 |
|
Аэродинамический расчет вентиляционных систем.
Расчет приточных и вытяжных систем воздуховодов сводится к определению размеров поперечного сечения каналов, их сопротивления движению воздуха и увязки напора параллельных соединений.
Расчет потерь напора проведем методом удельных потерь напора на трение. Аэродинамический расчет состоит из двух этапов:
- расчет участков основного магистрального направления;
- увязка участков системы.
Последовательность расчета
1. Строится аксонометрическая схема вентиляционной системы.
2. Разбивается схема на участки и выбираем основное (магистральное) направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных участков.
3. Ориентируясь на табл. 12.2, 12.8 [13] определяем размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали.
| L 3600 ν0 |
F0 = (9.1)
где L – расчетный расход воздуха на участке, м3/ч;
ν0 – оптимальная скорость движения воздуха на участке, м/с.
4. Определим эквивалентные диаметры воздуховодов по каждому участку магистрали по формуле:
dэкв = 2a*b/(a+b) (9.2)
где а, в – размеры прямоугольного воздуховода, мм.
5. Определим фактическую скорость Vфр с учетом площади сечения Fст стандартного воздуховода по формуле:
Vфр = L/3600*Fст (9.3)
6. По значениям dэкв и Vфр по таблице 12.17 [13] определяем значения удельных потерь давления на трение R.
7. 
Вводится поправочный коэффициент m, учитывающий шероховатость стенок канала по табл. 12.13 [13].
8. Выбираются коэффициенты местных сопротивлений и просчитывается их сумма ∑ζ по участкам. Результат расчетов сводят в таблицу.
9. По таблице 12.17 [13] для соответствующих скоростей по участкам находим динамическое давление:
Рд = 
(9.4)
10. Рассчитываются полные потери по участкам
Rст + Z = Rст + ∑ζ Рд (9.5)
11. Определяется величина требуемого напора вентилятора для систем с механическим побуждением, для этого суммируем сопротивления на всех участках магистрали.
12. Проводится увязка ответвлений. Сопротивления на всех параллельных участках должны быть равны (невязка не более 10%). Если невязка превышает заданное значение, то ставится диаграмма.
Аэродинамический расчет притока.
Для помещений с большим расходом приточного воздуха производится расчет равномерной раздачи воздуха.
Расчет сведен в таблицу 8.
| № | Расход воздуха | Длина участка | Размеры воздуховода | Скорость воздуха | Потери напора | Коэффицент шероховатости m | Потери на трение | Сумма коэф местн.сопротивлений | Динамич давление | Потери на местн. сопротивл | Потери давления на участке | Сумма потерь давления | |||
| сечение | площадь сечения | эквивалентный диаметр | |||||||||||||
| 1-2 | 71,55 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,04 | 1,11 | 0,04573 | 1,8 | 0,2 | 0,36 | 0,405732 | 0,40573 | |||
| 2-3 | 223,43 | 6,1 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,28 | 1,11 | 1,90942 | 0,16 | 1,9 | 0,304 | 2,213422 | 2,61915 | ||
| 3-4 | 540,95 | 6,5 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,4 | 1,11 | 10,101 | 1,3 | 12,1 | 15,73 | 25,831 | 28,4502 | ||
| 4-5 | 1004,27 | 220x250 | 0,055 | 1,2 | 1,33 | 7,98 | 1,31 | 19,65 | 27,63 | 56,0802 | |||||
| 5-6 | 1641,7 | 11,5 | 250x400 | 0,1 | 307,6 | 0,74 | 8,51 | 0,3 | 12,1 | 3,63 | 12,14 | 68,2202 | |||
| 6-7 | 16875,5 | 800x1200 | 0,96 | 0,2 | 0,65 | 9,75 | 11,75 | 79,9702 | |||||||
| 7-8 | 30313,9 | 1250x1600 | 1403,5 | 0,13 | 0,13 | 1,69 | 12,1 | 20,449 | 20,579 | 100,549 | |||||
| 9-10 | 30313,9 | вентилятор и приточная камера | |||||||||||||
| 10-11 | 30313,9 | 1250x1600 | 1403,5 | 0,13 | 0,13 | 1,8 | 12,1 | 21,78 | 21,91 | 122,459 | |||||
| 12-13 | 1,5 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,27 | 1,11 | 0,44456 | 0,22 | 1,2 | 0,264 | 0,708555 | 123,168 | |||
| 13-14 | 497,2 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,2 | 1,11 | 3,996 | 1,35 | 9,8 | 13,23 | 17,226 | 140,394 | |||
| 14-15 | 653,82 | 4,5 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,75 | 1,11 | 8,74125 | 1,57 | 23,55 | 32,29125 | 172,685 | |||
| 15-16 | 973,8 | 220x250 | 0,055 | 1,2 | 1,13 | 12,204 | 1,8 | 39,204 | 211,889 | ||||||
| 16-8 | 13442,8 | 650x420 | 0,75 | 510,2 | 0,51 | 7,65 | 0,16 | 2,4 | 10,05 | 221,939 | |||||
| 17-18 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,75 | 1,11 | 4,1625 | 1,09 | 5,4 | 5,886 | 10,0485 | 231,987 | ||||
| 18-19 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,75 | 1,11 | 5,8275 | 1,8 | 32,8275 | 264,815 | ||||||
| 19-20 | 1177,8 | 420x150 | 0,063 | 1,2 | 1,13 | 4,068 | 0,16 | 2,4 | 6,468 | 271,283 | |||||
| 20-7 | 12793,8 | 650x420 | 0,75 | 510,2 | 0,51 | 10,71 | 1,09 | 16,35 | 27,06 | 298,343 | |||||
| 21-22 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,75 | 1,11 | 2,4975 | 1,8 | 5,4 | 9,72 | 12,2175 | 310,56 | ||||
| 22-6 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,75 | 1,11 | 29,1375 | 0,58 | 8,7 | 37,8375 | 348,398 | |||||
Коэффициенты местных сопротивлений приточной камеры.
