Gubitak tlaka zbog lokalnog otpora u zračnim kanalima. Kalkulator za izračun i odabir komponenti ventilacijskog sustava. Redoslijed proračuna opskrbnog sustava P1

Osnova za dizajn bilo kojeg inženjerske mreže je izračun. Da bi se pravilno projektirala mreža dovodnih ili odvodnih zračnih kanala, potrebno je poznavati parametre strujanja zraka. Posebno je potrebno izračunati brzinu protoka i gubitak tlaka u kanalu za ispravan odabir snaga ventilatora.

U ovom proračunu važnu ulogu igra takav parametar kao što je dinamički pritisak na zidove kanala.

Ponašanje medija unutar zračnog kanala

Ventilator, koji stvara strujanje zraka u dovodnom ili ispušnom kanalu, informira ovaj protok potencijalna energija. U procesu kretanja u ograničenom prostoru cijevi potencijalna energija zraka djelomično se pretvara u kinetičku energiju. Ovaj proces nastaje kao rezultat djelovanja strujanja na stijenke kanala i naziva se dinamički pritisak.

Osim toga, postoji i statički tlak, to je učinak molekula zraka jedne na druge u struji, odražava njegovu potencijalnu energiju. Kinetičku energiju strujanja reflektira indikator dinamičkog udara, zbog čega je ovaj parametar uključen u izračune.

Pri konstantnom strujanju zraka zbroj ova dva parametra je konstantan i naziva se ukupni tlak. Može se izraziti u apsolutnim i relativnim jedinicama. Referentna točka za apsolutni tlak je puni vakuum, dok se relativni tlak smatra počevši od atmosferskog, odnosno razlika između njih je 1 atm. U pravilu se pri izračunu svih cjevovoda koristi vrijednost relativnog (prekomjernog) utjecaja.

Natrag na indeks

Fizičko značenje parametra

Ako uzmemo u obzir ravne dijelove zračnih kanala, čiji se dijelovi smanjuju pri konstantnom protoku zraka, tada će se primijetiti povećanje brzine protoka. U tom slučaju, dinamički tlak u zračnim kanalima će se povećati, a statički tlak će se smanjiti, veličina ukupnog utjecaja će ostati nepromijenjena. Sukladno tome, da bi tok prošao kroz takvo suženje (zbunjivač), prvo ga treba informirati potreban iznos energije, inače se potrošnja može smanjiti, što je neprihvatljivo. Izračunom veličine dinamičkog utjecaja možete saznati broj gubitaka u ovom konfuzeru i odabrati pravu snagu za ventilacijsku jedinicu.

Obrnuti proces će se dogoditi u slučaju povećanja poprečnog presjeka kanala pri konstantnom protoku (difuzor). Brzina i dinamički udar će se početi smanjivati, kinetička energija strujanja će se pretvoriti u potencijalnu. Ako je tlak koji razvija ventilator previsok, brzina protoka u području i u cijelom sustavu može se povećati.

Ovisno o složenosti sheme, ventilacijski sustavi imaju mnogo zavoja, T-e, suženja, ventila i drugih elemenata koji se nazivaju lokalnim otporima. Dinamički učinak u tim elementima povećava se ovisno o kutu napada protoka na unutarnju stijenku cijevi. Neki dijelovi sustava uzrokuju značajno povećanje ovog parametra, na primjer, protivpožarne zaklopke u kojima je jedna ili više zaklopki ugrađena na putu protoka. To stvara povećan otpor protoka u području, što se mora uzeti u obzir pri izračunu. Stoga u svim gore navedenim slučajevima morate znati vrijednost dinamičkog tlaka u kanalu.

Natrag na indeks

Izračun parametara po formulama

Na ravnoj dionici brzina kretanja zraka u kanalu je nepromijenjena, a veličina dinamičkog udara ostaje konstantna. Potonji se izračunava po formuli:

Rd = v2γ / 2g

U ovoj formuli:

Pd je dinamički tlak u kgf/m2;
V je brzina zraka u m/s;
γ je specifična masa zraka u ovom području, kg/m3;
g je ubrzanje zbog gravitacije, jednako 9,81 m/s2.

Vrijednost dinamičkog tlaka možete dobiti u drugim jedinicama, u Pascalima. Za to postoji još jedna verzija ove formule:

Pd = ρ(v2 / 2)

Ovdje je ρ gustoća zraka, kg/m3. Budući da u ventilacijskim sustavima nema uvjeta za kompresiju zračno okruženje u tolikoj mjeri da se njegova gustoća mijenja, uzima se konstantna - 1,2 kg / m3.

