5 Аеродинамічний розрахунок
Метою аеродинамічного розрахунку є визначення таких розмірів повітроводів схеми, при яких через усі ділянки буде проходити необхідна кількість повітря. Розраховуємо припливну і витяжну системи для розрахункового приміщення, а також будь-яку іншу гравітаційну витяжну систему, яка на двох поверхах має в сумі не менше трьох витяжних решіток.
Аеродинамічний розрахунок виконуємо за [9].
Опір
ділянки повітропроводу
, Па , визначається за формулою:
,
де
- питомий опір тертя на один погонний
метр металевого повітроводу, Па/м;
- довжина ділянки,
м;
- швидкість повітря
у повітропроводі, м/с;
- динамічний тиск,
Па;
- сума коефіцієнтів
місцевих опорів ділянки;
п - коефіцієнт, який ураховує шорсткість повітропроводу.
Коефіцієнти місцевих опорів визначають із таблиць.
Швидкість у повітроводах прямокутного перерізу визначають за формулою, м/с:
,
де
- витрати повітря, м3/год;
- площа поперечного перерізу каналу,
м2.
Для повітропроводів прямокутного перерізу величина визначається в такий спосіб:
Обчислюється еквівалентний діаметр за формулою:
,
де
і
- сторони прямокутного перерізу.
За еквівалентним діаметром та швидкістю в прямокутному повітроводі знаходять питомий опір тертя на один погонний метр повітропроводу (R).
Номограми і таблиці для знаходження у довідниках даються для сталевих повітропроводів, що мають коефіцієнт абсолютної шорсткості стінок Кэ = = 0,1 мм, для повітропроводів з інших матеріалів для одержання значення вводиться поправковий коефіцієнт п.
При розрахунку витяжної гравітаційної системи визначаємо циркуляційний тиск Р, Па, для кожного з поверхів за формулою:
,
де g - прискорення вільного падіння, м/c2;
-
різниця висот устя шахти і центрів
вентиляційних решіток даного поверху,
м;
- густина
зовнішнього повітря, кг/м3 , при
температурі +5°С при нормальному
барометричному тиску (0,1013 МПа),
=1,2 кг/м3;
- густина повітря
приміщення, кг/м3; при нормальному
барометричному тиску може визначатися
з рівняння:
,
де
-
температура повітря, °С.
Визначаємо аеродинамічний опір розрахункової гілки (найдовша гілка) і порівнюємо з циркуляційним тиском, потім розраховуємо відгалуження. Нев’язка має становити не більше 20 %.
При
розрахунку механічної припливної
системи спочатку визначаємо опір
розрахункової ділянки (найдовшої і
найнавантаженішої), потім ув’язуються
відгалуження шляхом підбору менших
діаметрів або встановлення діафрагм.
Для підбору діафрагми спочатку
визначають, який коефіцієнт місцевого
опору
вона повинна мати, для чого ділять
невитрачений тиск на швидкісний тиск
у ділянці, на котрій ставиться діафрагма:
.
Потім за [9] визначають розміри отвору діафрагми.
Величина опору розрахункової ділянки враховується при підборі вентилятора.
Аеродинамічний розрахунок виконуємо у вигляді таблиці 3.
ВГ-2
Таблиця 3 – Аеродинамічний розрахунок
№ з/п |
L, м3/год |
l, м |
v, м/с |
a x b, см х см |
F, м2 |
de, мм |
R, Па/м |
ke, мм |
n |
Rln, Па |
Pдин, Па |
ξ |
Z, Па |
Rln+Z, Па |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
П-1 Розрахункова гілка 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13 |
||||||||||||||
1 |
15090 |
- |
5 |
120х70 |
0,84 |
- |
- |
- |
- |
- |
17,5 |
1,2 |
21 |
21 |
2 |
15090 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
30 |
3 |
15090 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
250 |
4 |
15090 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
43,4 |
5 |
15090 |
10,5 |
8 |
100х50 |
0,5 |
670 |
0,865 |
0,1 |
1 |
9,1 |
38,4 |
2,1 |
82,2 |
91,3 |
6 |
13200 |
3,3 |
8 |
80х50 |
0,4 |
615 |
0,95 |
0,1 |
1 |
3,1 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
18,5 |
7 |
11310 |
3,3 |
8 |
80х50 |
0,4 |
615 |
0,95 |
0,1 |
1 |
3,1 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
18,5 |
8 |
9420 |
3,3 |
8 |
60х50 |
0,3 |
545 |
1,1 |
0,1 |
1 |
3,6 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
19 |
9 |
7530 |
3,3 |
8 |
60х50 |
0,3 |
545 |
1,1 |
0,1 |
1 |
3,6 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
19 |
10 |
5640 |
3,3 |
8 |
50х40 |
0,2 |
450 |
1,37 |
0,1 |
1 |
4,5 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
19,9 |
11 |
3750 |
3,3 |
8 |
40х25 |
0,1 |
310 |
2,1 |
0,1 |
1 |
6,9 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
22,3 |
№ з/п |
L, м3/год |
l, м |
v, м/с |
a x b, см х см |
F, м2 |
de, мм |
R, Па/м |
ke, мм |
n |
Rln, Па |
Pдин, Па |
ξ |
Z, Па |
Rln+Z, Па |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
12 |
1890 |
4 |
8 |
40х25 |
0,1 |
310 |
2,1 |
0,1 |
1 |
6,9 |
38,4 |
0,4 |
15,4 |
22,3 |
13 |
1890 |
- |
2 |
80х30 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,4 |
1,3 |
3,12 |
3,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
580 |
Ув’язка відгалужень |
||||||||||||||
Встановлюємо діафрагму із А = 140 мм, В = 140 мм, ξ = 51,7 |
||||||||||||||
ВМ-1 Розрахункова гілка 1-2-3-4-5-6 |
||||||||||||||
1 |
1890 |
- |
2 |
80х30 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,4 |
1,8 |
4,3 |
4,3 |
2 |
1890 |
4 |
5 |
40х25 |
0,1 |
310 |
0,9 |
0,1 |
1 |
3,6 |
15 |
0,94 |
14,1 |
17,7 |
3 |
3750 |
3,3 |
5 |
50х40 |
0,2 |
450 |
0,579 |
0,1 |
1 |
1,9 |
15 |
1,45 |
21,8 |
23,7 |
4 |
5640 |
3,3 |
6 |
60х50 |
0,3 |
545 |
0,48 |
0,1 |
1 |
1,6 |
15 |
0,6 |
9 |
10,6 |
5 |
7530 |
1,65 |
5 |
80х50 |
0,4 |
615 |
0,4 |
0,1 |
1 |
0,7 |
15 |
0,5 |
7,5 |
8,2 |
6 |
15090 |
3 |
8 |
100х50 |
0,5 |
670 |
0,865 |
0,1 |
1 |
2,6 |
38,4 |
1,2 |
46,1 |
48,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
115 |
Ув’язка відгалужень
Встановлюємо діафрагму із А = 210 мм, В = 150 мм, ξ = 22 |
||||||||||||||
|
||||||||||||||
ВГ-2 ΔРрасп = (1,27-1,2)*9,81*2,3=1,6 Па; |
||||||||||||||
1 |
162 |
- |
0,97 |
66х11 |
0,047 |
- |
- |
- |
- |
- |
0,6 |
1,2 |
0,7 |
0,7 |
2 |
162 |
2,3 |
1 |
15х30 |
0,045 |
200 |
0,08 |
0,1 |
1 |
0,16 |
0,6 |
0 |
0 |
0,16 |
3 |
162 |
- |
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,6 |
1,2 |
0,7 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,56 |