Таблица 9 .
| № | Вид сопротивления | ξ | Σξ |
| 1-2 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 2-3 | Отвод 90 | 0,16 | 0,16 |
| 4-5 | Тройник в ответвление | 1,3 | 1,3 |
| 5-6 | Отвод 90 | 0,41 | 1,31 |
| Тройник на прямой проход | 0,9 | ||
| 6-7 | Тройник в ответвление | 0,3 | 0,3 |
| 7-8 | Тройник в ответвление | 0,65 | 0,65 |
| 10-11 | Отвод 90 | 0,49 | 1,69 |
| Решетка | 1,2 | ||
| 12-13 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 15-16 | Отвод 90 | 0,22 | 0,22 |
| 16-8 | Отвод 90 | 0,45 | 1,35 |
| Тройник на прямой проход | 0,2 | ||
| Отвод 90 | 0,45 | ||
| Тройник в ответвление | 0,25 | ||
| 17-18 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 19-20 | Отвод 90 | 0,16 | 0,16 |
| 20-7 | Тройник в ответвление | 0,45 | 1,09 |
| Тройник на прямой проход | 0,1 | ||
| Отвод 90 | 0,16 | ||
| Отвод 90 | 0,16 | ||
| Тройник на прямой проход | 0,22 | ||
| 21-22 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 22-6 | Тройник в ответвление | 0,31 | 0,58 |
| Тройник в ответвление | 0,27 |
Произведем увязку ответвлений. Сопротивления на всех параллельных ответвлениях.
(9.6).
Невязка должна составлять не более 10 %.
Невязка = 
Невязка = 
Аэродинамический расчет притока.
| № | Расход воздуха | Длина участка | Размеры воздуховода | Скорость воздуха | Потери напора | коэффицент шероховатости | Потери на трение | Сумма коэф. местн. сопротивлений | Динамическое давление | Потери на местн сопротивл | Потери давления на участке | Сумма потерь давления | ||
| сечение | площадь сечения | эквивалентный диаметр | ||||||||||||
| 1 2 | 650x420 | 0,75 | 510,2 | 0,5 | 1,3 | 1,3 | 1,8 | 28,3 | 28,3 | |||||
| 2 3 | 1250x1250 | 1,56 | 0,145 | 2,465 | 3,85 | 57,75 | 60,215 | 88,51 |
| № | Вид сопротивления | ξ | Σξ |
| 1 2 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 2 3 | Тройник в ответвление | 1,3 | 3,85 |
| Отвод 90 | 1,2 | ||
| Отвод 90 | 1,35 |
Аэродинамический расчет вытяжки.
Расчет сведен в таблицу 10.
Таблица 10
Аэродинамический расчет вытяжки.
| № | Расход воздуха | Длина участка | Размеры воздуховода | Скорость воздуха | Потери напора | коэффицент шероховатости | Потери на трение | Сумма коэф. местн. сопротивлений | Динамическое давление | Потери на местн сопротивл | Потери давления на участке | Сумма потерь давления | ||
| сечение | площадь сечения | эквивалентный диаметр | ||||||||||||
| 1-2 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,5 | 1,1 | 0,55 | 1,8 | 1,9 | 3,42 | 3,97 | 3,97 | |||
| 2-3 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,69 | 1,1 | 11,154 | 0,16 | 2,4 | 13,554 | 17,524 | ||||
| 3-4 | 220x250 | 0,055 | 0,9 | 1,1 | 7,92 | 22,92 | 40,444 | |||||||
| 4-5 | 1,5 | 420x150 | 0,063 | 1,2 | 1,3 | 2,34 | 1,3 | 19,5 | 21,84 | 62,284 | ||||
| 5-6 | 250x400 | 0,1 | 307,6 | 0,75 | 1,3 | 17,55 | 1,61 | 9,6 | 15,456 | 33,006 | 95,29 | |||
| 7-8 | 0,5 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,08 | 1,1 | 0,044 | 0,65 | 0,2 | 0,13 | 0,174 | 95,464 | ||
| 8-9 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,18 | 1,1 | 0,396 | 1,2 | 1,2 | 1,596 | 97,06 | ||||
| 9-10 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,28 | 1,1 | 1,232 | 1,9 | 1,9 | 3,132 | 100,192 | ||||
| 10-5 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 0,9 | 1,1 | 7,92 | 0,49 | 7,3 | 3,577 | 11,497 | 111,689 | |||
| 11-12 | 220x150 | 0,033 | 178,3 | 1,1 | 1,1 | 1,21 | 1,35 | 9,6 | 12,96 | 14,17 | 125,859 | |||
| 12-13 | 650x420 | 0,75 | 510,2 | 0,5 | 1,3 | 1,95 | 1,35 | 20,25 | 22,2 | 148,059 | ||||
| 13-6 | 1250x1250 | 1,56 | 0,15 | 1,45 | 16,45 | 164,509 |
Коэффициенты местных сопротивлений приточной камеры.