Nadalje, potrebno je razmotriti kako je veličina dinamičkog djelovanja uključena u proračun kanala. Smisao ovog izračuna je utvrđivanje gubitaka u cjelokupnoj opskrbi odn ispušna ventilacija za odabir tlaka ventilatora, njegovog dizajna i snage motora. Proračun gubitaka odvija se u dvije faze: prvo se određuju gubici zbog trenja o stijenke kanala, zatim se izračunava pad snage strujanja zraka u lokalnim otporima. Parametar dinamičkog tlaka uključen je u proračun u obje faze.

Otpor trenja po 1 m okruglog kanala izračunava se po formuli:

R = (λ / d) Rd, gdje je:

Pd je dinamički tlak u kgf/m2 ili Pa;
λ je koeficijent otpora trenja;
d je promjer kanala u metrima.

Gubici trenjem određuju se zasebno za svaku sekciju s različitim promjerima i brzinama protoka. Rezultirajuća vrijednost R množi se s ukupnom duljinom kanala izračunatog promjera, dodaju se gubici na lokalnim otporima i dobiva se opće značenje za cijeli sustav:

HB = ∑(Rl + Z)

Evo opcija:

HB (kgf/m2) - ukupni gubici u ventilacijskom sustavu.
R je gubitak trenja po 1 m kružnog kanala.
l (m) je duljina presjeka.
Z (kgf / m2) - gubici u lokalnim otporima (zavoji, križevi, ventili i tako dalje).

Natrag na indeks

Određivanje parametara lokalnih otpora ventilacijskog sustava

Veličina dinamičkog utjecaja također sudjeluje u određivanju Z parametra. Razlika s ravnim dijelom je u tome što je u različitih elemenata sustava, tok mijenja svoj smjer, grana se, konvergira. U tom slučaju medij komunicira s unutarnjim zidovima kanala ne tangencijalno, već pod različitim kutovima. Da biste to uzeli u obzir, možete unijeti formulu za izračun trigonometrijska funkcija, ali postoje mnoge složenosti. Na primjer, pri prolasku jednostavnog zavoja od 90⁰, zrak se okreće i pritiska na unutarnju stijenku najmanje tri različita kuta (ovisno o dizajnu zavoja). Postoji masa veća od složeni elementi kako izračunati gubitke u njima? Za to postoji formula:

Z = ∑ξ Rd.

Kako bi se proces proračuna pojednostavio, u formulu je uveden bezdimenzijski koeficijent lokalnog otpora. Za svaki element ventilacijski sustav različita je i referentna je vrijednost. Vrijednosti koeficijenata dobivene su proračunima ili empirijski. Mnogi proizvodni pogoni proizvode oprema za ventilaciju, provode vlastite aerodinamičke studije i izračune proizvoda. Njihovi rezultati, uključujući koeficijent lokalnog otpora elementa (na primjer, protivpožarne zaklopke), unose se u putovnicu proizvoda ili stavljaju u tehnička dokumentacija na vašoj web stranici.

Za pojednostavljenje procesa izračuna gubitaka ventilacijski kanali sve dinamičke vrijednosti utjecaja za različite brzine također se izračunavaju i sažimaju u tablicama, iz kojih se jednostavno mogu odabrati i umetnuti u formule. Tablica 1 navodi neke vrijednosti za najčešće korištene brzine zraka u zračnim kanalima.

Raspodjela tlaka u ventilacijskom sustavu mora biti poznata pri postavljanju i regulaciji sustava, pri određivanju troška odvojeni odjeljci sustava i u rješavanju mnogih drugih problema ventilacije.

Raspodjela tlakova u ventilacijskim sustavima s mehaničkom indukcijom kretanja zraka. Razmislite o zračnom kanalu s ventilatorom (slika XI.3). U dijelu 1-/, statički tlak je nula (tj. jednak je tlaku zraka na razini kanala). Ukupni tlak u ovom dijelu jednak je dinamičkom tlaku rdi određenom formulom (XI.1). U dijelu II-II, statički tlak pstíí>0 (numerički jednak gubitku tlaka uslijed trenja između presjeka II-II i I-/). Na stalni presjek kanal statički tlačni vod - ravan. Ukupna tlačna linija je također ravna,

Paralelni pravac prvi. Okomita udaljenost između ovih linija određuje dinamički tlak rDí.

U difuzoru, koji se nalazi između sekcija II-II i III-III, dolazi do promjene brzine protoka. Dinamički tlak opada uz protok zraka. S tim u vezi, statički tlak se mijenja i može čak i povećati, kao što je prikazano na slici (pstíí>pstííí).

