Strata tlaku v dôsledku lokálneho odporu vo vzduchových kanáloch. Kalkulačka na výpočet a výber komponentov ventilačného systému. Postupnosť výpočtu napájacieho systému P1

Základom pre dizajn akéhokoľvek inžinierske siete je výpočet. Pre správne navrhnutie siete prívodných alebo odvodných vzduchovodov je potrebné poznať parametre prúdenia vzduchu. Najmä je potrebné vypočítať prietok a stratu tlaku v kanáli pre správny výber výkon ventilátora.

V tomto výpočte zohráva dôležitú úlohu taký parameter, ako je dynamický tlak na steny potrubia.

Správanie média vo vzduchovom potrubí

O tomto prúdení informuje ventilátor, ktorý vytvára prúdenie vzduchu v prívodnom alebo výfukovom potrubí potenciálna energia. V procese pohybu v obmedzenom priestore potrubia sa potenciálna energia vzduchu čiastočne premieňa na kinetickú energiu. Tento proces nastáva v dôsledku pôsobenia prúdenia na steny kanála a nazýva sa dynamický tlak.

Okrem neho existuje aj statický tlak, to je pôsobenie molekúl vzduchu na seba v prúde, odráža jeho potenciálnu energiu. Kinetická energia prúdenia sa odráža v indikátore dynamického nárazu, preto je tento parameter zahrnutý do výpočtov.

Pri konštantnom prietoku vzduchu je súčet týchto dvoch parametrov konštantný a nazýva sa celkový tlak. Môže byť vyjadrený v absolútnych a relatívnych jednotkách. Referenčným bodom pre absolútny tlak je úplné vákuum, zatiaľ čo relatívny tlak sa považuje za atmosférický, to znamená, že rozdiel medzi nimi je 1 atm. Pri výpočte všetkých potrubí sa spravidla používa hodnota relatívneho (nadmerného) vplyvu.

Späť na index

Fyzikálny význam parametra

Ak vezmeme do úvahy priame úseky vzduchových potrubí, ktorých úseky sa zmenšujú pri konštantnom prietoku vzduchu, potom bude pozorovaný nárast prietoku. V tomto prípade sa dynamický tlak vo vzduchových kanáloch zvýši a statický tlak sa zníži, veľkosť celkového nárazu zostane nezmenená. V súlade s tým, aby tok prešiel takýmto zúžením (zmätkom), mal by byť najprv informovaný požadované množstvo energie, v opačnom prípade môže dôjsť k zníženiu spotreby, čo je neprijateľné. Výpočtom veľkosti dynamického vplyvu môžete zistiť počet strát v tomto zmätku a zvoliť správny výkon ventilačnej jednotky.

Opačný proces nastane v prípade zväčšenia prierezu kanála pri konštantnom prietoku (difúzor). Rýchlosť a dynamický dopad začnú klesať, kinetická energia prúdenia sa zmení na potenciálnu. Ak je tlak vyvíjaný ventilátorom príliš vysoký, môže sa zvýšiť prietok v oblasti a v celom systéme.

V závislosti od zložitosti schémy majú ventilačné systémy veľa závitov, T-kusov, zúžení, ventilov a ďalších prvkov nazývaných miestne odpory. Dynamický efekt v týchto prvkoch sa zvyšuje v závislosti od uhla nábehu prúdenia na vnútornú stenu potrubia. Niektoré časti systémov spôsobujú výrazné zvýšenie tohto parametra, napríklad požiarne klapky, v ktorých je v dráhe prúdenia inštalovaná jedna alebo viac klapiek. To vytvára zvýšený odpor prúdenia v oblasti, ktorý je potrebné zohľadniť pri výpočte. Preto vo všetkých vyššie uvedených prípadoch potrebujete poznať hodnotu dynamického tlaku v kanáli.

Späť na index

Výpočty parametrov podľa vzorcov

Na priamom úseku sa rýchlosť pohybu vzduchu v potrubí nemení a veľkosť dynamického nárazu zostáva konštantná. Ten sa vypočíta podľa vzorca:

Rd = v2y/2g

V tomto vzorci:

• Pd je dynamický tlak v kgf/m2;
• V je rýchlosť vzduchu v m/s;
• γ je špecifická hmotnosť vzduchu v tejto oblasti, kg/m3;
• g je gravitačné zrýchlenie rovnajúce sa 9,81 m/s2.

Hodnotu dynamického tlaku môžete získať v iných jednotkách, v pascaloch. Na to existuje iná verzia tohto vzorca:

Pd = ρ(v2 / 2)

Tu je ρ hustota vzduchu, kg/m3. Pretože vo ventilačných systémoch neexistujú žiadne podmienky pre kompresiu vzdušné prostredie do takej miery, že sa mení jeho hustota, sa berie konštantná - 1,2 kg / m3.

