4. Размеры сечения расчётных участков определяют, задаваясь скоростью движения воздуха. Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах устанавливается из экономических соображений. Малые скорости вызывают меньшие потери давления, но требуют большего расхода металла на воздуховоды. А большие скорости снижают капитальные затраты на воздуховоды, но увеличивают эксплуатационные расходы на электроэнергию, идущую на преодоление возросшего сопротивления в воздуховодах. Рекомендуемые значения скоростей принимаются: до 8 м/с - в магистралях, до 5 м/с - в ответвлениях.
Пример расчета учаска 1 П1. Ориентировочную площадь поперечного сечения, м2, принимаю по формуле:
F = L / (3600×Vрек) = 4214 / (3600 × 5) = 0,23 м2;
где L - расчётный расход воздуха на участке 1, м3/ч;
Vрек - рекомендуемая скорость движения воздуха на участках вентиляционных систем.
5. Фактическая скорость, м/с, определяется с учётом площади сечения принятого стандартного воздуховода:
Vфак = L / (3600×Fф) = 4214 / (3600×0,25) = 4,7 м/с;
6. Исходя из полученной скорости и диаметра определяется динамическое давление и удельные потери давления на трение по /5/. Так как воздуховоды прямоугольные с размерами a×b расчёт производится по эквивалентному по скорости диаметру:
dэv = 2×a×b / (a+b) = 2×500×500 / (500+500) = 500 мм;
где a, b - размеры прямоугольного воздуховода, мм.
7. Потери давления в местных сопротивлениях участков зависят от суммы коэффициентов местного сопротивления и динамического давления. Коэффициенты местного сопротивления участков приведены в таблице 8.
8. Общие потери давления на участке равны сумме потерь на трение и в местных сопротивлениях.
9. Далее определяются суммы потерь давления на всех участках от начала магистрали.
10. Расчёт потерь в ответвлениях сводится к увязке суммы потерь давления в узловых точках, общих для магистрали и ответвления. Невязка давления в узлах не должна превышать 10%:
% = (DРмаграсп-DРотв) / DРмаграсп× 100 £ 10,
где DРмаграсп - располагаемые потери давления по магистрали до рассчитываемого ответвления (узловой точки);
DРотв - потери давления по участку ответвления.
Если условие выполняется, то ответвления считается увязанным. Если невязка при использовании стандартных размеров воздуховодов и допустимых скоростей превышает 10%, то в этих случаях на ответвляемых участках устанавливаются дополнительные местные сопротивления в виде диафрагм, дроссель-клапанов или шиберов.
Аэродинамический расчёт воздуховодов
| № уча-стка | Расход воздуха L | Длина учаска l | СкоростьV | Размеры в-да | Удельные потери R | n | Потери на трение R×l×n | Динам. давл. Pv | Сумма кмсåx | Потери в мест. сопрåx×Pv | Общие потери R×l×n+ åx×Pv | å( R×l××n + åx××Pv) | ||
| d | A х Б | F | ||||||||||||
| М3/ч | м | м/с | мм | мм | м2 | Па/м | Па | Па | Па | Па | Па | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| П-1 | ||||||||||||||
| 1 | 4214 | 21,3 | 4,7 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,433 | 1 | 9,22 | 12,7 | 5,3 | 67,3 | 76,5 | 76,5 |
| 2 | 8428 | 6 | 5,8 | 615 | 500х800 | 0,4 | 0,516 | 1 | 3,09 | 20 | 0,45 | 9 | 12,1 | 88,6 |
| 3 | 12642 | 6 | 5,9 | 750 | 600х1000 | 0,6 | 0,411 | 1 | 2,5 | 20,1 | 3 | 60,3 | 62,8 | 151,4 |
| 4 | 16856 | 6 | 7,8 | 750 | 600х1000 | 0,6 | 0,71 | 1 | 4,3 | 36,5 | 0,45 | 16,4 | 20,7 | 172,1 |
| 5 | 21076 | 30,5 | 7,8 | 810 | 600х1250 | 0,75 | 0,662 | 1 | 20,2 | 36,7 | 2,4 | 88,1 | 108,3 | 280,4 |
| 6 | 4214 | 15 | 4,7 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,433 | 1 | 6,5 | 12,7 | 4,1 | 52 | 58,5 | - |
| 7 | 4214 | 15 | 4,7 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,433 | 1 | 6,5 | 12,7 | 0,3 | 3,8 | 10,3 | - |
| 8 | 4214 | 15 | 4,7 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,433 | 1 | 6,5 | 12,7 | 1,5 | 19,1 | 25,6 | - |
| 9 | 4214 | 15 | 4,7 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,433 | 1 | 6,5 | 12,7 | 1,1 | 13,97 | 20,5 | - |
| В-1 | ||||||||||||||
| 1 | 2660 | 21 | 4,6 | 400 | 400х400 | 0,16 | 0,576 | 1 | 12,1 | 12,7 | 3,85 | 48,9 | 61 | 61 |
| 2 | 5320 | 6 | 6 | 500 | 500х500 | 0,25 | 0,715 | 1 | 4,3 | 21,6 | 0,4 | 8,6 | 12,9 | 73,9 |
| 3 | 7980 | 6 | 7,3 | 545 | 500х600 | 0,3 | 0,877 | 1 | 5,3 | 31,7 | 0,35 | 11,1 | 16,4 | 90,3 |
