. Это связанно с действием гравитационных сил, побуждающих воздушные массы к вытяжке в помещение из вентиляционных шахт. При механическом способе работает вентилятор, и необходимо рассчитать напор газа, а также площадь сечения короба. Используются максимальные скорости внутри вентканала.

Для упрощения методики воздушные массы принимаются за жидкость с нулевым процентом сжатия. На практике это действительно так, так как в большей части систем давление минимально.

Обратите внимание

Оно образуется только от местного сопротивления, при его соударении со стенками воздуховодов, а также на местах изменения площади. Подтверждение тому нашли многочисленные опыты, проводимые по методике, описанной в ГОСТ 12.3.

018-79 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний».

Методика предполагает подбор площади и формы сечения для каждого участка вентиляционной системы. Если брать её за одно целое, то определение потерь будет условное, не соответствующее реальной картине.

Кроме самого движения дополнительно вычисляется и нагнетание.

Расчёты воздуховодов для вентиляции, по аэродинамике, ведутся с различным числом известных данных.

В одном случае вычисление начинается с нуля, а в другом – больше половины исходных параметров уже известно.

Исходные данные

  • Известны геометрические характеристики воздуховода, и надо рассчитать давление газа. Характерно для систем, где способ вентиляция основывается на архитектурных особенностях объекта.
  • Известно давление, и надо определить параметры воздуховода. Данная схема используется в естественных системах проветривания, где за всё отвечают гравитационные силы.
  • Сила напора и размер сечения неизвестны. Это самая распространённая ситуация, и большая часть проектировщиков сталкивается именно с ней.

Типы воздуховодов

Воздуховоды – это элементы системы, отвечающие за перенос отработанного и свежего воздуха. В состав входят основные трубы переменного сечения, отводы и полуотводы, а также разнообразные переходники. Различаются по материалу и форме сечения.

От типа воздуховода зависит область применения и специфика движения воздуха. Существует следующая классификация по материалу:

  1. Стальные – жёсткие воздуховоды с толстыми стенками.
  2. Алюминиевые – гибкие, с тонкими стенками.
  3. Пластиковые.
  4. Матерчатые.

По форме сечения подразделяются на круглые разного диаметра, квадратные и прямоугольные.

Особенности аэродинамического расчёта

Аксонометрия

Расчет аэродинамики выполняется строго тогда, когда рассчитаны требуемые объёмы воздушных масс. Это основное правило. Также заранее определяются с точками установки воздуховодов, а также дефлекторов.

Графическая часть для расчёта аэродинамики – это аксонометрическая схема. На ней указываются все устройства и протяжённость участков. Затем общая сеть дробится на отрезки со схожими характеристиками.

Каждый участок сети рассчитывается на аэродинамическое сопротивление отдельно. После определения параметров на всех участках, они переносятся на аксонометрическую схему.

Когда все данные внесены, то вычисляется главная магистраль воздуховода.

Методика расчёта

Самый распространенный вариант, когда оба параметра – сила напора и площадь сечения – неизвестны. В этом случае каждый из них определяется отдельно, с применением своих формул.

Скорость

Она необходима для получения параметров динамического давления на проектируемом участке. Надо помнить, что расход воздуха известен заранее, причем, не для всей системы, а для каждого участка. Измеряется в м/с.

υ фак = L/(3600×Fф), где

L – расход воздуха на исследуемом участке, м3/ч

Давление

Вентиляционная система делится на отдельные ветки (участки) по местам изменения расхода воздуха или изменениям площади сечения. Каждый нумеруется. Естественное располагаемое давление определяется по формуле:

Δре = h .g ( ρн –ρвн), где

 h – разница при подъёме между верхней и нижней точкой
ρн и ρвн – плотность внутри/снаружи

Плотности определяются с использованием параметров перепада температуры воздуха внутри и наружи помещения. Они указаны в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Далее берётся формула:

Σ(R . L .βш +Z) ≤Δ ре, где

Σ(R . L .βш +Z) – сумма расхода давления на рассматриваемом участке, где

R – удельные потери от трения (Па/м); L – длина рассматриваемого участка (м);

βш – коэффициент шероховатости стенок вентканалов;

Z – потери давления в местных сопротивлениях;

Δре – естественное располагаемое давление.

