Расчет потерь давления в воздуховоде
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
P = R*l + z,
где R - потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l - длина воздуховода в метрах, z - потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x - коэффициент сопротивления трения, l - длина воздуховода в метрах, d - диаметр воздуховода в метрах, v - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
- Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
z = Q* (v*v*y)/2g,
где Q - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение Pтр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
Назначение |
Основное требование
|
Бесшумность |
Мин. потери напора |
Магистральные каналы |
Главные каналы |
Ответвления |
Приток |
Вытяжка |
Приток |
Вытяжка |
Жилые помещения |
3 |
5 |
4 |
3 |
3 |
Гостиницы |
5 |
7.5 |
6.5 |
6 |
5 |
Учреждения |
6 |
8 |
6.5 |
6 |
5 |
Рестораны |
7 |
9 |
7 |
7 |
6 |
Магазины |
8 |
9 |
7 |
7 |
6 |
Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.
Метод постоянной потери напора
Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.
- В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
- По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
- Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
- Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
- Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Использование прямоугольных воздуховодов
В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.
Замечания:
- Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
- Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты).
В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной - его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
Размеры | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
250 |
210 |
245 |
275 |
|
|
|
|
|
300 |
230 |
265 |
300 |
330 |
|
|
|
|
350 |
245 |
285 |
325 |
355 |
380 |
|
|
|
400 |
260 |
305 |
345 |
370 |
410 |
440 |
|
|
450 |
275 |
320 |
365 |
400 |
435 |
465 |
490 |
|
500 |
290 |
340 |
380 |
425 |
455 |
490 |
520 |
545 |
550 |
300 |
350 |
400 |
440 |
475 |
515 |
545 |
575 |
600 |
310 |
365 |
415 |
460 |
495 |
535 |
565 |
600 |
650 |
320 |
380 |
430 |
475 |
515 |
555 |
590 |
625 |
700 |
|
390 |
445 |
490 |
535 |
575 |
610 |
645 |
750 |
|
400 |
455 |
505 |
550 |
590 |
630 |
665 |
800 |
|
415 |
470 |
520 |
565 |
610 |
650 |
685 |
850 |
|
|
480 |
535 |
580 |
625 |
670 |
710 |
900 |
|
|
495 |
550 |
600 |
645 |
685 |
725 |
950 |
|
|
505 |
560 |
615 |
660 |
705 |
745 |
1000 |
|
|
520 |
575 |
625 |
675 |
720 |
760 |
1200 |
|
|
|
620 |
680 |
730 |
780 |
830 |
1400 |
|
|
|
|
725 |
780 |
835 |
880 |
1600 |
|
|
|
|
|
830 |
885 |
940 |
1800 |
|
|
|
|
|
870 |
935 |
990 |
|