Аэродинамический расчет систем вентиляции

Аэродинамический расчет проводится с целью определения размеров поперечного сечения воздуховодов и каналов приточных и вытяжных систем вентиляции и определения давления, обеспечивающего расчетные расходы воздуха на всех участков воздуховодов.

Аэродинамический расчет состоит из 2-х этапов:

- расчет участков воздуховодов основного направления - магистрали;

- увязка всех остальных участков системы.

Подбор размеров поперечного сечения воздуховодов проводят по предельно допустимым скоростям воздуха, принимаемым по таблице 6.1.

Таблица 6.1

Рекомендуемые скорости движения воздуха

Элемент системы	V, м/с
Естественная	механическая
Воздухоприемные жалюзи	0,5 - 1,0	2,0 -4,0
Каналы и приточные шахты	1,0 -2,0	2,0 -6,0
Горизонтальные сборные каналы	1,0 - 1,5	5,0 -8,0
Вертикальные каналы	1,0 - 1,5	2,0 - 5,0
Приточные решетки у потолка	0,5 - 1,0	0,5 -1,0
Вытяжные решетки	0,5 - 1,0	1,0 - 2,0
Вытяжные шахты	1,5 -2,0	3,0 - 6,0

Давление, необходимое в системах вентиляции с механическим побуждением, равно общим потерям давления в воздуховодах.

Потери давления определяются по формуле:

где R– потери давления на трение на расчетном участке сети, Па/м;

n– поправочный коэффициент для расчета воздуховодов с различной шероховатостью стенок определяется по [];

l– длина участка воздуховода, м;

Z– потери давления на местное сопротивление на расчетном участке, Па.

,

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

– скоростное (динамическое) давление, в Па.

Аэродинамический расчет систем вентиляции выполняется в следующей последовательности:

1. Система разбивается на отдельные участки. Расход на участке не меняется. Расчетные расходы определяют, начиная с периферийного участка. Значения расходов и длину каждого участка показывают на аксонометрической схеме.

2. Выбирают основное (магистральное) направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных расчетных участков. При равной протяженности магистралей в качестве расчетной выбирают наиболее нагруженную.

3. Производится нумерация расчетных участков. Нумерация участков магистрали начинается с участка с наименьшим расходом.

4. Определяют ориентировочную площадь поперечных сечений расчетных участков магистрали по формуле:

L– расчетный расход на участке, м³/ час;

V – рекомендуемые скорости движения воздуха на участках, принимаются по таблице 5.1.

5. Определяют фактическую скорость движения воздуха на участках V _ф по формуле:

где – площадь сечения принятого стандартного воздуховода

По этой скорости определяют динамическое давление на участках по формуле

, Па

– плотность воздуха, перемещаемого по воздуховоду, кг/м³.

6. Определяют удельные потери давления на трение R на расчетных участках по таблице 22.15 [7].

7. Определяют потери давления на местные сопротивления на расчетных участках. Коэффициенты местных сопротивлений принимаются по [7].

8. Определяют общие потери давления в системе по формуле

– потери давления в вентиляционном оборудовании.

9. Затем проводят увязку остальных участков (ответвлений), начиная с наиболее протяженного ответвления. Потери давления в ответвлении равны потерям давления в магистрали от периферийного участка до общей точки с ответвлением.

Невязка потерь давления по ответвлениям воздуховодов не должна превышать 10%.

При невозможности увязки потерь давления следует устанавливать диафрагмы, преимущественно на вертикальных участках.

Подбор размера диафрагмы осуществляется по таблицам 22.48-22.49 [7]. Для этого определяют избыточное давление и динамическое давление .

,Па.

Определяют коэффициент местного сопротивления по формуле

.

По значению и размеру воздуховода определяется размер диафрагмы.

При расчете воздуховодов систем вентиляции с естественным побуждением определяется расчетное гравитационное давление в системе по формуле:

,

где – высота воздушного столба, м;

, – плотности наружного воздуха при t = 5⁰С и внутреннего воздуха, кг/м³;

- ускорение свободного падения.

Высота воздушного столба принимается:

а) для вытяжных воздуховодов:

при наличии в помещении только вытяжки - от середины вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты;

при наличии притока - от середины высоты помещения до устья вытяжной шахты.

б) для приточных воздуховодов - от середины высоты приточной камеры до середины высоты помещения.

Расчет каналов естественной вентиляции начинается с ветви, для которой имеет наименьшее значение.

Разность между потерями давления и гравитационным давлением (в соответствии с тем этажом, для которого дается расчет воздуховодов) не должна превышать 10%. В противном случае делается перерасчет одного или нескольких участков воздуховодов.

Результаты аэродинамического расчета систем вентиляции сводятся в таблицу 6.2.

Таблица 6.2

Аэродинамический расчет систем вентиляции

N участка

расход воздуха L, м3/ч

длина участка l, м

Размеры воздуховодов

скорость воздуха V, м/с

потери на 1 м длины участка R, Па/м

коэффициент, учитывающий шероховатость стенок канала, n

потери на трение Rnl, Па

сумма коэффициентов местных сопротивлений åz

динамическое давление Рс, Па

потери на местные сопротивления Z, Па

потери давления на участке Rnl+Z, Па

сумма потерь давления å(Rnl+Z), Па

примечание

аxb,мм

эквивалентный диаметр dэ, мм

площадь сечения F, м2

Примечание: 1 Графы 1-3 заполняются по данным аксонометрической схемы воздуховодов.

2 Эквивалентный диаметр определяется по формуле = 2 ab/(a + b)