Ďalej je potrebné zvážiť, ako sa veľkosť dynamického pôsobenia podieľa na výpočte kanálov. Zmyslom tohto výpočtu je zistenie strát v celej dodávke resp odsávacie vetranie na výber tlaku ventilátora, jeho konštrukcie a výkonu motora. Výpočet strát prebieha v dvoch etapách: najprv sa určia straty spôsobené trením o steny kanála, potom sa vypočíta pokles výkonu prúdenia vzduchu v miestnych odporoch. Parameter dynamického tlaku je zahrnutý do výpočtu v oboch fázach.

Trecí odpor na 1 m okrúhleho kanála sa vypočíta podľa vzorca:

R = (λ / d) Rd, kde:

• Pd je dynamický tlak v kgf/m2 alebo Pa;
• λ je koeficient odporu trenia;
• d je priemer potrubia v metroch.

Straty trením sa určujú samostatne pre každú sekciu s rôznymi priemermi a prietokmi. Výsledná hodnota R sa vynásobí celkovou dĺžkou kanálov vypočítaného priemeru, straty na lokálnych odporoch sa pripočítajú a získajú všeobecný význam pre celý systém:

HB = ∑(Rl + Z)

Tu sú možnosti:

1. HB (kgf/m2) - celkové straty vo ventilačnom systéme.
2. R je strata trením na 1 m kruhového kanála.
3. l (m) je dĺžka úseku.
4. Z (kgf / m2) - straty v miestnych odporoch (ohyby, kríže, ventily atď.).

Späť na index

Stanovenie parametrov lokálnych odporov ventilačného systému

Na určení parametra Z sa podieľa aj veľkosť dynamického nárazu. Rozdiel oproti priamemu úseku je v tom, že v rôzne prvky sústave, prúdenie mení svoj smer, vetví sa, zbieha. V tomto prípade médium interaguje s vnútornými stenami kanála nie tangenciálne, ale pod rôznymi uhlami. Aby ste to vzali do úvahy, môžete zadať vzorec na výpočet goniometrická funkcia, ale je tu veľa zložitostí. Napríklad pri prechode jednoduchou 90⁰ zákrutou sa vzduch otáča a tlačí na vnútornú stenu najmenej v troch rôznych uhloch (v závislosti od konštrukcie ohybu). Existuje hmotnosť viac ako komplexné prvky ako v nich vypočítať straty? Existuje na to vzorec:

1. Z = ∑ξ Rd.

Na zjednodušenie procesu výpočtu bol do vzorca zavedený bezrozmerný koeficient lokálneho odporu. Pre každý prvok ventilačný systém je iná a ide o referenčnú hodnotu. Hodnoty koeficientov boli získané výpočtami alebo empiricky. Mnohé výrobné závody vyrábajú ventilačné zariadenie vykonávať svoje vlastné aerodynamické štúdie a výpočty produktov. Ich výsledky vrátane koeficientu lokálnej odolnosti prvku (napríklad požiarnej klapky) sa zapisujú do pasu výrobku alebo sa umiestňujú do technická dokumentácia na vašej stránke.

Na zjednodušenie procesu výpočtu straty vetracie potrubia všetky dynamické hodnoty nárazu pre rôzne rýchlosti sú tiež vypočítané a zhrnuté v tabuľkách, z ktorých sa dajú jednoducho vybrať a vložiť do vzorcov. V tabuľke 1 sú uvedené niektoré hodnoty pre najbežnejšie používané rýchlosti vzduchu vo vzduchových kanáloch.

Rozloženie tlaku vo vzduchotechnickom systéme musí byť známe pri nastavovaní a regulácii systému, pri stanovení nákladov na oddelené sekcie systémov a pri riešení mnohých iných problémov s ventiláciou.

Rozloženie tlakov vo ventilačných systémoch s mechanickou indukciou pohybu vzduchu. Uvažujme vzduchové potrubie s ventilátorom (obr. XI.3). V časti 1-/ je statický tlak nulový (t. j. rovný tlaku vzduchu na úrovni potrubia). Celkový tlak v tejto sekcii sa rovná dynamickému tlaku рді určenému vzorcom (XI.1). V sekcii II-II je statický tlak pstіі>0 (číselne rovný strate tlaku v dôsledku trenia medzi sekciami II-II a I-/). o konštantný prierez vedenie statického tlaku potrubia - rovné. Celková tlaková línia je tiež rovná,

Prvá rovnobežná čiara. Vertikálna vzdialenosť medzi týmito čiarami určuje dynamický tlak рДі.

V difúzore, umiestnenom medzi sekciami II-II a III-III, dochádza k zmene prietoku. Dynamický tlak klesá pozdĺž prúdenia vzduchu. V tomto ohľade sa statický tlak mení a môže sa dokonca zvýšiť, ako je znázornené na obrázku (pstіі>pstііі).

