Основи аеродинамічного розрахунку повітроводів
Повітропроводи систем вентиляції та повітряного опалення прагнуть робити найменшої протяжності, як правило, круглого перерізу. Системи вентиляції та повітряного опалення повинні бути обладнані пристроями для регулювання кількості повітря, що переміщується (шибери, повітряні заслінки та ін.) з механічним і ручним приводом. У приміщеннях для тварин та птахів доцільно в холодний та перехідний періоди передбачати створення повітряного підпору шляхом перевищення подачі припливного повітря над повітрям, що видаляється, у розмірі 15 - 20 %.
У завдання аеродинамічного розрахунку системи повітроводів входить визначення розмірів поперечного перерізу та втрат тиску на окремих ділянках системи повітроводів, а також втрат тиску у всій системі повітроводів.
Вибравши схему вентиляційної мережі приміщення, розбивають її на окремі ділянки з постійною витратою повітря. Межами цих ділянок зазвичай є трійники чи хрестовини.
Складають розрахункову аксонометричну схему (див. рис 3.1); позначають номери ділянок з постійним витратою повітря у кружечках; праворуч від кружечка у чисельнику вказують витрату повітря (м 3 /год) на ділянці, у знаменнику – довжину ділянки (м). Вибирають основний магістральний розрахунковий напрямок, який характеризується найбільшою довжиною (дільниці 1, 2, 5 чи 6 на рис. 3.1).
Мал. 3.1 Розрахункова схема повітроводів
Вибирають форму поперечного перерізу повітроводу (круглу, прямокутну), розраховують площу поперечного перерізу повітроводів (Fi) за ділянками за формулою
(3.18)
деLi- витрата повітря на даній ділянці, м 3 /год; - Швидкість повітря, м / с.
Рекомендовані швидкості повітря велементи систем штучної вентиляції: у жалюзійних ґратах – 4…6 м/с; у припливних шахтах – 3…6 м/с; у вертикальних повітроводах та каналах – 5…8 м/с; у горизонтальних магістральних повітроводах 10...15 м/с; у відгалуженнях – 6…9 м/с; на виході з випускних отворів повітроводу – 4…8 м/с.
Рівне розподіл припливного повітря по довжині вентильованого приміщення за допомогою магістрального повітроводу постійного перерізу забезпечується за рахунок різних за площею його отворів повітря. Спочатку визначають площу останнього по ходу повітря отвору, м 2
(3.19)
де - витрата повітря через повітропровід, що розраховується, м 3 /год;m- кількість випускних отворів (у тваринницьких приміщеннях отвори в припливному повітроводі роблять через кожні 1,5 ... 2 м);- швидкість руху повітря на виході з отворів (4...8 м/с).
Площаi-го отвору повітря.
. (3.20)
Коефіцієнт знаходять за формулою
, (3.21)
де - Коефіцієнт витрати;Sв - площа перерізу повітроводу, м 2 .
Число отворів у повітроводі має задовольняти нерівності
Подачу вентиляторів, м 3 /год, для даного приміщення приймають за значенням розрахункового годинникового повітрообмінуLз урахуванням підсмоктування повітря в повітроводах
(3.23)
деkп - поправочний коефіцієнт на підсмоктування повітря в повітропроводах (для сталевих, пластмасових і азбоцементних повітроводів довжиною до 50 мkп = 1,1, в інших випадкахkп = 1,15);t- температура повітря, що проходить через вентилятор, про С;tв - температура повітря в робочій зоні приміщення, про С.
Для визначення повного тиску, який має розвивати вентилятор, визначають втрати тиску у головній розрахунковій магістралі(Дільниці 1, 2, 5 або 6 на рис. 3.1) лінійні та в місцевих опорах. Крім того, слід врахувати динамічний тиск потоку повітря в повітроводах, опір калоніферів, фільтрів та ін. Потрібний напір вентилятора (Па) визначають за формулою
(3.24)
де 1,1 - запас тиску на непередбачені опори; - втрати тиску на тертя та у місцевих опорах у найбільш протяжній гілки вентиляційної мережі, Па;R– питома втрата тиску тертя, Па/м;l– довжина ділянки повітроводу, м; втрата тиску в місцевих опорах ділянки повітроводу, Па; сума коефіцієнтів місцевих опорів дільниці (таблиця 3.7); rд = υ 2 ρ/2 - динамічний тиск потоку повітря, Па; υ – швидкість руху повітря у повітроводі (у магістральних лініях 10…15 м/с, у відгалуженнях 6…9 м/с); ρ – щільність повітря у повітроводі, кг/м 3 ; ρд.вих - динамічний тиск на виході з мережі, Па;Рк - опір калориферів, Па.
Коефіцієнти місцевих опорів для повітроводів