Ukupni tlak u odjeljku III-III, koji stvara ventilator, gubi se na trenje Dtr i na lokalne otpore (difuzor Lrdif, kada Arnyh izađe). Ukupni gubitak tlaka na ispusnoj strani je:

Statički tlak izvan kanala na usisnoj strani je nula. U neposrednoj blizini otvora unutar usisnog oblaka strujanje zraka već ima kinetičku energiju. Vakuum unutar usisnog mlaza je zanemariv.

Na ulazu u kanal povećava se brzina strujanja, što znači da se povećava i kinetička energija strujanja. Prema tome, prema zakonu održanja energije, potencijalna energija strujanja mora se smanjiti. Uzimajući u obzir gubitke tlaka L/?POt u bilo kojem dijelu na usisnoj strani

Po \u003d 0 - rd - Drpot - (XI. 24)

U usisnom kanalu, kao i na ispusnoj strani, ukupni tlak jednak je razlici tlaka na početku kanala i gubitku tlaka do razmatranog presjeka:

Pp \u003d 0-DrpOt. (XI.25)

Iz formula (XI.24) i (XI.25) proizlazi da su u svakom dijelu kanala sa usisne strane vrijednosti p0m i pn manje od nule. Apsolutna vrijednost statičkog tlaka veća je od ukupnog tlaka, ali formula (XI.2) vrijedi i za ovaj slučaj.

Statički tlačni vod ide ispod punog tlačnog voda. Oštar pad u liniji statičkog tlaka nakon dionice VI-VI objašnjava se sužavanjem protoka na ulazu u kanal zbog stvaranja vrtložne zone. Između dionice V-V i IV-IV, dijagram prikazuje konfuzer sa zaokretom. Do smanjenja statičkog tlačnog voda između ovih sekcija dolazi zbog povećanja i brzine protoka u konfuzeru i zbog gubitka tlaka. Dijagrami statičkog tlaka na sl. XI.3 su zasjenjene.

U točki B opaža se najniži ukupni tlak u sustavu kanala. Numerički, jednak je gubitku tlaka na usisnoj strani:

A - puna i statična u ispusnom kanalu; b - isto, u usisnom kanalu; c - dinamika u ispusnom kanalu; g - dinamika u usisnom kanalu

Ventilator stvara razliku tlaka jednaku razlici između maksimalnog i minimalna vrijednost ukupni tlak (rrl - Rpb)> povećanje energije 1 m3 zraka koji prolazi kroz njega za vrijednost

Tlak koji stvara ventilator koristi se za prevladavanje otpora kretanju zraka kroz kanale:

Rveit \u003d DRvs + Drnagn. (XI.27)

Profesor P. N. Kamenev je predložio crtanje dijagrama tlaka na usisnom kanalu od apsolutnog nultog tlaka (apsolutni vakuum), pri čemu konstrukcija vodova pst. abs i rp. abs u potpunosti odgovara slučaju ubrizgavanja.

Tlak u kanalima mjeri se mikromanometrom. Za mjerenje statičkog tlaka, crijevo iz mikromanometra spojeno je na spojnicu pričvršćenu na stijenku kanala, a za mjerenje ukupnog tlaka na pneumometrijsku Pitotovu cijev čiji je otvor usmjeren prema protoku (Sl. XI.4. , a, b).

Razlika između ukupnog i statičkog tlaka jednaka je vrijednosti dinamičkog tlaka. Ova se razlika može izravno izmjeriti mikromanometrom, kao što je prikazano na sl. XI.4, c, d. Vrijednost rd određuje brzinu, m / s:

V = V2prfp, (XI.28)

Prema kojem se izračunava protok zraka u kanalu, m3 / h:

L = 3600y/. (XI.29)

Raspodjela tlaka u ventilacijskim sustavima s prirodnom indukcijom kretanja zraka. Značajke takvih sustava su vertikalni raspored njihovih kanala u zgradi, niske vrijednosti raspoloživih tlakova i, posljedično, male brzine. Rad sustava s prirodnom indukcijom kretanja zraka ovisi o konstrukcijskim značajkama sustava i zgrade, razlici gustoće vanjskog i unutarnjeg zraka, brzini i smjeru vjetra. Međutim, prilikom odabira dimenzije dizajna pojedinačni elementi ventilacijski sustavi (presjeci kanala i okna, područja rešetki) dovoljno je izvršiti izračun za slučaj kada zgrada ne utječe na rad.