Celkový tlak v sekcii III-III, vytvorený ventilátorom, sa stráca trením Dtr a lokálnymi odpormi (difúzor Lrdif, keď Arnyh vystúpi). Celková tlaková strata na výtlačnej strane je:

Statický tlak mimo potrubia na sacej strane je nulový. V bezprostrednej blízkosti otvoru v sacom oblaku má prúd vzduchu už kinetickú energiu. Podtlak v sacej tryske je zanedbateľný.

Na vstupe do potrubia sa rýchlosť prúdenia zvyšuje, čo znamená, že sa zvyšuje aj kinetická energia prúdu. Preto podľa zákona zachovania energie musí potenciálna energia prúdenia klesať. Berúc do úvahy tlakové straty L/?POt v ktorejkoľvek sekcii na sacej strane

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

V sacom potrubí, ako aj na výtlačnej strane sa celkový tlak rovná tlakovému rozdielu na začiatku potrubia a tlakovej strate až po uvažovaný úsek:

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

Zo vzorcov (XI.24) a (XI.25) vyplýva, že v každom úseku potrubia zo strany nasávania sú hodnoty p0m a pn menej ako nula. Absolútna hodnota statického tlaku je väčšia ako celkový tlak, ale aj pre tento prípad platí vzorec (XI.2).

Vedenie statického tlaku je pod čiarou plného tlaku. Prudký pokles v potrubí statického tlaku po sekcii VI-VI sa vysvetľuje zúžením prietoku na vstupe do potrubia v dôsledku vytvorenia vírivej zóny. Medzi oddiely V-V a IV-IV, diagram znázorňuje zmätok s obratom. Pokles v línii statického tlaku medzi týmito sekciami nastáva v dôsledku zvýšenia rýchlosti prúdenia v zmätku a tlakových strát. Grafy statického tlaku na obr. XI.3 sú tieňované.

V bode B je pozorovaný najnižší celkový tlak v potrubnom systéme. Číselne sa rovná strate tlaku na sacej strane:

A - plné a statické vo výtlačnom potrubí; b - to isté, v sacom potrubí; c - dynamický vo výtlačnom potrubí; g - dynamický v sacom potrubí

Ventilátor vytvára tlakový rozdiel rovný rozdielu medzi maximálnym a minimálna hodnota celkový tlak (rrl - Rpb)> zvýšenie energie 1 m3 vzduchu, ktorý ním prechádza o hodnotu

Tlak vytvorený ventilátorom sa používa na prekonanie odporu voči pohybu vzduchu cez potrubie:

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

Prof.

Tlak v potrubí sa meria mikromanometrom. Na meranie statického tlaku je hadička od mikromanometra pripojená k armatúre pripevnenej k stene potrubia a na meranie celkového tlaku k pneumometrickej Pitotovej trubici, ktorej otvor smeruje k prietoku (obr. XI.4 a, b).

Rozdiel medzi celkovým a statickým tlakom sa rovná hodnote dynamického tlaku. Tento rozdiel je možné merať priamo mikromanometrom, ako je znázornené na obr. XI.4, c, d. Hodnota rd určuje rýchlosť, m/s:

V = V2prfp, (XI.28)

Podľa čoho sa vypočíta prietok vzduchu v potrubí, m3 / h:

L = 3600 y/. (XI.29)

Rozloženie tlaku vo ventilačných systémoch s prirodzenou indukciou pohybu vzduchu. Vlastnosti takýchto systémov sú vertikálne usporiadanie ich kanálov v budove, nízke hodnoty dostupných tlakov a následne nízke rýchlosti. Prevádzka systémov s prirodzenou indukciou pohybu vzduchu závisí od konštrukčných vlastností systému a budovy, rozdielu v hustote vonkajšieho a vnútorného vzduchu, rýchlosti a smeru vetra. Pri výbere však konštrukčné rozmery jednotlivé prvky ventilačné systémy (úseky kanálov a šácht, oblasti žalúziových mriežok) stačí vykonať výpočet pre prípad, keď budova neovplyvňuje prácu.

A - diagramy absolútnych aerostatických tlakov v kanáli uzavretom zátkami 1 - vo vnútri kanála; 2 - mimo kanála; b - diagram pretlaku v tom istom kanáli; c - diagramy pretlakov pre pohyb vzduchu cez kanál; d - diagramy nadmerných tlakov v bani a v "širokom kanáli", ktorý je k nemu pripojený; d-diagramy nadmerných tlakov v kanáli a hriadeli v prítomnosti odbočky; e - diagramy pretlaku s prirodzenou indukciou pohybu vzduchu vo ventilačnom systéme výšková budova; g - diagramy pretlakov s mechanickou indukciou pohybu vzduchu; (pst> Rp ~ čiary statického a celkového tlaku vo vnútri kanála a hriadeľa; Pn - čiara statického tlaku mimo kanála a hriadeľa)

Uvažujme o najjednoduchšom prípade, keď sa vertikálny kanál výšky Yak naplní teplý vzduch s teplotou tB, hore a dole uzatvorené zátkami. Kanál je obklopený vonkajším vzduchom s teplotou ta.

