Физические основы равномерной раздачи и всасывания воздуха воздуховодами
Задача воздухораспределения приточного воздуха и равномерного удаления воздуха может решаться путем применения т.н. воздуховодов равномерной раздачи или всасывания. В таких воздуховодах имеется продольная щель или боковые отверстия для выхода воздуха, соотношение размеров которых, размеров воздуховода и характера движения воздуха в нем определяет распределение выходящего из воздуховода воздуха или поступающего в него воздуха по длине.
Экспериментальные наблюдения ряда авторов показывают, что по поперечному сечению происходят: изменение направления скорости, деформация поля скоростей, изменяется статическое давление воздуха; по длине воздуховода уменьшается среднерасходная скорость воздуха и, теоретически, возрастает статическое давление. Увеличивающееся за счет уменьшения динамического давления статическое давление будет расходоваться при движении вязкого газа на преодоление трения и местных сопротивлений.
Расчет воздуховодов равномерной раздачи и всасывания в настоящее время производится по методы статических давлений, предложенному К.К. Баулиным.
При аналитическом расчете принимают следующие допущения:
1. коэффициент расхода приточного отверстия по всей длине воздуховода считается постоянным;
2. поля скоростей в поперечных сечениях воздуховода считаются равномерными;
3. коэффициент сопротивления трения по длине воздуховода не изменяется.
Нормальную к оси воздуховода среднюю скорость в проеме определяют по формуле:
, (3.1)
где - коэффициент расхода приточного отверстия,
- избыточное статическое давление,
- плотность воздуха.
Величину избыточного статического давления в формуле (3.1) можно установить, используя уравнение Бернулли или количества движения.
Исходя из формулы (3.1) расход воздуха в щели шириной и в отверстиях площадью
для воздуховода единичной длины будет определяться следующими зависимостями соответственно:
, (3.2)
. (3.3)
Следовательно, обеспечить равномерную раздачу или всасывание воздуха можно обеспечить следующими способами:
1. изменением ширины щели или площади отверстия по длине воздуховода;
2. сохранением величины избыточного статического давления в воздуховоде;
3. минимизацией изменения разности статических давлений по длине воздуховода;
4. изменением коэффициента расхода.
Воздуховоды равномерной раздачи и всасывания разделяют по способу организации входа или выхода воздуха на воздуховоды с продольной щелью или отверстиями и по характеру изменения сечения воздуховода по длине – воздуховоды постоянного или переменного сечения. Торец воздуховода заглушается.