Источник: https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/kak-vypolnyaetsya-aerodinamicheskij-raschyot-sistemy-ventilyatsii

Как сделать аэродинамический расчет воздуховодов – Школа по утеплению дома

ГлавнаяРасчет расходов на отоплениеКак сделать аэродинамический расчет воздуховодов

25.03.2016

Чтобы воздухообмен в доме был «правильным», еще на стадии составления проекта вентиляции нужен аэродинамический расчет воздуховодов.

Воздушные массы, движущиеся по каналам вентиляционной системы, при проведении расчетов принимаются в качестве несжимаемой жидкости. И подобное вполне допускается, ибо слишком большое давление в воздуховодах не образуется.

По сути, давление образуется в результате трения воздуха о стенки каналов, а еще при появлении сопротивлений локального характера (к таковым можно отнести его – давления – скачки на местах изменения направления, при соединении/разъединении воздушных потоков, на участках, где установлены регулирующие приборы или же там, где изменяется диаметр вентиляционного канала).

В соответствии с многолетним опытом можно смело заявить, что порой некоторые из данных показателей во время проведения расчета уже известны. Ниже приведены ситуации, которые нередко встречаются в подобного рода случаях.

  1. Показатель сечения поперечных каналов в вентиляционной системе уже известен, требуется определить давление, которое может потребоваться для того, чтобы нужное количество газа перемещалось. Это зачастую случается в тех магистралях кондиционирования, где размеры сечения были основаны на характеристиках технического или же архитектурного характера.
  2. Давление мы уже знаем, но нужно определить поперечное сечение сети для обеспечения вентилируемого помещения требуемым объемом кислорода. Данная ситуация присуща сетям естественной вентиляции, в которых уже наличествующий напор невозможно изменить.
  3. Неизвестно ни об одном из показателей, следовательно, нам необходимо определить и напор в магистрали, и поперечное сечение. Такая ситуация и встречается в большинстве случаев в строительстве домов.

Особенности аэродинамических расчетов

Ознакомимся с общей методикой проведения такого рода расчетов при условии, если и сечение, и давление нам неизвестны.

Сразу оговоримся, что аэродинамический расчет следует проводить исключительно после того, как будет определено требуемые объемы воздушных масс (они будут проходить по системе воздушного кондиционирования) и спроектировано приблизительное месторасположение каждого из воздуховодов в сети.

И дабы провести расчет, необходимо вычертить аксонометрическую схему, в которой будет присутствовать перечень всех элементов сети, а также их точные габариты. В соответствии с планом вентиляционной системы рассчитывается суммарная длина воздухопроводов.

После этого всю систему следует разбить на отрезки с однородными характеристиками, по которым (только по отдельности!) и будет определен расход воздуха.

Что характерно, для каждого из однородных участков системы следует провести отдельный аэродинамический расчет воздуховодов, потому что в каждом из них имеется своя скорость перемещения воздушных потоков, а также перманентный расход.

Все полученные показатели необходимо внести в уже упомянутую выше аксонометрическую схему, а потом, как вы уже наверняка догадались, необходимо выбрать главную магистраль.

Как определить скорость в вентиляционных каналах?

Как можно судить из всего, сказанного выше, в качестве главной магистрали необходимо выбирать ту цепь последовательных отрезков сети, которая является самой протяженной; при этом нумерация должна начинаться исключительно с самого удаленного участка.

Читайте также:  Какими дровами лучше топить печь: породы деревьев (фото и видео)

Что же касается параметров каждого из участков (а к таковым относится расход воздуха, длина участка, его порядковый номер и проч.), то их также следует занести в таблицу проведения расчетов.

Затем, когда с внесением будет покончено, подбирается форма поперечного сечения и определяются его – сечения – габариты.