| 4 | 10640 | 24,6 | 7,4 | 615 | 500х800 | 0,4 | 0,809 | 1 | 19,9 | 29,4 | 6 | 176,4 | 196,3 | 286,6 |
| 5 | 2660 | 15 | 4,6 | 400 | 400х400 | 0,16 | 0,576 | 1 | 8,6 | 12,7 | 2,7 | 34,3 | 42,9 | - |
| 6 | 2660 | 15 | 4,6 | 400 | 400х400 | 0,16 | 0,576 | 1 | 8,6 | 12,7 | 2,45 | 31,1 | 39,7 | - |
| 7 | 2660 | 15 | 4,6 | 400 | 400х400 | 0,16 | 0,576 | 1 | 8,6 | 12,7 | 2,65 | 33,6 | 42,2 | - |
| В-2 | ||||||||||||||
| 1 | 1951,4 | 10,5 | 4,3 | 333 | 250х500 | 0,125 | 0,629 | 1 | 6,6 | 12,1 | 3,9 | 47,2 | 53,8 | 53,8 |
| 2 | 3027,4 | 15 | 6,7 | 333 | 250х500 | 0,125 | 1,24 | 1 | 18,6 | 6,4 | 0,6 | 3,8 | 22,4 | 76,2 |
| 3 | 4103,4 | 4 | 7,1 | 400 | 400х400 | 0,16 | 1,23 | 1 | 4,92 | 30,2 | 2,4 | 72,5 | 77,4 | 153,6 |
| 4 | 1076 | 10 | 4,8 | 250 | 250х250 | 0,0625 | 1,16 | 1 | 11,6 | 15 | 2,9 | 43,5 | 53,1 | - |
| 5 | 1076 | 10 | 4,8 | 250 | 250х250 | 0,0625 | 1,16 | 1 | 11,6 | 15 | 2,8 | 42 | 53,6 | - |
| ВЕ-3 | ||||||||||||||
| 1 | 21,9 | 5,15 | 0,41 | 120 | 100х150 | 0,015 | 0,046 | 1 | 0,24 | 0,1 | 5,15 | 0,435 | 0,675 | - |
Коэффициенты местных сопротивлений
| № участка | Местное сопротивление | Значение к.м.с., x |
| 1 | 2 | 3 |
| П-1 | ||
| 1 | РРТройник на проход2 Отвод 90° | 2,20,72х1,2å=5,3 |
| 2 | Тройник на проход | 0,45 |
| 3 | Тройник на проход | 3 |
| 4 | Тройник на проход | 0,45 |
| 5 | 2 Отвод 90° | 2х1,2å=2,4 |
| 6 | Тройник на ответвлениеРРОтвод 90° | 0,72,21,2å=4,1 |
| 7 | Тройник на ответвлениеРРОтвод 90° | 0,32,21,2å=3,7 |
| 8 | Тройник на ответвлениеРРОтвод 90° | 1,52,21,2å=4,9 |
| 9 | Тройник на ответвлениеРРОтвод 90° | 1,12,21,2å=4,5 |
| В-1 | ||
| 1 | Решетка типа РОтвод 90°Тройник на проход | 21,20,65å=3,85 |
| 2 | Тройник на проход | 0,4 |
| 3 | Тройник на проход | 0,35 |
| 4 | 5 Отвод 90° | 5х1,2å=6 |
| 5 | Решетка типа РТройник на ответвление | 20,7å=2,7 |
| 6 | Решетка типа РТройник на ответвление | 20,45å=2,45 |
| 7 | Решетка типа РТройник на ответвление | 20,65å=2,65 |
| В-2 | ||
| 1 | Решетка типа РОтвод 90°Тройник на проход | 21,20,7å=3,9 |
| 2 | Тройник на проход | 0,6 |
| 3 | 2 Отвод 90° | 2х1,2å=2,4 |
| 4 | Решетка типа РТройник на ответвление | 20,9å=2,9 |
| 5 | Решетка типа РТройник на ответвление | 20,8å=2,8 |
| ВЕ-3 | ||
| 1 | Решетка щелевая Отвод 90°Зонт | 21,21,15å=4,35 |
Для узла «А» системы П-1 невязка по давлению составляет:
% = (DР1-DР6) / DР1× 100 = (76,5-58,5) / 76,5 × 100 = 23 > 10.
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = (DРмаграсп-DРотв) / DРvотв,
x = (DРмаг1-DРотв6) / DРvотв6 = 18,03 / 12,7 = 1,4
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
400 х 400 с x = 1,4.
Для узловой точки «Б» системы П-1 невязка по давлению составляет:
% = (88,6 – 10,3) / 88,6 × 100 = 88 > 10,
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 78,3/ 12,7 = 6,2
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
328 х 328 с x = 6,2.
Для узловой точки «В» системы П-1 невязка по давлению составляет:
% = (151,4 – 25,6) / 151,4 × 100 = 83 > 10,
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 125,8 / 12,7 = 9,9
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
298 х 298 с x = 9,9.
Для узловой точки «Г» системы П-1 невязка по давлению составляет:
% = (172,1-20,5) / 172,1 × 100 = 88 > 10,
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 151,6 / 12,7 = 11,9.
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
287 х 287 с x = 11,9.
Система В-1
Для узла «А» системы В-1 невязка по давлению составляет:
% = (61 – 42,9) / 61 × 100 = 30 > 10.
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 18,1/12,7 =1,4
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
320х320 с x = 1,4.
Для узла «Б» системы В-1 невязка по давлению составляет:
% = (73,9 – 39,7) / 73,9 × 100 = 46 > 10.
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 46/12,27 = 3,6
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.
288х288 с x = 3,4.
Для узла «В» системы В-1 невязка по давлению составляет:
% = (90,3 – 42,2) / 90,3 × 100 = 53 > 10.
Необходимый коэффициент местного сопротивления составляет:
x = 48,1/12,7 =3,8
По таблице 12,52 /3/ определяется размер диафрагмы для соответствующего диаметра воздуховода.