Аэродинамический расчет систем вентиляции

Расчет воздухораспределения

Расчет воздухораспределения производится для основного помещения и заключается в выборе воздухораспределителей, удовлетворяющих следующим требованиям:

- скорость воздуха в приточной струе на входе в рабочую зону должна быть не более допустимой;

- разность температур воздуха на входе в рабочую зону должна быть не более допустимой;

- для настилающихся струй расстояние, на котором струя отрывается от потолка х_отр, должно быть не менее 0,75 длины помещения по направлению движения струи.

Для обеспечения архитектурных требований в основном помещении здания рекомендуется в качестве воздухораспределителей принимать для помещений высотой до 3м приточные регулируемые решетки, а для высоких помещений - потолочные воздухораспределители типа ВДШ, ВДУМ и другие.

Расчет воздухораспределителей выполняется по методике, изложенной в главе 8.

Необходимая площадь живого сечения воздухораспределителей F_н, м², определяется по формуле:

, (8.1)

где L - расход приточного воздуха, м³/ч;

v - скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя, м/с, принимаемая в зависимости от высоты выпуска приточного воздуха по рекомендациям в пределах от 2 до 6 м/с.

Тип и количество воздухораспределителей n принимается по данным главы 8. Там же указана фактическая площадь живого сечения воздухораспределителя F_о, м². Схема воздухораспределения принимается по рис.8.1.

Определяется действительная скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя v_ф, м/с:

(8.2)

В таблице 8.1 находится номер принятого воздухораспределителя и по таблице 8.2 выбираются расчетные формулы для определения следующих величин:

- скорости воздуха в струе на входе в рабочую зону v_х;

- разности температур воздуха Δt_х;

- для настилающихся струй определяется расстояние, на котором струя отрывается от потолка х_отр.

Воздухораспределители, удовлетворяющие всем перечисленным выше требованиям, принимаются к проектированию.

Во вспомогательных помещениях здания приток воздуха осуществляется с помощью приточных регулируемых решёток. При выборе решёток рекомендуется принимать скорость воздуха в живом сечении решётки не более 3 м/с.

Выбор приточных решеток производится следующим образом:

1. Определяется необходимое сечение решёток F_н, м², по формуле:

(8.3)

2. По справочной литературе выбираются приточные решетки и выписывается типоразмер и фактическая площадь живого сечения F_ф.

3. Определяется фактическая скорость воздуха в решётке v_ф, м/с:

(8.4)

Результаты выбора воздухораспределителей сводятся в таблицу 8.1.

Таблица 8.1

Результаты выбора воздухораспределителей

№ пом.	L м³/ч	F^/,м²	Тип воздухораспределителя	Кол-во ВР	F, м²	V_ф, м/с

Аэродинамический расчет производится для выбора сечений воздуховодов и определения потерь давления в системе вентиляции. Перед началом расчета необходимо построить аксонометрическую схему системы, выбрать магистраль, т. е. цепочку последовательно расположенных участков, сумма потерь давления на которых окажется наибольшей. Магистраль следует разбить на отдельные участки, каждому из которых необходимо присвоить порядковый номер, начиная с участка с наименьшим расходом. Затем очередные порядковые номера даются участкам ответвлений, на каждом из которых указывается его длина в метрах и расход проходящего по нему воздуха, м³/ч.

Аэродинамический расчет системы вентиляции состоит из двух этапов – расчета участков основного направления (магистрали) и расчета ответвлений с увязкой потерь давления в них.

Расчет магистрали выполняют в следующей последовательности

1. Для воздуховодов прямоугольного сечения определяются размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали.

Площадь поперечного сечения воздуховода на расчетном участке определяют по формуле:

, (9.1)

где L_i – расчетный расход воздуха на i -м участке, м³/ч;

v_р_ек – рекомендуемая скорость движения воздуха на i -м участке, м/с.

Рекомендуемая скорость движения воздуха принимается:

при механической вентиляции:

- на магистралях до 8 м/с;

- на ответвлениях до 6 м/с;

при естественной вентиляции:

- в горизонтальных сборных воздуховодах до 1 м/с;

- в вытяжных шахтах до 1,5 м/с;

- в каналах 0,5-4 м/с.

2. По величине F_тр по табл. 12.1, 12.2 или 12.7 выбираются нормированные размеры воздуховодов прямоугольного сечения.

3. Для воздуховодов прямоугольного сечения определяют величину эквивалентного диаметра по скорости d_э по формуле:

. (9.2)

4. Определяется фактическая скорость движения воздуха на участке v, м/с, по формуле:

. (9.3)

5. Для воздуховодов прямоугольного сечения по табл. 12.17 по фактической скорости и эквивалентному диаметру определяются удельные потери давления на трение R, Па/м, и динамическое давление Р_д, Па.

Для воздуховодов круглого сечения по табл.12.17 определяют диаметр воздуховода, скорость воздуха, динамическое давление по величине расхода воздуха на участке, задаваясь скоростью движения воздуха по приведенным выше рекомендациям.

6. Определяют потери давления на трение на участке Δ Р_тр, Па, по формуле:

(9.4)

где l – длина участка, м;

n – коэффициент, учитывающий шероховатость материала стенок воздуховода, принимаемый по табл. 12.12.

7. Потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке ΔР_мс, Па, определяются по формуле:

, (9.5)

где Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Значения коэффициентов местных сопротивлений ζ приведены в справочной литературе.

Расчет коэффициентов местных сопротивлений сводится в таблицу 9.1

Таблица 9.1

Местные сопротивления

№ участка	Местные сопротивления	ζ	Σζ

8. Определяются общие потери давления на расчетном участке Δ Р, Па, по формуле:

. (9.6)

9. Определяются потери давления в магистрали системы (как сумма потерь давления в расчетных участках магистрали) Δ Р_маг, Па, по формуле:

, (9.7)

где m – количество расчетных участков магистрали.

Аэродинамический расчет воздуховодов сводится в таблицу 9.2.

Выполняется увязка ответвлений, которая заключается в сравнении потерь давления в ответвлении и на не общих участках магистрали. Неувязка давлений не должна превышать 10%. Неувязка давлений устраняется изменением размеров поперечного сечения воздуховодов или установкой дополнительного местного сопротивления-диафрагмы.

Коэффициент местного сопротивления, которым должна обладать диафрагма, определяется по формуле:

, (9.8)