Важно

А чтобы рассчитать площадь поперечного отрезка сети вентиляции, необходимо использовать приведенную ниже формулу расчетов:

LP/VT = FP.

Что обозначают эти аббревиатуры? Попытаемся разобраться. Итак, в нашей формуле:

  • LP – это конкретный расход воздуха на выбранном участке;
  • VT – это скорость, с которой воздушные массы по этому участку движутся (измеряется в метрах за секунду);
  • FP – это и есть нужная нам площадь поперечного сечения канала.

Что характерно, во время определения скорости движения необходимо руководствоваться, в первую очередь, соображениями экономии и шумности всей вентиляционной сети.

Идем дальше. Ориентируясь на фактическую площадь, необходимо определить, с какой скоростью воздушные массы должны перемещаться по выбранному участку. Для этого следует использовать следующую формулу:

LP/ FФ = VФ.

Получив показатель требуемой скорости, необходимо рассчитать, насколько будет уменьшаться давление в системе вследствие трения о стенки каналов (для этого необходимо использовать специальную таблицу).

Что же касается локального сопротивления для каждого из участков, то их следует рассчитывать по отдельности, после чего суммировать в общий показатель. Затем, суммировав локальное сопротивление и потери по причине трения, можно получить общий показатель потерь в системе кондиционирования воздуха.

В дальнейшем это значение будет использоваться для того, чтобы вычислить требуемое количество газовых масс в каналах вентиляции.

Как рассчитать давление в вентиляционной сети

Для того чтобы определить предполагаемое давление для каждого отдельного участка, необходимо воспользоваться приведенной ниже формулой:

Н х g (РН – РВ) = DPE.

Теперь попытаемся разобраться, что обозначает каждая из этих аббревиатур. Итак:

  • Н в данном случае обозначает разницу в отметках шахтного устья и заборной решетки;
  • РВ и РН – это показатель плотности газа, как снаружи, так и изнутри вентиляционной сети, соответственно (измеряется в килограммах на кубический метр);
  • наконец, DPE – это показатель того, каким должно быть естественное располагаемое давление.

Продолжаем разбирать аэродинамический расчет воздуховодов. Для определения внутренней и наружной плотности необходимо воспользоваться справочной таблицей, при этом должен быть учтен и температурный показатель внутри/снаружи.

Как правило, стандартная температура снаружи принимается как плюс 5 градусов, причем вне зависимости от того, в каком конкретном регионе страны планируются строительные работы.

А если температура снаружи будет более низкой, то в результате увеличится нагнетание в вентиляционную систему, из-за чего, в свою очередь, объемы поступающих воздушных масс будут превышены.

Совет

А если температура снаружи, напротив, будет более высокой, то давление в магистрали из-за этого снизится, хотя данную неприятность, к слову, вполне можно компенсировать посредством открывания форточек/окон.

Что же касается главной задачи любого описываемого расчета, то она заключается в выборе таких воздуховодов, где потери на отрезках (речь идет о значении ?(R*l*?+Z)) будут ниже текущего показателя DPE либо, как вариант, хотя бы равняться ему. Для пущей наглядности приведем описанный выше момент в виде небольшой формулы:

DPE ? ?(R*l*?+Z).

Теперь более детально рассмотрим, что обозначают использованные в данной формуле аббревиатуры. Начнем с конца:

  • Z в данном случае – это показатель, обозначающий снижение скорости движения воздуха вследствие местного сопротивления;
  • ? – это значение, точнее, коэффициент того, какова шероховатость стенок в магистрали;
  • l – еще одно простое значение, которое обозначает длину выбранного участка (измеряется в метрах);
  • наконец, R – это показатель потерь на трение (измеряется в паскалях на один метр).

Что же, с этим разобрались, теперь еще выясним немного о показателе шероховатости (то есть ?). Этот показатель зависит только от того, какие материалы были использованы при изготовлении каналов. Стоит отметить, что скорость перемещения воздуха также может быть разной, поэтому следует учитывать и этот показатель.

