бренды

климат-рейтинги

Методика аэродинамического расчета воздуховодов.

Этим материалом редакция журнала "Мир Климата" продолжает публикацию глав из книги "Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий". Автор Краснов Ю.С.

Рис. 1. Аксонометрическая схема воздуховода

Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1 : 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м³/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 (м²) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:
  

Рекомендуемую скорость принимают следующей (скорость растет по мере приближения к вентилятору) – смотри таблицу 1.

       Таблица. Требуемый часовой расход свежего воздуха, м³/ч (cfm)

	в начале системы	вблизи вентилятора
Административные здания	4...5 м/с	8...12 м/с
Производственные здания	5...6 м/с	10/...16 м/с

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

Фактическая скорость (м/с): или
Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

Критерий Рейнольдса: Re = 64100 x D_ст x U_факт (для прямоугольных воздуховодов D_ст = D_L).

Коэффициент гидравлического трения: λ = 0,3164 x Re – 0,25 при Re ≤ 60000, λ = 0,1266 x Re – 0,167 при Re < 60000.
Потери давления на расчетном участке (Па): где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.

Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом. Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.

Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание.

     Таблица 1. Аэродинамический расчет

№ участков	подача L, м3/ч	длина L, м	Uрек, м/с	сечение а x b, м	Uф, м/с	Dl, м	Re	λ	Kmc	потери на участке ?р, па
решетка PP на выходе				0,2 x 0,4	3,1	–	–	–	1,8	10,4
1	720	4,2	4	0,2 x 0,25	4,0	0,222	56900	0,0205	0,48	8,4
2	1030	3,0	5	0,25 x 0,25	4,6	0,25	73700	0,0195	0,4	8,1
3	2130	2,7	6	0,4 x 0,25	5,92	0,308	116900	0,0180	0,48	13,4
4	3480	14,8	7	0,4 x 0,4	6,04	0,40	154900	0,0172	1,44	45,5
5	6830	1,2	8	0,5 x 0,5	7,6	0,50	234000	0,0159	0,2	8,3
6	10420	6,4	10	0,6 x 0,5	9,65	0,545	337000	0,0151	0,64	45,7
6a	10420	0,8	ю.	ø 0,64	8,99	0,64	369000	0,0149	0	0,9
7	10420	3,2	5	0,53 x 1,06	5,15	0,707	234000	0,0312 x n	2,5	44,2
Суммарные потери: 185 Примечание. Для кирпичных каналов с абсолютной шероховатостью 4 мм и Uф = 6,15 м/с, поправочный коэффициент n = 1,94 ([32], табл. 22.12.).

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 x 400 мм (рассчитывают отдельно):
Динамическое давление:

KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8.
Падение давления в решетке: Δр – рД x KMC = 5,8 x 1,8 = 10,4 Па.
Расчетное давление вентилятора р: Δр_вент = 1,1 (Δр_аэрод + Δр_клап + Δр_фильтр + Δр_кал + Δр_глуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па.
Подача вентилятора: L_вент = 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м³/ч.

Выбран радиальный вентилятор ВЦ4-75 № 6,3, исполнение 1: L = 11500 м³/ч; Δр_вен = 640 Па (вентагрегат Е6.3.090 – 2а), диаметр ротора 0,9 х D_пом, частота вращения 1435 мин–1, электродвигатель 4А10054; N = 3 кВт установлен на одной оси с вентилятором. Масса агрегата 176 кг.
Проверка мощности электродвигателя вентилятора (кВт):
По аэродинамической характеристике вентилятора n_вент = 0,75.


     Таблица 2. Определение местных сопротивлений

№ участков	Вид местного сопротивления	Эскиз	Угол α, град.	Отношение			Обоснование	КМС
				F0/F1	L0/Lст	fпрох/fств
1	Диффузор		20	0,62	–	–	Табл. 25.1	0,09
	Отвод		90	–	–	–	Табл. 25.11	0,19
	Тройник-проход		–	–	0,3	0,8	Прил. 25.8	0,2
							Σ	0,48
2	Тройник-проход		–	–	0,48	0,63	Прил. 25.8	0,4
3	Тройник-ответвление		–	0,63	0,61	–	Прил. 25.9	0,48
4	2 отвода	250 x 400	90	–	–	–	Прил. 25.11
	Отвод	400 x 250	90	–	–	–	Прил. 25.11	0,22
	Тройник-проход		–	–	0,49	0,64	Табл. 25.8	0,4
							Σ	1,44
5	Тройник-проход		–	–	0,34	0,83	Прил. 25.8	0,2
6	Диффузор после вентилятора		h=0,6	1,53	–	–	Прил. 25.13	0,14
	Отвод	600 x 500	90	–	–	–	Прил. 25.11	0,5
							Σ	0,64
6a	Конфузор перед вентилятором			Dг=0,42 м			Табл. 25.12	0
7	Колено		90	–	–	–	Табл. 25.1	1,2
	Решетка жалюзийная						Табл. 25.1	1,3
							Σ	1,44

© Краснов Ю.С., "Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий", глава 15. "Термокул"
Статья предоставлена журналом "Мир климата"