Predpokladajme, že tlak vo vnútri a mimo kanála na úrovni jeho vrcholu je rovný pa (na zabezpečenie tohto stavu stačí ponechať malý otvor v hornej zátke). Potom sa v súlade s Pascalovým zákonom absolútny tlak na akejkoľvek úrovni (vo vzdialenosti h od vrcholu kanála) rovná: vonku pst n=pa4-^pp£ a vnútri pstk=pa4-hpBg. Rozloženie absolútnych tlakov vo vnútri kanála (riadok 1) a mimo neho (riadok 2) je znázornené na obr. XI.5, a.

V systéme "kanál - okolitý vzduch" je možné použiť podmienené hodnoty pretlaku, t.j. podmienečne brať aerostatický tlak vo vnútri kanála na akejkoľvek úrovni ako nulu. Diagram týchto tlakov mimo kanála má tvar trojuholníka (obr. XI.5,6J. Základňa trojuholníka

Drk = Hk Drg

Je dostupný tlak Pa, ktorý určuje pohyb vzduchu cez kanál.

Pri pohybe vzduchu kanálom (obr. XI.5, c) sú tlakové straty súčtom strát na vstupe, trením a výstupom. Na obr. XI.5, c znázorňuje rozdelenie celkového a statického tlaku (v pretlaku vzhľadom na konvenčnú nulu). Dynamický tlak pd sa rovná rozdielu medzi pp a pst. Statický tlak (jeho diagram je na obrázku vytieňovaný) po celej dĺžke kanála je menší ako prebytok aerostatického tlaku mimo pH kanála. V niektorých prípadoch možno v kanáli pozorovať ZÓNY s Pst > pH. Napríklad v kanáli pred zúžením (obr. XI.5, d) môže za určitých podmienok statický tlak prekročiť hodnotu pH. Znečistený vzduch bude unikať cez netesnosti v tejto oblasti kanála.

Ak zvislé vetracie potrubie združuje dve (obr. XI, 5, (3) alebo viac (obr. XI.5, f) vetvy, potom sa odporúča pripojiť ich nie na úrovni vstupu vzduchu do vetvy, ale o niečo vyššie (jedno alebo dve poschodia a viac).Toto odporúčanie je dané s prihliadnutím na nahromadené prevádzkové skúsenosti.Pri pripojení odbočky na úrovni bodu A namiesto úrovne bodu B sa zvýši dostupný tlak Drotv (pozri obr. XI.5, e), preto sa zvyšuje aj odolnosť kanála a stabilita systému.

Na obr. XI.5, e, f diagramy statického tlaku sú tieňované. Celkový tlak klesá do výšky na hodnotu výstupných strát a dynamický tlak pri konštantnom priereze kanála narastá do výšky, pretože po pripojení vetvy sa zvyšuje prietok v kanáli.

AT nedávne časy zavádzajú sa ventilačné systémy s vertikálnymi kanálmi a mechanickou indukciou pohybu vzduchu. V týchto systémoch sa vzduch pohybuje pôsobením ventilátora a gravitačných síl. Konštrukcia distribúcie tlaku v takýchto systémoch je podobná tej, ktorá je uvažovaná vyššie. Zvláštnosť spočíva v tom, že statický tlak pred ventilátorom je určený podtlakom vytvoreným ventilátorom (pozri diagram na obr. XI.5,g). V tomto prípade je dostupný tlak pre pohyb vzduchu v systéme

Keď sú známe parametre vzduchovodov (ich dĺžka, prierez, koeficient trenia vzduchu na povrchu), je možné vypočítať tlakovú stratu v systéme pri projektovanom prietoku vzduchu.

Celková tlaková strata (v kg/m2) sa vypočíta podľa vzorca:

P \u003d R * l + z,

kde R je strata tlaku trením na 1 bežný meter potrubie, l - dĺžka potrubia v metroch, z - tlaková strata zap lokálny odpor(s premenlivým prierezom).

1. Strata trením:

V kruhovom potrubí sa straty tlaku trením P tr vypočítajú takto:

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

kde x je koeficient odporu trenia, l je dĺžka potrubia v metroch, d je priemer potrubia v metroch, v je rýchlosť prúdenia vzduchu v m/s, y je hustota vzduchu v kg/m3, g je zrýchlenie voľného pádu (9,8 m/s2).