Скорость – 0,4 метра за секунду

В таком случае показатель шероховатости будет следующим:

  • у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,48;
  • у шлакогипса – около 1,08;
  • у обычного кирпича – 1,25;
  • а у шлакобетона, соответственно, 1,11.

С этим все понятно, идем дальше.

Скорость – 0,8 метра за секунду

Здесь описываемые показатели будут выглядеть следующим образом:

  • для штукатурки с применением армирующей сетки – 1,69;
  • для шлакогипса – 1,13;
  • для обыкновенного кирпича – 1,40;
  • наконец, для шлакобетона – 1,19.

Немного увеличим скорость воздушных масс.

Скорость – 1,20 метра за секунду

Для этого значения показатели шероховатости будут такими:

  • у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,84;
  • у шлакогипса – 1,18;
  • у обычного кирпича – 1,50;
  • и, следовательно, у шлакобетона – где-то 1,31.

И последний показатель скорости.

Скорость – 1,60 метра за секунду

Здесь ситуация будет выглядеть следующим образом:

  • для штукатурки с применением армирующей сетки шероховатость будет составлять 1,95;
  • для шлакогипса – 1,22;
  • для обыкновенного кирпича – 1,58;
  • и, наконец, для шлакобетона – 1,31.

Разбираемся с общим вентиляционным расчетом

Производя аэродинамический расчет воздуховодов, вы обязаны учитывать все характеристики шахты вентиляции (эти характеристики приведены ниже в виде списка).

  1. Динамическое давление (для его определения используется формула – DPE?/2 = Р).
  2. Расход воздушных масс (он обозначается буквой L и измеряется в метрах кубических за час).
  3. Потери давления в результате трения воздуха о внутренние стенки (обозначаются буквой R, измеряются в паскалях на метр).
  4. Диаметр воздуховодов (для расчета данного показателя используется следующая формула: 2*а*b/(а+b); в этой формула значения а, b являются размерами сечения каналов и измеряются в миллиметрах).
  5. Наконец, скорость – это V, измеряется в метрах за секунду, о чем мы уже упоминали ранее.

>

Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.

Шаг первый. Вначале следует определить требуемую площадь канала, для чего используется приведенная ниже формула:

I/(3600xVpek) = F.

Разбираемся со значениями:

  • F в данном случае – это, разумеется, площадь, которая измеряется в квадратных метрах;
  • Vpek – это желательная скорость движения воздуха, которая измеряется в метрах за секунду (для каналов принимается скорость в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт – около 1,5 метра).

Шаг второй. Далее необходимо подобрать стандартное сечение, которое было бы максимально приближенным к показателю F.

Шаг третий. Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).

Шаг четвертый. Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.

Шаг пятый. Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.

Шаг шестой. На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.

Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.

Видео – Как производить расчеты с помощью программы «ВИКС-СТУДИЯ»

Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов. А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.

Читайте также:  Отопление загородного дома: как сделать?

Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.

Источник: https://v-teplo.ru/aerodinamicheskij-raschet-vozduhovodov.html

Аэродинамический расчет системы вентиляции: общеобменной и противодымной –

Для того чтобы вентиляция в здании эффективно выполняла свои функции, т. е. создавала оптимальные параметры воздушной среды для человека (общеобменная вентиляция), а также препятствовала распространению дыма в случае пожара (противодымная вентиляция), система воздуховодов должна быть правильно сконструирована, для этого необходимо произвести аэродинамический расчет системы вентиляции.

Кроме того, в ходе расчетов определяют потери давления в системе противодымной вентиляции.

Наша компания так же оказывает услуги по огнезащите систем вентиляции

Аэродинамический расчет системы вентиляции

В процессе аэродинамического расчета (А. р.) противодымной вентиляции находят следующие параметры:

  • расход смеси, удаляемой из помещения за определенный промежуток времени, в м3/час;
  • геометрические размеры воздуховода, мм;
  • площадь поперечного сечения (диаметр воздуховода), м2;
  • потери давления в системе.