A - dijagrami apsolutnih aerostatskih tlakova u kanalu zatvorenom čepovima 1 - unutar kanala; 2 - izvan kanala; b - dijagram viška tlaka u istom kanalu; c - dijagrami nadtlaka za kretanje zraka kroz kanal; d - dijagrami viška tlakova u rudniku iu "širokom kanalu" koji je pričvršćen za njega; d-dijagrami viška tlakova u kanalu i oknu u prisutnosti grane; e - dijagrami viška tlaka s prirodnom indukcijom kretanja zraka u ventilacijskom sustavu visoka zgrada; g - dijagrami viška tlakova s mehaničkom indukcijom kretanja zraka; (pst> Rp ~ linije statičkog i ukupnog tlaka unutar kanala i osovine; Pn - linija statičkog tlaka izvan kanala i osovine)

Razmotrimo najjednostavniji slučaj, kada je vertikalni kanal visine Yak ispunjen topli zrak s temperaturom tB, zatvoren s gornje i donje strane čepovima. Kanal je okružen vanjskim zrakom temperature ta.

Pretpostavimo da je tlak unutar i izvan kanala na razini njegovog vrha jednak pa (da bismo osigurali ovaj uvjet, dovoljno je ostaviti malu rupu u gornjem čepu). Tada je, u skladu s Pascalovim zakonom, apsolutni tlak na bilo kojoj razini (na udaljenosti h od vrha kanala) jednak: izvan pst n=pa4-^pp£, a unutar pstk=pa4--hpBg. Raspodjela apsolutnih tlakova unutar kanala (linija 1) i izvan njega (linija 2) prikazana je na Sl. XI.5, a.

U sustavu "kanal - ambijentalni zrak" moguće je koristiti uvjetne vrijednosti viška tlakova, odnosno uvjetno uzeti aerostatski tlak unutar kanala na bilo kojoj razini kao nulu. Dijagram ovih pritisaka izvan kanala ima oblik trokuta (Sl. XI.5,6J. Osnova trokuta

Drk = Hk Drg

Je li raspoloživi tlak, Pa, koji određuje kretanje zraka kroz kanal.

Kada se zrak kreće kroz kanal (slika XI.5, c), gubici tlaka su zbroj gubitaka na ulazu, trenju i izlazu. Na sl. XI.5, c prikazuje raspodjelu ukupnog i statičkog tlaka (u suvišnom tlaku u odnosu na konvencionalnu nulu). Dinamički tlak pd jednak je razlici između pp i pst. Statički tlak (njegov dijagram je zasjenjen na slici) duž cijele duljine kanala manji je od viška aerostatskog tlaka izvan pH kanala. U nekim slučajevima, u kanalu se mogu uočiti ZONE s Pst > pH. Na primjer, u kanalu prije suženja (slika XI.5, d), pod određenim uvjetima, statički tlak može premašiti tlak pH. Zagađeni zrak će procuriti kroz propuštanja u ovom dijelu kanala.

Ako vertikalni ventilacijski kanal kombinira dvije (sl. XI, 5, (3) ili više (slika XI.5, f)) grana, preporuča se da ih spojite ne na razini ulaza zraka u granu, već nešto više (jedan ili dva kata i više). Ova preporuka je data uzimajući u obzir akumulirano iskustvo u radu. Prilikom spajanja grane na razini točke A umjesto razine točke B raste raspoloživi tlak Drotv (vidi sl. XI.5, e); stoga se povećava i otpor kanala i stabilnost sustava.

Na sl. XI.5, e, f dijagrami statičkog tlaka su zasjenjeni. Ukupni tlak opada po visini do vrijednosti izlaznog gubitka, a dinamički tlak pri konstantnom presjeku kanala raste po visini, budući da se nakon spajanja grane povećava protok u kanalu.

NA novije vrijeme uvode se ventilacijski sustavi s vertikalnim kanalima i mehaničkom indukcijom kretanja zraka. U tim sustavima zrak se kreće pod djelovanjem ventilatora i gravitacijskih sila. Konstrukcija raspodjele tlaka u takvim sustavima slična je onoj koja je gore razmotrena. Posebnost leži u činjenici da je statički tlak ispred ventilatora određen vakuumom koji ventilator stvara (vidi dijagram na slici XI.5,g). U ovom slučaju, raspoloživi tlak za kretanje zraka u sustavu

Kada su poznati parametri zračnih kanala (njihova duljina, presjek, koeficijent trenja zraka na površini), moguće je izračunati gubitak tlaka u sustavu pri predviđenom protoku zraka.

Ukupni gubitak tlaka (u kg/m2) izračunava se pomoću formule:

P \u003d R * l + z,

gdje je R gubitak tlaka od trenja po 1 tekući metar kanal, l - duljina kanala u metrima, z - gubitak tlaka na lokalni otpor(s promjenjivim poprečnim presjekom).

1. Gubitak trenja:

U okruglom kanalu gubici tlaka od trenja P tr izračunavaju se na sljedeći način:

Ptr \u003d (x * l / d) * (v * v * y) / 2g,

gdje je x koeficijent otpora trenja, l je duljina kanala u metrima, d je promjer kanala u metrima, v je brzina strujanja zraka u m/s, y je gustoća zraka u kg/m3, g je ubrzanje slobodnog pada (9 ,8 m/s2).