• Poznámka: Ak vzduchové potrubie nemá okrúhly, ale obdĺžnikový prierez, ekvivalentný priemer je potrebné dosadiť do vzorca, ktorý sa pre vzduchové potrubie so stranami A a B rovná: dequiv = 2AB/(A + B)

2. Straty v dôsledku lokálneho odporu:

Straty tlaku v dôsledku miestnych odporov sa vypočítajú podľa vzorca:

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

kde Q je súčet koeficientov miestnych odporov v úseku potrubia, pre ktorý sa robí výpočet, v je rýchlosť prúdenia vzduchu v m/s, y je hustota vzduchu v kg/m3, g je voľný pád zrýchlenie (9,8 m/s2). Hodnoty Q sú obsiahnuté v tabuľkovej forme.

Spôsob prípustnej rýchlosti

Pri výpočte siete vzduchovodov metódou prípustných rýchlostí sa ako počiatočné údaje berie optimálna rýchlosť vzduchu (pozri tabuľku). Potom sa zváži požadovaný prierez potrubia a tlaková strata v ňom.

Postup aerodynamického výpočtu vzduchovodov podľa metódy povolených rýchlostí:

• Nakreslite schému rozvodu vzduchu. Pre každú časť potrubia uveďte dĺžku a množstvo vzduchu, ktorý prejde za 1 hodinu.
• Výpočet začíname od najvzdialenejších od ventilátora a najviac zaťažených sekcií.
• Keď poznáme optimálnu rýchlosť vzduchu pre danú miestnosť a objem vzduchu, ktorý prejde potrubím za 1 hodinu, určíme vhodný priemer(alebo úsek) potrubia.
• Vypočítame tlakovú stratu v dôsledku trenia P tr.
• Podľa tabuľkových údajov určíme súčet lokálnych odporov Q a vypočítame tlakovú stratu lokálnymi odpormi z.
• Dostupný tlak pre ďalšie vetvy vzduchotechnickej siete sa určí ako súčet tlakových strát v úsekoch nachádzajúcich sa pred touto vetvou.

V procese výpočtu je potrebné postupne prepojiť všetky vetvy siete, pričom odpor každej vetvy priradíme k odporu najviac zaťaženej vetvy. To sa vykonáva pomocou membrán. Inštalujú sa na málo zaťažené úseky vzduchových potrubí, čím sa zvyšuje odpor.

Tabuľka maximálnej rýchlosti vzduchu v závislosti od požiadaviek na potrubie

Poznámka: prietok vzduchu v tabuľke je uvedený v metroch za sekundu

Metóda konštantnej straty hlavy

Táto metóda predpokladá konštantnú tlakovú stratu na 1 lineárny meter potrubia. Na základe toho sa určujú rozmery potrubnej siete. Metóda konštantnej straty hlavy je pomerne jednoduchá a používa sa vo fáze štúdie uskutočniteľnosti ventilačných systémov:

• V závislosti od účelu miestnosti, podľa tabuľky prípustných rýchlostí vzduchu, sa volí rýchlosť na hlavnej časti potrubia.
• Na základe rýchlosti stanovenej v odseku 1 a na základe projektovaného prietoku vzduchu sa zistí počiatočná tlaková strata (na 1 m dĺžky potrubia). Toto je schéma nižšie.
• Určí sa najviac zaťažená vetva a jej dĺžka sa berie ako ekvivalentná dĺžka rozvodu vzduchu. Najčastejšie je to vzdialenosť k najvzdialenejšiemu difúzoru.
• Vynásobte ekvivalentnú dĺžku systému stratou hlavy z kroku 2. K získanej hodnote sa pripočíta tlaková strata na difúzoroch.

Teraz podľa schémy nižšie určte priemer počiatočného potrubia vychádzajúceho z ventilátora a potom priemery zostávajúcich častí siete podľa zodpovedajúcich prietokov vzduchu. V tomto prípade sa predpokladá, že počiatočná tlaková strata je konštantná.

Diagram na určenie tlakovej straty a priemeru potrubia

Použitie pravouhlých potrubí

Diagram tlakovej straty ukazuje priemery okrúhlych potrubí. Ak sa namiesto toho použijú vzduchové kanály obdĺžnikový rez, potom musíte nájsť ich ekvivalentné priemery pomocou tabuľky nižšie.

Poznámky:

• Ak to priestor dovoľuje, je lepšie zvoliť okrúhle alebo štvorcové potrubia;
• Ak nie je dostatok miesta (napríklad pri rekonštrukcii), volia sa pravouhlé potrubia. Šírka potrubia je spravidla 2-násobok výšky).

Tabuľka zobrazuje výšku potrubia v mm horizontálne, vertikálnu šírku a bunky tabuľky obsahujú ekvivalentné priemery potrubia v mm.