Для выполнения расчета нужно знать некоторые исходные параметры. Так, скорость, с которой дым перемещается по воздуховодам системы, принимают равной 8–12 м/с. Важными моментами, на которые следует обращать внимание являются:

  • форма сечения воздуховода – округлая или прямоугольная;
  • материал, из которого сделан воздуховод;
  • шероховатость стенок воздуховода.

Связано это с тем, что расход воздуха в воздуховоде с круглым и прямоугольным сечением будет разным даже при одинаковых значениях диаметра и равенстве скоростей. Шероховатость стенок воздуховода влияет на расчет скорости движения воздуха: поправочный коэффициент будет большим для каналов в стенах из кирпичной кладки.

Специалисту необходимо знать, кроме того, длину участка воздуховода в метрах, скорость перемещения воздуха на участке, плотности и вязкость газов, все поправочные критерии и коэффициенты.

При необходимости получения дополнительных данных, обращаются к справочным материалам.

Особенности аэродинамического расчета системы вентиляции

Выполнение аэродинамического расчета общеобменной вентиляции основано на СП № 60.13330.2012.

В общем, последовательность выполнения аэродинамического расчета вентиляции выглядит следующим образом:

  1. Вся система вентиляции условно разбивается на небольшие участки, после чего на каждом из них определяется расход воздуха. Для этого суммируют расходы на ответвлениях воздуховода, начиная с самых отдаленных участков. Длину каждого участка и определенный для них расход воздуха оформляют в виде аксонометрической проекции.
  2. Определяется самая протяженная цепочка из расчетных участков – это будет магистральное (основное) направление. На этом этапе должно быть зафиксировано все оборудование, за счет которого может произойти спад давления в системе – фильтры, решетки, калориферы и т. п.
  3. Участки магистрального направления нумеруются, начиная с участка с меньшим расходом. Расчетные параметры каждого участка магистрали заносят в таблицу аэродинамического расчета.
  4. По формуле определяют площадь сечения расчетных участков магистрали на основании уже вычисленных значений расхода и скорости воздуха (выражают в метрах). При этом учитывают, что скорость воздуха не будет одинаковой на разных участках воздуховода: на ответвлениях она будет 2–4 м/с; на магистральных участках – чуть выше (4–6 м/с); после вентилятора – 6–8 м/с.

Последний этап аэродинамических расчетов системы вентиляции

Последний этап – подбор оборудования для системы вентиляции на основании:

  • итогов аэродинамического расчета;
  • схемы обработки воздуха;
  • требований энергоэффективности;
  • необходимых параметров воздушной среды и др. факторов.

Аэродинамический расчет, как один из этапов общих расчетов систем вентиляции, должен выполняться квалифицированными проектировщиками.

Только специалист, обладающий знанием нормативной документации и существующего ассортимента вентиляционного оборудования, произведет все расчеты быстро и качественно, гарантируя дальнейшую бесперебойную работу системы вентиляции и дымоудаления.

Источник: http://pbexpert01.ru/aerodinamicheskie-raschetyi-sistem-obshheobmennoy-i-protivodyimnoy-ventilyatsii/

Аэродинамический расчет

Главная → Услуги → Аэродинамический расчетВо всех системах вентиляции используются воздуховоды. Воздуховоды подразделяются на: металлические, гибкие, звукопоглощающие, круглые, металлопластиковые и другие.

Важно, чтобы все воздуховоды были правильно подобраны, т.е. в зависимости от будущих расходов свежего воздуха на объекте. Помимо правильного подбора воздуховодов, еще важна их грамотная установка.

Именно в решении всех этих вопросов нам поможет аэродинамический расчет.

Цели аэродинамического расчета (АР):

  1. Подобрать параметры поперечных сечений воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;
  2. Вычислить потери давления в вентиляционной системе – этот параметр складывается из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях.

Этапы аэродинамического расчета:
 

Первый этап включает в себя расчет участка основного направления магистрали (наиболее протяженной и нагруженной ветви воздуховодов).

Второй этап – это увязка всех остальных участков системы.