Napomena: Ako zračni kanal nema okrugli, već pravokutni poprečni presjek, ekvivalentni promjer se mora zamijeniti u formulu, koja je za zračni kanal sa stranicama A i B jednaka: dequiv = 2AB/(A + B)

2. Gubici zbog lokalnog otpora:

Gubici tlaka zbog lokalnih otpora izračunavaju se prema formuli:

z = Q* (v*v*y)/2g,

gdje je Q zbroj koeficijenata lokalnih otpora u presjeku kanala za koji je napravljen proračun, v je brzina strujanja zraka u m/s, y je gustoća zraka u kg/m3, g je slobodni pad ubrzanje (9,8 m/s2 ). Q vrijednosti su sadržane u tabličnom obliku.

Metoda dopuštene brzine

Prilikom proračuna mreže zračnih kanala metodom dopuštenih brzina, optimalna brzina zraka uzima se kao početni podatak (vidi tablicu). Zatim se razmatraju potrebni poprečni presjek kanala i gubitak tlaka u njemu.

Postupak aerodinamičkog proračuna zračnih kanala prema metodi dopuštenih brzina:

Nacrtajte dijagram sustava distribucije zraka. Za svaki dio kanala navedite duljinu i količinu zraka koji prolazi za 1 sat.
Proračun počinjemo od najudaljenijih od ventilatora i najopterećenijih dijelova.
Poznavajući optimalnu brzinu zraka za danu prostoriju i volumen zraka koji prolazi kroz kanal za 1 sat, određujemo odgovarajući promjer(ili odjeljak) kanala.
Izračunavamo gubitak tlaka zbog trenja P tr.
Prema tabličnim podacima utvrđujemo zbroj lokalnih otpora Q i izračunavamo gubitak tlaka zbog lokalnih otpora z.
Raspoloživi tlak za sljedeće grane distribucijske mreže zraka određuje se kao zbroj gubitaka tlaka u dijelovima koji se nalaze prije ovog ogranka.

U procesu proračuna potrebno je uzastopno povezati sve grane mreže, izjednačavajući otpor svake grane s otporom najopterećenije grane. To se radi s dijafragmama. Ugrađuju se na lagano opterećene dijelove zračnih kanala, povećavajući otpor.

Tablica maksimalne brzine zraka ovisno o zahtjevima kanala

Svrha	Osnovni zahtjev
	Bešumnost	Min. gubitak glave
	Glavni kanali	glavni kanali		Podružnice
	Glavni kanali	pritoka	Napa	pritoka	Napa
Stambeni prostori
Hoteli
Institucije
Restorani
Trgovine

Napomena: brzina protoka zraka u tablici je izražena u metrima u sekundi

Metoda stalnog gubitka glave

Ova metoda pretpostavlja konstantan gubitak tlaka po 1 linearnom metru kanala. Na temelju toga određuju se dimenzije mreže kanala. Metoda stalnog gubitka glave prilično je jednostavna i koristi se u fazi studije izvedivosti ventilacijskih sustava:

Ovisno o namjeni prostorije, prema tablici dopuštenih brzina zraka, odabire se brzina na glavnom dijelu kanala.
Na temelju brzine određene u stavku 1. i na temelju projektnog protoka zraka utvrđuje se početni gubitak tlaka (po 1 m duljine kanala). Ovo je dijagram ispod.
Određuje se najopterećenija grana, a njezina duljina se uzima kao ekvivalentna duljina sustava za distribuciju zraka. Najčešće je to udaljenost do najudaljenijeg difuzora.
Pomnožite ekvivalentnu duljinu sustava s gubitkom glave iz koraka 2. Dobivenoj vrijednosti dodaje se gubitak glave na difuzorima.

Sada, koristeći donji dijagram, odredite promjer početnog kanala koji dolazi iz ventilatora, a zatim promjere preostalih dijelova mreže prema odgovarajućim brzinama protoka zraka. U ovom slučaju pretpostavlja se da je početni gubitak tlaka konstantan.

Dijagram za određivanje gubitka glave i promjera kanala

Korištenje pravokutnih kanala

Dijagram gubitka glave prikazuje promjere okruglih kanala. Ako se umjesto njih koriste zračni kanali pravokutni presjek, tada trebate pronaći njihove ekvivalentne promjere koristeći donju tablicu.

Bilješke:

Ako prostor dopušta, bolje je odabrati okrugle ili četvrtaste kanale;
Ako nema dovoljno prostora (na primjer, tijekom rekonstrukcije), odabiru se pravokutni kanali. U pravilu je širina kanala 2 puta veća).