Tabuľka ekvivalentných priemerov potrubí

Na projektovanie sústavy inžinierskych sietí nie je vždy možné prizvať špecialistu. Čo robiť, ak počas opravy alebo výstavby vášho zariadenia bol potrebný výpočet vetracích potrubí? Dá sa to vyrobiť svojpomocne?

Výpočet to umožní efektívny systém, ktorá zabezpečí plynulý chod jednotky, ventilátory a napájacie jednotky. Ak je všetko vypočítané správne, znížia sa tým náklady na nákup materiálu a vybavenia a následne na ďalšiu údržbu systému.

Je možné vykonať výpočet vzduchových potrubí ventilačného systému pre miestnosti rôzne metódy. Napríklad takto:

• konštantná strata tlaku;
• povolené rýchlosti.

Typy a typy vzduchových potrubí

Pred výpočtom sietí musíte určiť, z čoho budú vyrobené. Teraz výrobky vyrobené z ocele, plastu, tkaniny, alobal atď. Vzduchové kanály sú často vyrobené z pozinkovanej alebo nehrdzavejúcej ocele, čo môže byť usporiadané aj v malej dielni. Takéto výrobky sú vhodné na montáž a výpočet takéhoto vetrania nespôsobuje problémy.

Okrem toho sa vzduchové kanály môžu líšiť vzhľad. Môžu byť štvorcové, obdĺžnikové a oválne. Každý typ má svoje prednosti.

• Obdĺžnikové vám umožňujú vytvoriť ventilačné systémy malej výšky alebo šírky pri zachovaní požadovanej plochy prierezu.
• V kruhových systémoch je menej materiálu,
• Oválne kombinujú výhody a nevýhody iných typov.

Napríklad si vyberme okrúhle rúry z cínu. Ide o produkty, ktoré sa používajú na vetranie bytových, kancelárskych a obchodných priestorov. Výpočet sa vykoná jednou z metód, ktorá vám umožní presne vybrať sieť vzduchových potrubí a nájsť jej charakteristiky.

Metóda výpočtu vzduchových potrubí metódou konštantných rýchlostí

Musíte začať s pôdorysom.

Pomocou všetkých noriem určiť správne množstvo vzduchu do každej zóny a nakreslite schému zapojenia. Zobrazuje všetky mriežky, difúzory, zmeny prierezov a kohútiky. Výpočet sa robí pre najvzdialenejší bod ventilačného systému, rozdelený na úseky ohraničené vetvami alebo mriežkami.

Výpočet vzduchovodu pre inštaláciu spočíva vo výbere požadovaného úseku po celej dĺžke, ako aj zistení tlakovej straty pre výber ventilátora resp. vzduchotechnická jednotka. Počiatočné údaje sú hodnoty množstva vzduchu prechádzajúceho ventilačnou sieťou. Pomocou schémy vypočítame priemer potrubia. Na to potrebujete graf tlakovej straty.
Pre každý typ vzduchového potrubia je harmonogram odlišný. Zvyčajne výrobcovia poskytujú takéto informácie pre svoje produkty alebo ich nájdete v referenčných knihách. Vypočítajme okrúhle cínové vzduchové potrubia, ktorých graf je znázornený na našom obrázku.

Nomogram pre výber veľkosti

Podľa zvolenej metódy nastavíme rýchlosť vzduchu každej sekcie. Malo by to byť v rámci limitov pre budovy a priestory zvoleného účelu. Pre hlavné kanály prívodu a odvodu vzduchu sa odporúčajú nasledujúce hodnoty:

• obytné priestory - 3,5–5,0 m/s;
• produkcia - 6,0–11,0 m/s;
• kancelárie - 3,5–6,0 m/s.

Pre pobočky:

• kancelárie - 3,0–6,5 m/s;
• obytné priestory - 3,0–5,0 m/s;
• produkcia - 4,0–9,0 m/s.

Keď rýchlosť prekročí povolenú úroveň, hladina hluku stúpa na nepohodlnú úroveň pre človeka.

Po určení rýchlosti (v príklade 4,0 m/s) nájdeme požadovaný úsek vzduchovodov podľa grafu. Existujú aj tlakové straty na 1 m siete, ktoré budú potrebné pre výpočet. Celková tlaková strata v pascaloch sa zistí vynásobením konkrétnej hodnoty dĺžkou úseku:

Manuál=Človek·Človek.

Sieťové prvky a lokálne odpory

Dôležité sú aj straty na sieťových prvkoch (mriežky, difúzory, T-kusy, otáčky, zmeny prierezu atď.). Pre mriežky a niektoré prvky sú tieto hodnoty uvedené v dokumentácii. Môžu sa tiež vypočítať vynásobením koeficientu lokálneho odporu (c.m.s.) dynamickým tlakom v ňom:

Rm. s.=ζ Rd.

Kde Rd=V2 ρ/2 (ρ je hustota vzduchu).