Затем, требуется определить общую протяженность трассы воздуховодов. Ее высчитывают, опираясь на чертежи, планы и разрезы строительной части здания. Эту трассу потом делят на отдельные сегменты, в каждом из которых проводят расчет требуемого воздуха. Затем, на аксонометрическую схему расчета воздуховодов наносятся все параметры длины и расхода воздуха для каждого отдельного участка.

В заключительном этапе инженер осуществляет выбор формы поперечного сечения воздуховодов и рассчитывает сечения всех отдельных участков магистрали.

Для верного и максимально точного расчета рекомендуется, чтобы скорости движения воздуха на участках возрастали по мере приближения к вентилятору. При проведении АР  вентиляционных систем, схему разбивают на отдельные участки (они отличаются постоянным расходом воздуха). Эти участки отделяются тройниками. Существует довольно большое количество методов расчета вентиляционных систем.

Если невозможно увязать потери давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10%, можно установить металлическую пластину с отверстиями, так называемую диафрагму. Она поможет убрать избыточное давление.

Коэффициент диафрагмы можно рассчитать по формуле:

В аэродинамическом расчете в вентиляционных системах, основанных на естественном побуждении движения, за расчетное направление принимают такое, удельные потери давления в котором принимают самую минимальную цифру.
 

Удельные потери давления, Па/м, рис. 2.49

От правильно выполненного аэродинамического расчета, зависит работа всей вентиляционной системы здания.

От вентиляции зависит самочувствие людей, которые будут в нем работать или жить, срок службы стоящей в помещениях техники, установленного оборудования и т.д.

Поэтому, аэродинамический расчет считается важным и неотъемлемым элементом при строительстве всех объектов, как жилых зданий, так и производственных и даже складских помещений.

Источник: https://nwe.su/page_aerodinamicheskiy_raschet.html

Аэродинамический расчет механических и гравитационных систем вентиляции – pdf

1 0 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ) Кафедра теплогазоснабжения Кафедра отопления и вентиляции АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГРАВИТАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Вентиляция» для студентов направления подготовки «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» Нижний Новгород ННГАСУ 015

2 1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ) Кафедра теплогазоснабжения Кафедра отопления и вентиляции АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГРАВИТАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Вентиляция» для студентов направления подготовки «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» Нижний Новгород ННГАСУ 015

3 УДК : : АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГРАВИТАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Вентиляция» для студентов направления подготовки «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Нижний Новгород, издание типографии «Деловая Полиграфия», 015, С. 5.

Обратите внимание

В учебно-методическом пособии приведены теоретические сведения и практические рекомендации, необходимые для проведения аэродинамического расчета механических и гравитационных систем вентиляции в процессе курсового и дипломного проектирования. Рис., табл. 4, библиогр. назв. 5.

Составители: Кочев А.Г., Сергиенко А.С. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)

4 3 СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение Основные теоретические сведения Цели и задачи аэродинамического расчета Последовательность аэродинамического расчета систем вентиляции с механическим побуждением движения воздуха Аэродинамический расчет вытяжных систем вентиляции с естественным побуждением движения воздуха… 3 Библиографический список… 5

Читайте также:  Раствор для обмазки печи глиной

5 4 АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ГРАВИТАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ ВВЕДЕНИЕ Аэродинамика раздел гидроаэромеханики, в котором изучаются законы движения воздуха и силы, возникающие при взаимодействии потока воздуха с поверхностью тел. Вопросы, связанные с вентиляцией, объединяются термином промышленная аэродинамика.

Из-за большой сложности аэродинамических явлений, в частности турбулентного движения, в решении практических задач преобладает эмпирический подход. Инженерные методы, применяемые для аэродинамических расчетов, достаточно просты и надежны. 1.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Аэродинамический расчет воздуховодов обычно производится к определению размеров их поперечного сечения, а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом. Это прямая задача. Возможна и обратная задача определить расходы воздуха при заданных размерах воздуховодов и известном перепаде давления в системе.