Tablica prikazuje visinu kanala u mm horizontalno, vertikalnu širinu, a ćelije tablice sadrže ekvivalentne promjere kanala u mm.

Tablica ekvivalentnih promjera kanala

Nije uvijek moguće pozvati stručnjaka da dizajnira sustav inženjerskih mreža. Što učiniti ako je tijekom popravka ili izgradnje vašeg objekta bio potreban izračun ventilacijskih kanala? Je li to moguće napraviti samostalno?

Proračun će omogućiti da se učinkovit sustav, koji će osigurati nesmetan rad jedinice, ventilatori i opskrbne jedinice. Ako se sve ispravno izračuna, to će smanjiti troškove nabave materijala i opreme, a potom i daljnjeg održavanja sustava.

Može se izvršiti izračun zračnih kanala ventilacijskog sustava za prostorije različite metode. Na primjer, ovako:

stalni gubitak tlaka;
dopuštene brzine.

Vrste i vrste zračnih kanala

Prije izračuna mreža, morate odrediti od čega će biti izrađene. Sada proizvodi od čelika, plastike, tkanine, aluminijska folija itd. Često su zračni kanali izrađeni od pocinčanog ili nehrđajućeg čelika, to se može urediti čak iu maloj radionici. Takvi su proizvodi prikladni za montažu i izračun takve ventilacije ne uzrokuje probleme.

Osim toga, zračni kanali mogu se razlikovati izgled. Mogu biti kvadratne, pravokutne i ovalne. Svaka vrsta ima svoje zasluge.

Pravokutni vam omogućuju izradu ventilacijskih sustava male visine ili širine, uz zadržavanje željene površine poprečnog presjeka.
U okruglim sustavima ima manje materijala,
Ovalni kombiniraju prednosti i nedostatke drugih vrsta.

Na primjer, birajmo okrugle cijevi od kositra. Riječ je o proizvodima koji se koriste za ventilaciju stambenih, uredskih i prodajnih prostora. Izračun će se provesti jednom od metoda koja vam omogućuje da točno odaberete mrežu zračnih kanala i pronađete njegove karakteristike.

Metoda za proračun zračnih kanala metodom konstantnih brzina

Morate početi s tlocrtom.

Koristeći sve norme odredite pravi iznos zraka u svaku zonu i nacrtajte dijagram ožičenja. Prikazuje sve rešetke, difuzore, promjene presjeka i slavine. Proračun se vrši za najudaljeniju točku ventilacijskog sustava, podijeljenu na dijelove ograničene granama ili rešetkama.

Proračun zračnog kanala za ugradnju sastoji se od odabira željenog dijela duž cijele duljine, kao i pronalaženja gubitka tlaka za odabir ventilatora ili jedinica za obradu zraka. Početni podaci su vrijednosti količine zraka koji prolazi u ventilacijskoj mreži. Koristeći shemu, izračunat ćemo promjer kanala. Da biste to učinili, potreban vam je grafikon gubitka tlaka.
Za svaku vrstu zračnog kanala raspored je drugačiji. Obično proizvođači daju takve informacije za svoje proizvode ili ih možete pronaći u referentnim knjigama. Izračunajmo okrugle limene zračne kanale, čiji je grafikon prikazan na našoj slici.

Nomogram za odabir veličine

Prema odabranoj metodi postavljamo brzinu zraka svake sekcije. Mora biti u granicama za zgrade i prostore odabrane namjene. Za glavne dovodne i ispušne ventilacijske kanale preporučuju se sljedeće vrijednosti:

stambeni prostori - 3,5–5,0 m/s;
proizvodnja - 6,0–11,0 m/s;
uredi - 3,5–6,0 m/s.

za podružnice:

uredi - 3,0–6,5 m/s;
stambeni prostori - 3,0–5,0 m/s;
proizvodnja - 4,0–9,0 m/s.

Kada brzina prijeđe dopuštenu razinu, razina buke raste na neugodnu razinu za osobu.

Nakon određivanja brzine (u primjeru 4,0 m/s), prema grafikonu nalazimo željeni presjek zračnih kanala. Tu su i gubici tlaka po 1 m mreže, koji će biti potrebni za izračun. Ukupni gubitak tlaka u Pascalima nalazi se množenjem specifične vrijednosti s duljinom dijela:

Ručno=Čovjek·Čovjek.

Mrežni elementi i lokalni otpori

Važni su i gubici na elementima mreže (rešetke, difuzori, T-i, zavoji, promjene presjeka itd.). Za rešetke i neke elemente ove su vrijednosti navedene u dokumentaciji. Oni se također mogu izračunati množenjem koeficijenta lokalnog otpora (c.m.s.) s dinamičkim tlakom u njemu:

Rm. s.=ζ Rd.