K. m. s. určené z referenčných kníh a výrobných charakteristík produktov. Zosumarizujeme všetky typy tlakových strát pre každý úsek a pre celú sieť. Pre pohodlie to urobíme tabuľkovým spôsobom.

Súčet všetkých tlakov bude prijateľný pre túto potrubnú sieť a straty odbočiek musia byť v rozmedzí 10 % celkového dostupného tlaku. Ak je rozdiel väčší, je potrebné na vývody namontovať klapky alebo membrány. K tomu vypočítame požadované c.m.s. podľa vzorca:

ζ= 2Rizb/V2,

kde Pizb je rozdiel medzi dostupným tlakom a stratami vetvy. Podľa tabuľky vyberte priemer membrány.

Požadovaný priemer membrány pre vzduchové potrubia.

Správny výpočet vetracích potrubí vám umožní vybrať si správny ventilátor výberom od výrobcov podľa vašich kritérií. Pomocou zisteného dostupného tlaku a celková spotreba vzduchu v sieti, bude to jednoduché.

Prednáška 2. Tlaková strata v potrubí

Plán prednášok. Hmotnostné a objemové prúdy vzduchu. Bernoulliho zákon. Tlakové straty v horizontálnom a vertikálnom potrubí: koeficient hydraulického odporu, dynamický koeficient, Reynoldsovo číslo. Strata tlaku vo vývodoch, lokálne odpory, pre zrýchlenie zmesi prachu a vzduchu. Strata tlaku vo vysokotlakovej sieti. Výkon pneumatického dopravného systému.

2. Pneumatické parametre prúdenia vzduchu

2.1. Parametre prúdenia vzduchu

Pri pôsobení ventilátora sa v potrubí vytvára prúdenie vzduchu. Dôležitými parametrami prúdenia vzduchu sú jeho rýchlosť, tlak, hustota, hmotnosť a objemový prúd vzduchu. Objemový objem vzduchu Q m3/sa hmotnosť M, kg/s, sú vzájomne prepojené takto:

;
, (3)

kde F- plocha prierezu potrubia, m 2;

v– rýchlosť prúdenia vzduchu v danom úseku, m/s;

ρ - hustota vzduchu, kg/m3.

Tlak v prúde vzduchu sa delí na statický, dynamický a celkový.

statický tlak R sv Je zvykom nazývať tlak častíc pohybujúceho sa vzduchu na seba a na steny potrubia. Statický tlak odráža potenciálnu energiu prúdu vzduchu v časti potrubia, v ktorej sa meria.

dynamický tlak prúd vzduchu R din, Pa, charakterizuje svoju kinetickú energiu v časti potrubia, kde sa meria:

.

Plný tlak prietok vzduchu určuje všetku jeho energiu a rovná sa súčtu statických a dynamických tlakov nameraných v rovnakom úseku potrubia, Pa:

R = R sv + R d .

Tlaky možno merať buď z absolútneho vákua alebo relatívne k atmosférickému tlaku. Ak sa tlak meria od nuly (absolútne vákuum), potom sa nazýva absolútny R. Ak sa tlak meria vzhľadom na atmosférický tlak, bude to relatívny tlak H.

H = H sv + R d .

Atmosférický tlak sa rovná rozdielu medzi celkovým absolútnym a relatívnym tlakom

R bankomat = R – H.

Tlak vzduchu sa meria v Pa (N / m 2), mm vodného stĺpca alebo mm ortuti:

1 mm w.c. čl. = 9,81 Pa; 1 mmHg čl. = 133,322 Pa. Normálnemu stavu atmosférického vzduchu zodpovedajú tieto podmienky: tlak 101325 Pa (760 mm Hg) a teplota 273K.

Hustota vzduchu je hmotnosť na jednotku objemu vzduchu. Podľa Claiperonovej rovnice hustota čistého vzduchu pri teplote 20ºС

kg/m3.

kde R– plynová konštanta rovná 286,7 J/(kg  K) pre vzduch; T je teplota na Kelvinovej stupnici.

Bernoulliho rovnica. Podmienkou kontinuity prúdenia vzduchu je prúdenie vzduchu konštantné pre ktorúkoľvek časť potrubia. Pre sekcie 1, 2 a 3 (obr. 6) možno túto podmienku zapísať takto:

;

Pri zmene tlaku vzduchu v rozsahu do 5000 Pa zostáva jeho hustota takmer konštantná. Čo sa týka

;

Q 1 \u003d Q 2 \u003d Q 3.

Zmena tlaku prúdiaceho vzduchu pozdĺž dĺžky potrubia sa riadi Bernoulliho zákonom. Pre sekcie 1, 2 sa dá písať

kde  R 1,2 - tlakové straty spôsobené odporom prúdenia proti stenám potrubia v úseku medzi sekciami 1 a 2, Pa.