При аэродинамическом расчете воздуховодов систем вентиляции можно пренебречь сжимаемостью перемещаемого воздуха, так как максимально возможное изменение давление в системе меньше 5 % атмосферного. По этой же причине принято пользоваться значениями избыточных давлений, принимая за условный нуль атмосферное давление на уровне системы.

Одна из особенностей вентиляционных систем наличие участков, где избыточное давление меньше нуля. При движении воздуха по воздуховоду в любом поперечном сечении потока различают три вида давления: статическое, динамическое и полное.

Важно

6 5 Статическое давление определяет потенциальную энергию 1 м 3 воздуха в рассматриваемом сечении. Статическому давлению Р ст, Па, равно давление на стенки воздуховода. Динамическое давление это кинетическая энергия потока, отнесенная к 1 м 3 воздуха. При скорости движения воздуха в сечении v, м/с, динамическое давление Р д, Па, равно Р д ρ v =, (1) где ρ плотность воздуха в воздуховоде, кг/м 3. Полное давление Р п, Па, равно сумме статического Р ст, Па, и динамического Р д, Па, давлений Р = Р + Р. () п Традиционно при расчете систем трубопроводов применяется термин потери давления; необходимо помнить, что в действительности речь идет о потери энергии потока. Единица потерь энергии, выраженных в удельных величинах (отнесенных к объему), совпадает с единицей давления. Например, в системе СИ единица давления паскаль (Па) соответствует Н/м и, следовательно, Н м/м 3, то есть Дж/м 3. Рассмотрим движение воздуха на отрезке воздуховода между сечениями 1-1 и – (рис. 1). Заданы длина отрезка l, площадь поперечного сечения f, периметр сечения П и расход воздуха, проходящего по воздуховоду L, м 3 /ч. Статическое давление в сечении 1-1 равно Р 1, в сечении – Р<\p>

Источник: https://docplayer.ru/48728182-Aerodinamicheskiy-raschet-mehanicheskih-i-gravitacionnyh-sistem-ventilyacii.html

открытая библиотека учебной информации

Аэродинамический расчет воздуховодов обычно сводится к определœению размеров поперечных сечений всœех участков сети, обеспечивающих перемещение крайне важного количества воздуха, а также к определœению суммарного сопротивления, возникающего при движении воздуха по воздуховодам. На практике встречаются следующие случаи определœения некоторых величин:

1) располагаемое давление задано, требуется определить размеры поперечных сечений воздуховодов для перемещения по ним расчетного количества воздуха;

2) известны поперечные сечения воздуховодов, требуется опре­делить крайне важное давление для перемещения по этим воздухо­водам заданного количества воздуха;

3) требуется определить размеры поперечных сечений воздуховодов и потребное давление для перемещения расчетного количест­ва воздуха.

Первый случай характерен для систем естественной вентиля­ции, когда располагаемое давление изменить нельзя. Второй слу­чай имеет место, когда размеры сечений воздуховодов заданы по конструктивным или архитектурным соображениям. Третий — наиболее общий в практике проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рассмотрим методику аэродинамического расчета воздухово­дов применительно к третьему, наиболее общему случаю.

Аэродинамический расчет воздуховодов выполняют после оп­ределœения количества перемещаемого воздуха и решения трасси­ровки воздуховодов.

Совет

Для проведения аэродинамического расчета вычерчивают аксонометрическую схему вентиляции шли конди­ционирования воздуха, на которой указывают фасонные части и их конструкции, воздухораспределительные и запорно-регулирующие устройства, теплообменные аппараты и другие устрой­ства, входящие в состав системы.

По планам и разрезам строительной части проекта сооруже­ния определяют протяженность сети воздуховодов. Сеть воздухо­водов разбивают на отдельные участки и определяют расход воз­духа на каждом из них. Расчетным участком считается часть воздуховода с постоянными расходом и скоростью воздуха. Зна­чение расхода и длины каждого участка наносят на аксономет­рическую схему (рис.).