Gdje je Rd=V2 ρ/2 (ρ je gustoća zraka).

K. m. s. utvrđeno iz referentnih knjiga i tvorničkih karakteristika proizvoda. Sumiramo sve vrste gubitaka tlaka za svaku dionicu i za cijelu mrežu. Radi praktičnosti, to ćemo učiniti u tablici.

Zbroj svih tlakova bit će prihvatljiv za ovu mrežu kanala, a gubici na granama moraju biti unutar 10% od ukupnog raspoloživog tlaka. Ako je razlika veća, potrebno je montirati klapne ili dijafragme na izlaze. Da bismo to učinili, izračunavamo potrebne c.m.s. prema formuli:

ζ= 2Rizb/V2,

gdje je Pizb razlika između raspoloživog tlaka i gubitaka grana. Prema tablici odaberite promjer dijafragme.

Potreban promjer dijafragme za zračne kanale.

Ispravan izračun ventilacijskih kanala omogućit će vam da odaberete pravi ventilator odabirom proizvođača prema vašim kriterijima. Koristeći pronađeni raspoloživi tlak i ukupna potrošnja zraka u mreži, to će biti lako učiniti.

Predavanje 2. Gubitak tlaka u kanalima

Plan predavanja. Maseni i volumetrijski tokovi zraka. Bernoullijev zakon. Gubici tlaka u horizontalnim i vertikalnim zračnim kanalima: koeficijent hidrauličkog otpora, dinamički koeficijent, Reynoldsov broj. Gubitak tlaka u izlazima, lokalni otpori, za ubrzanje smjese prašine i zraka. Gubitak tlaka u visokotlačnoj mreži. Snaga pneumatskog transportnog sustava.

2. Pneumatski parametri strujanja zraka

2.1. Parametri strujanja zraka

Pod djelovanjem ventilatora u cjevovodu se stvara strujanje zraka. Važni parametri strujanja zraka su njegova brzina, tlak, gustoća, masa i volumen strujanja zraka. Volumetrijski volumen zraka P, m 3 /s, i masa M, kg/s, međusobno su povezani na sljedeći način:

;
, (3)

gdje F- površina poprečnog presjeka cijevi, m 2;

v– brzina strujanja zraka u danom presjeku, m/s;

ρ - gustoća zraka, kg / m 3.

Tlak u struji zraka dijeli se na statički, dinamički i ukupni.

statički pritisak R sv Uobičajeno je zvati tlak čestica zraka koji se kreće jedna na drugu i na stijenke cjevovoda. Statički tlak odražava potencijalnu energiju strujanja zraka u dijelu cijevi u kojem se mjeri.

dinamički pritisak protok zraka R din, Pa, karakterizira njegovu kinetičku energiju u dijelu cijevi gdje se mjeri:

Puni pritisak protok zraka određuje svu njegovu energiju i jednak je zbroju statičkih i dinamičkih tlakova izmjerenih u istom dijelu cijevi, Pa:

R = R sv + R d .

Tlakovi se mogu mjeriti iz apsolutnog vakuuma ili u odnosu na atmosferski tlak. Ako se tlak mjeri od nule (apsolutni vakuum), onda se naziva apsolutnim R. Ako se tlak mjeri u odnosu na atmosferski tlak, tada će to biti relativni tlak H.

H = H sv + R d .

Atmosferski tlak jednak je razlici između ukupnih tlakova apsolutnog i relativnog

R bankomat = R – H.

Tlak zraka mjeri se Pa (N / m 2), mm vodenog stupca ili mm žive:

1 mm w.c. Umjetnost. = 9,81 Pa; 1 mmHg Umjetnost. = 133,322 Pa. Normalno stanje atmosferskog zraka odgovara sljedećim uvjetima: tlak 101325 Pa (760 mm Hg) i temperatura 273K.

Gustoća zraka je masa po jedinici volumena zraka. Prema Claiperonovoj jednadžbi, gustoća čistog zraka na temperaturi od 20ºS

kg/m3.

gdje R– plinska konstanta jednaka 286,7 J/(kg  K) za zrak; T je temperatura na Kelvinovoj skali.

Bernoullijeva jednadžba. Prema uvjetu kontinuiteta strujanja zraka, protok zraka je konstantan za bilo koji dio cijevi. Za odjeljke 1, 2 i 3 (slika 6), ovaj uvjet se može napisati na sljedeći način:

;

Kada se tlak zraka mijenja u rasponu do 5000 Pa, njegova gustoća ostaje gotovo konstantna. O

;

Q 1 = Q 2 \u003d Q 3.