Таблица 11.
| № | Вид сопротивлени | ξ | Σξ |
| 1-2 | Решетка | 1,8 | 1,8 |
| 2-3 | Отвод 90 | 0,16 | 0,16 |
| 4- 5 | Тройник в ответвление | 1,3 | 1,3 |
| 5-6 | Отвод 90 | 0,41 | 1,61 |
| Отвод 90 | 0,9 | ||
| Отвод 90 | 0,3 | ||
| 7-8 | Решетка | 0,65 | 0,65 |
| 10-5 | Тройник в ответвление | 0,49 | 0,49 |
| 10-11 | Отвод 90 | 1,2 | 1,2 |
| 11-12 | Отвод 90 | 1,35 | 1,35 |
| 12-13 | Отвод 90 | 1,35 | 1,35 |
Выбор вентиляторов
Выбор вентиляционной установки для приточной системы осуществляется по требуемой производительности и требуемого давления, принимаемого:
,
где ∑Рк –суммарные потери давления в секциях приточной камеры, Па,
(Rlm+z)- потери давления в сети на магистральных участках нагнетательной линии, Па.
При выборе вентилятора рабочий режим его нужно принимать так, чтобы коэффициент полезного действия отличался не более, чем на 10 % от максимального.
1. Подберем в вентилятор в приточную камеру:
Расход 28995,71 м3/ч,
, Па
Принимаем вентилятор радиальный общего назначения из углеродистой стали В.Ц4-75-Е10.095-1:
Двигатель: тип 4А132МВ8
мощность 5,5 кВт
частота 720 об/мин
Масса вентилятора с двигателем 438 кг
Подберем в вентилятор во вторую приточную камеру:
Расход 26206 м3/ч,
, Па
Принимаем вентилятор радиальный общего назначения из углеродистой стали В.Ц4-75-Е10.095-1:
Двигатель: тип 4А132МВ8
мощность 5,5 кВт
частота 720 об/мин
Масса вентилятора с двигателем 438 кг
1.Подберем вентилятор на вытяжную шахту В-1:
Расход: 28560 м3/ч.
В.Ц4-75-Е10.095-1:
Двигатель: тип 4А80А4
мощность 5,5кВт
частота 720 об/мин
Масса вентилятора с двигателем 438кг
Список литературы
1. Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. Часть II. Вентиляция. – М.: Стройиздат, 1976, 439 с.
2. Волков О.Д. Проектирование вентиляции промышленного здания. Харьков.: Выща школа, 1989, 240 с.
3. Методические рекомендации по расчету систем вентиляции и кондиционирования воздуха в горячих цехах предприятий общественного питания, оснащенных электрическим секционным модулированным оборудованием с местными вентиляционными отсосами. М., 1972, 63 с.
4. Полушкин В.И., Русак О.Н. и др. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Часть I. Теоретические основы создания микроклимата в помещении. СПб.: Профессия, 2002, 176 с.
5. СНиП 41 – 01 – 2003.Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: Госстрой России, 2004, 64 с.
6. СНиП 23 – 01 – 99. Строительная климатология. М.: Госстрой России, 2000, 58 с.
7. СНиП 2.08.01 – 89*. Жилые здания. М., 2002,
8. СНиП 2.08.02 – 89*. Общественные здания и сооружения. М., 1990, 42 с
9. СНиП 31 – 03 – 2001. Производственные здания.
10. СНиП 23 – 02 – 2003. Тепловая защита зданий.
11. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть II. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред. И.Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1978, 509 с.
12. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. Под. Ред. Н.Н.Павлова. – М.: Стройиздат, 1992, 319 с.
13. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. Под. Ред. Н.Н.Павлова. – М.: Стройиздат, 1992, 416 с.
14. Справочное пособие. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.- М.: Пантори, 2003, 308 с.
15. Титов В.П., Сазонов Э.В. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. – М.: Стройиздат, 1985, 208 с.
16. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга вторая. – Киев.: Будiвельник, 1976, 351 с.
17 Методические указания-2009, 57с