После этого выбирают магистраль. В качестве магистрали на­значают наиболее протяженную и нагруженную цепочку после­довательно расположенных расчетных участков. Участки магис­трали нумеруют, начиная с наиболее удаленного. Номер, расход воздуха и длина каждого участка магистрали заносят в таблицу аэродинамического расчета.

Далее выбирают форму поперечного сечения воздуховода и оп­ределяют размеры сечений расчетных участков магистрали. Пло­щадь поперечного сечения воздуховода расчетного участка (м2) определяют по формуле:

FP=LP/νT

Рис. Аксонометрическая схема системы вентиляции:

1-5- номера участков; А-Б- узловые точки; L- расходы воздуха, м3/ч; l- длина участка, м.

Где, Lp — расчетный расход воздуха на участке, м3/с; νТ — реко­мендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с.

Рекомендуемые скорости определœены из экономических сооб­ражений с учетом акустических требований. Наименьшие скорости рекомендуется принимать на участках, имеющих отверстия в помещении. Обычно скорости на таких участках не должны превышать 4 м/с. По мере приближения к вентилятору скорости увеличиваются.

По величинœе Fp подбирают стандартные размеры воздуховода (а×b или d) так, чтобы фактическая площадь поперечного сече­ния участка Fф была близкой к Fp. Для прямоугольного возду­ховода определяют эквивалентный диаметр. По фактической пло­щади поперечного сечения определяют фактическую скорость воздуха на участке воздуховода:

νФ=LP/FФ

Обратите внимание

По таблицам или номограммам определяют удельные потери давления на трение и вычисляют потери давления на трение на расчетном участке Rтрl. Для каждого вида местного сопротив­ления на участке определяют по таблицам коэффициент местно­го сопротивления ξ. По сумме ξ и динамическому давлению опре­деляют потери давления в местных сопротивлениях участка:

∆рм.с=Σ ξ ∙(ρνф 2/2)

Потери давления на расчетном участке

∆р= Rтрl+( ρνф 2/2)−

где R– потери давления на трение, Н/м2 на 1 поᴦ. М воздуховода;

l– длина воздуховода, м;

ρ– плотность воздуха, кг/м3.

При температуре воздушного потока, отличающейся от 20 °С, на потери давления, подсчитанные по вышеуказанной формуле, следует вводить поправочные коэффициенты, соответственно, на трение и на местные сопротивления.

Потери давления на трение в круглых воздуховодах можно определить по формуле:

∆Ртр=λ/d∙(ν2ρ/2) ∙ l, кг/м2,

где λ-коэффициент сопротивления трению;

l– длина воздуховода, м;

d– диаметр воздуховода, м;

ν- скорость воздуха, м/с;

ν2ρ/2– динамическое давление, Н/м.

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину диаметра, а принимается эквивалентный диаметр, который определяется по формуле:

dэкв=2∙А∙В/А+В,

где А и В- размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.

Общие потери давления в магистрали и» следовательно» во всœей сети воздуховодов

∆Рм= ΣNi=1(Rтрl+ Σ ξ ∙(ρνф 2/2))+ Σ∆роб,

где 1, …, N — номера участков магистрали; Δроб — потери давле­ния в оборудовании и других устройствах системы,

Расчет всœех ответвлений заключается в таком подборе сече­ний участков, составляющих ответвления, при котором потери дав­ления на преодоление сопротивлений были бы равны соответству­ющим узловым давлениям, т. е.

давлениям в магистрали в мес­тах ответвлений. Расхождения не должны превышать 5 % от соответствующего узлового давления.

В случае если с помощью нормализо­ванных размеров сечений воздуховодов этого добиться нельзя, не­обходимо установить дроссельную диафрагму для погашения из­быточного давления.

Читайте также

  • – АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ

    Аэродинамический расчет воздуховодов обычно сводится к определению размеров поперечных сечений всех участков сети, обеспечивающих перемещение необходимого количества воздуха, а также к определению суммарного сопротивления, возникающего при движении воздуха по… [читать подробенее]

  • Источник: http://oplib.ru/random/view/811058

    Ссылка на основную публикацию