Promjena tlaka strujanja zraka duž duljine cijevi pokorava se Bernoullijevom zakonu. Za odjeljke 1, 2 može se napisati

gdje je  R 1,2 - gubici tlaka uzrokovani otporom strujanja prema stijenkama cijevi u dijelu između sekcija 1 i 2, Pa.

Sa smanjenjem površine poprečnog presjeka 2 cijevi, brzina zraka u ovom dijelu će se povećati, tako da volumni protok ostaje nepromijenjen. Ali s povećanjem v 2 dinamički tlak protoka će se povećati. Da bi vrijedila jednakost (5), statički tlak mora pasti točno onoliko koliko raste dinamički tlak.

S povećanjem površine poprečnog presjeka, dinamički tlak u poprečnom presjeku će pasti, a statički će se povećati za točno isti iznos. Ukupni tlak u poprečnom presjeku ostaje nepromijenjen.

2.2. Gubitak tlaka u horizontalnom kanalu

Gubitak tlaka trenjem strujanje prašine i zraka u izravnom kanalu, uzimajući u obzir koncentraciju smjese, određuje se Darcy-Weisbachovom formulom, Pa

gdje l- duljina ravnog dijela cjevovoda, m;

 - koeficijent hidrauličkog otpora (trenja);

R din- dinamički tlak izračunat iz prosječne brzine zraka i njegove gustoće, Pa;

Do– kompleksni koeficijent; za ceste s čestim skretanjima Do= 1,4; za ravne kolosijeke s malim brojem zavoja
, gdje d– promjer cjevovoda, m;

Do tm- koeficijent koji uzima u obzir vrstu transportiranog materijala, čije su vrijednosti navedene u nastavku:

Koeficijent hidrauličkog otpora  u inženjerskim proračunima određuju se formulom A.D. Altshulya

, (7)

gdje Do uh- apsolutna ekvivalentna hrapavost površine, K e = (0,0001 ... 0,00015) m;

d je unutarnji promjer cijevi, m;

Re je Reynoldsov broj.

Reynoldsov broj za zrak

, (8)

gdje v – Prosječna brzina zrak u cijevi, m/s;

d– promjer cijevi, m;

 - gustoća zraka, kg / m 3;

 1 – koeficijent dinamičke viskoznosti, Ns/m 2 ;

Vrijednost dinamičkog koeficijenta viskoznosti zraka nalaze se po Millikanovoj formuli, Ns/m2

 1 = 17,11845  10 -6 + 49,3443  10 -9 t, (9)

gdje t– temperatura zraka, S.

Na t\u003d 16 Y  1 \u003d 17,11845  10 -6 + 49,3443  10 -9 16 \u003d 17,910 -6.

2.3. Gubitak tlaka u vertikalnom kanalu

Gubitak tlaka tijekom kretanja zračne smjese u okomitom cjevovodu, Pa:

, (10)

gdje  - gustoća zraka,  \u003d 1,2 kg / m 3;

g \u003d 9,81 m / s 2;

h– visina dizanja transportiranog materijala, m.

Prilikom izračunavanja sustava aspiracije, u kojima je koncentracija zračne smjese   0,2 kg/kg vrijednost  R pod, ispod uzeti u obzir samo kada  h 10 m. Za kosi cjevovod  h = l sin, gdje l je duljina nagnutog dijela, m;  - kut nagiba cjevovoda.

2.4. Gubitak tlaka u izlazima

Ovisno o orijentaciji izlaza (okretanje kanala pod određenim kutom), u prostoru se razlikuju dvije vrste ispusta: okomite i horizontalne.

Vertikalni izlazi označeni su početnim slovima riječi koje odgovaraju na pitanja prema shemi: iz kojeg cjevovoda, kamo i na koji cjevovod je usmjerena zračna smjesa. Postoje sljedeća povlačenja:

- G-VV - transportirani materijal se kreće od horizontalnog dijela prema gore prema vertikalnom dijelu cjevovoda;

- G-NV - isto od horizontalnog prema dolje do okomitog presjeka;

- VV-G - isto od okomite prema gore prema horizontali;

- VN-G - isto od okomite prema dolje prema horizontali.

Horizontalni izlazi Postoji samo jedan tip G-G.

U praksi inženjerskih proračuna, gubitak tlaka na izlazu iz mreže nalazi se prema sljedećim formulama.

Na vrijednostima koncentracije potrošnje   0,2 kg/kg

gdje
- zbroj koeficijenata lokalnog otpora zavoja grana (tablica 3) pri R/ d= 2, gdje R- radijus zavoja aksijalne linije grane; d– promjer cjevovoda; dinamički tlak protoka zraka.