So zmenšením plochy prierezu 2 potrubia sa rýchlosť vzduchu v tomto úseku zvýši, takže objemový prietok zostane nezmenený. Ale s nárastom v 2 sa dynamický prietokový tlak zvýši. Aby sa udržala rovnosť (5), musí statický tlak klesnúť presne o toľko, koľko vzrastá dynamický tlak.

So zväčšením plochy prierezu dynamický tlak v priereze klesne a statický tlak sa zvýši presne o rovnakú hodnotu. Celkový tlak v priereze zostáva nezmenený.

2.2. Strata tlaku v horizontálnom potrubí

Strata trecieho tlaku prúdenie prachu a vzduchu v priamom potrubí, berúc do úvahy koncentráciu zmesi, je určené Darcy-Weisbachovým vzorcom, Pa

kde l- dĺžka priameho úseku potrubia, m;

 - koeficient hydraulického odporu (trenie);

d

R din- dynamický tlak vypočítaný z priemernej rýchlosti vzduchu a jeho hustoty Pa;

Komu– komplexný koeficient; pre cesty s častými odbočkami Komu= 1,4; pre rovné trate s malým počtom zákrut
, kde d– priemer potrubia, m;

Komu tm- koeficient zohľadňujúci druh prepravovaného materiálu, ktorého hodnoty sú uvedené nižšie:

Koeficient hydraulického odporu  v inžinierskych výpočtoch sú určené vzorcom A.D. Altshulya

, (7)

kde Komu uh- absolútna ekvivalentná drsnosť povrchu, K e = (0,0001 ... 0,00015) m;

d je vnútorný priemer potrubia, m;

Re je Reynoldsovo číslo.

Reynoldsovo číslo pre vzduch

, (8)

kde v – priemerná rýchlosť vzduch v potrubí, m/s;

d– priemer potrubia, m;

 - hustota vzduchu, kg / m 3;

 1 – koeficient dynamickej viskozity, Ns/m 2 ;

Hodnota dynamického koeficientu viskozity pre vzduch sa zisťujú podľa Millikanovho vzorca, Ns/m2

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

kde t– teplota vzduchu, С.

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

2.3. Strata tlaku vo vertikálnom potrubí

Strata tlaku pri pohybe vzduchovej zmesi vo vertikálnom potrubí, Pa:

, (10)

kde  - hustota vzduchu,  \u003d 1,2 kg / m 3;

g \u003d 9,81 m/s 2;

h– výška zdvihu prepravovaného materiálu, m.

Pri výpočte aspiračných systémov, v ktorých je koncentrácia zmesi vzduchu  Hodnota  0,2 kg/kg  R pod berie sa do úvahy len vtedy  h 10 m Pre šikmé potrubie  h = l sin, kde l je dĺžka nakloneného úseku, m;  - uhol sklonu potrubia.

2.4. Strata tlaku vo vývodoch

V závislosti od orientácie vývodu (otočenie potrubia pod určitým uhlom) sa v priestore rozlišujú dva typy vývodov: vertikálne a horizontálne.

Vertikálne vývody označené začiatočnými písmenami slov, ktoré odpovedajú na otázky podľa schémy: z ktorého potrubia, kam a do ktorého potrubia smeruje zmes vzduchu. Existujú nasledujúce výbery:

- Г-ВВ - prepravovaný materiál sa pohybuje z vodorovného úseku nahor do zvislého úseku potrubia;

- G-NV - to isté od vodorovného po zvislý úsek;

- ВВ-Г - to isté od zvislej nahor po vodorovnú;

- VN-G - to isté od vertikálnej až po horizontálnu.

Horizontálne vývody Existuje len jeden typ G-G.

V praxi inžinierskych výpočtov sa strata tlaku vo výstupe zo siete zisťuje podľa nasledujúcich vzorcov.

Pri hodnotách koncentrácie spotreby   0,2 kg/kg

kde
- súčet súčiniteľov miestnej odolnosti ohybov odbočiek (tab. 3) pri R/ d= 2, kde R- polomer otáčania axiálnej čiary vetvy; d- priemer potrubia; dynamický tlak prúdu vzduchu.

Pri hodnotách   0,2 kg/kg

kde je súčet podmienených koeficientov, ktoré zohľadňujú tlakovú stratu pri otáčaní a rozptyľovaní materiálu za ohybom.

hodnoty  o konv sa zisťujú podľa veľkosti tabuľky  t(Tabuľka 4) pri zohľadnení koeficientu pre uhol natočenia Komu P

 o konv =  t Komu P . (13)

Korekčné faktory Komu P trvať v závislosti od uhla natočenia kohútikov :

Tabuľka 3

Koeficienty lokálneho odporu kohútikov  o pri R/ d = 2