Файл: 2.doc

При инженерных расчетах потери давления на трение в воздухо­воде длиной /, м, принято определять по выражению, Па (кгс/м²):

д p_TP = Ri, (XI. 10)

где R — потери давления на 1 м длины воздуховода, Ila/м [кгс/(м²-м)].

Для определения R составлены таблицы и номограммы (рис. XI.2)'. При построении номограмм принято: форма сечения воздуховода — круг диаметром d, давление воздуха 98 кПа (1 ат), температура 20° С.

Для расчета воздуховодов и каналов прямоугольного сечения поль­зуются таблицами и номограммами, составленными для круглых возду­ховодов, но вводят при этом эквивалентный диаметр, при котором по­тери давления на трение в круглом и прямоугольном воздуховодах равны.

В практике проектирования получили распространение три вида эквивалентных диаметров; по скорости — d_v, по расходу — d_L и по пло­

щади поперечного сечения — df. Каждый из этих диаметров определен­ным образом связан с размерами поперечного сечения прямоугольного воздуховода а и b и для каждого имеется свой способ пользования расчетной таблицей или номограммой. Конечный результат (потери давления на трение в прямоугольном воздуховоде), естественно, не за­висит от способа определения эквивалентного диаметра.

Эквивалентный по скорости диаметр d_v можно определить из усло­вия, что удельные потери на трение в круглом R и прямоугольном R_nр воздуховодах равны при v=v„_p.

Потери на трение в прямоугольном воздуховоде по формуле (XI.8)

„ 12 (а -г b) pv²

ВЕНТИЛЯЦИЯ 2

U—rfl' 16

„„..о, 22

'dt±. 45

«iii.-Wnfo. + Kp'U ^.Ж) 65

*й + 0./.-0,/,-«:} (V|II1|) 103

*47 262

Эквивалентный по расходу диаметр d_L определяется из условия, что R=Rnp при равенстве расходов в круглом и прямоугольном возду­ховодах (L=Lnp).

Потери на трение в прямоугольном воздуховоде можно выразить через секундный расход воздуха:

12 (a -f- Ь) Р^£пр Др_тР^_р-Ш_£. (XI. 14)

Потери на трение в эквивалентном круглом воздуховоде

Дртр — ^тр _л ТТТзТ • (XI. 15)

L

Приравняв выражения (XI.14) и (XI.15), получим:

_j5 32 а³ Ь³ dl =

^L я² (a -f Ь)

или

/ а³ Ь³

di — 1,265 у — . (XI. 16)

Чтобы найти значение Rnp по таблице или по номограмме, составленной для круглых воздуховодов, необходимо определить R при d_L и L (фак­тическом расходе в прямоугольном воздуховоде), не принимая во вни­мание фактическую скорость воздуха.

В некоторых руководствах по аэродинамическому расчету воздухо­водов применяется диаметр, эквивалентный по площади поперечного

Скорость воздуха. !Г,м/с

Диаметр ЕоздухоЕода d,мм

Рис XI 2 Номограммы для определения потерь давления на трение в круглых воздухо-

а — при естественной вентиляции, б — при

Динамическое дадление p_a-^y~, Па

0,1 мм)

вентиляции

сечения d_f. Значение d_f определяется из условия равенства площадей сечения a.y<b — nd~/4:

d_f^2VabJn. (XI. 17)

Значение Rap в этом случае определяют по формуле

R_ap = Rm, (XI. 18)

где R— табличное значение, принятое при df и и или L (по фактическим скорости или расходу); m — коэффициент учета формы воздуховода, определяемый по дополни­тельной таблице или графику.

При расчете воздуховодов с шероховатостью стенок, отличающейся от предусмотренной в таблицах или в номограммах (/(=0,1 мм), следу­ет делать поправку к табличному значению удельных потерь давления на трение:

Я_ш = ЯРш, (XI. 19)

где R — табличное значение удельных потерь давления на трение; р_ш — коэффи­циент учета шероховатости стенок (табл. XI.2).

Пример XI. 1, Определить d_B и R для воздуховода с поперечным сечением 300X800 мм при расходе воздуха /. = 3500 м³/ч.

Решение. 1. По формуле (XI. 13)

d_v = 2-0,3 0,8/(0,3 -f- 0,8) = 0,436 м.

2. Скорость воздуха в воздуховоде

v = 3500/(3600 0,3-0,8) = 4 м/с.

2. По рис. XI.2, б при вычисленных значениях d_v и о найдем /? = 0,4 Па/м.

Потери давления в местных сопротивлениях. В местах поворота воздуховода, при делении и слиянии потоков в тройниках, при измене­нии размеров воздуховода (расширение в диффузоре, сужение в кон- фузоре), при входе в воздуховод или в канал и выходе из них, а также в местах установки регулирующих устройств (дросселей, шиберов, диафрагм) наблюдается падение давления в потоке перемещающегося воздуха. В указанных местах происходит перестройка полей скоростей воздуха в воздуховоде и образование вихревых зон у стенок, что сопро­вождается потерей энергии потока. Нарушение установившегося поля скоростей начинается на некотором расстоянии до местного сопротив­ления, а выравнивание потока происходит на некотором расстоянии (обычно несколько калибров — диаметров) после него. На всем участке возмущенного потока происходят потери энергии на вязкое трение и увеличиваются потери на трение о стенки. Однако условно для удоб­ства проведения аэродинамического расчета потери давления в местных сопротивлениях считают сосредоточенными.

Потери давления в местном сопротивлении пропорциональны дина­мическому давлению воздуха в воздуховоде:

Дрмс-С~. (XI. 20)

Коэффициент £ (дзета) носит название коэффициента местного со­противления и определяет потери давления в местном сопротивлении в долях динамического давления. Значения £ для различных местных сопротивлений изменяются в широких пределах — обычно 0<£<10. При небольших скоростях движения воздуха и значительных потерях давления, например в диафрагме, коэффициент £ может быть очень вы­соким, порядка несколько сотен. В отдельных случаях в ответвлениях тройников возможен отрицательный коэффициент £. Это означает уве­личение удельной энергии потока ответвления вследствие эжекции его основным потоком. Таким образом, при расчете изменения давления следует учитывать знак £.

При определении потерь давления необходимо знать, к какой ско­рости относить коэффициент £. Обычно это наибольшая скорость в су­женном сечении участка или скорость в сечении участка с меньшим расходом (в тройнике). В таблицах коэффициентов местных сопротив­лений указано, к какой скорости относится £.

Потери давления в местных сопротивлениях участка, обозначае­мые z, равны:

г=2£р_д, (XJ.21)

где 2£ — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Общие потери давления на участке воздуховода длиной I при нали­чии местных сопротивлений

Аруч — I *f- (XI .22)

где /?Рш — потери давления на 1 м длины воздуховода; г — потери давления в местных сопротивлениях участка.

§ 54. Распределение давлении

В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ

Распределение давлений в системе вентиляции необходимо знать при наладке и регулировании системы, при определении расходов на отдельных участках системы и при решении многих других вентиляци­онных задач.

Распределение давлений в системах вентиляции с механическим побуждением движения воздуха. Рассмотрим воздуховод с вентилято­ром (рис. XI.3). В сечении 1—/ статическое давление равно нулю (т. е. равно давлению воздуха на уровне расположения воздуховода). Полное давление в этом сечении равно динамическому давлению р_дь определяемому по формуле (XI.1). В сечении II—II статическое давле­ние Рстп>0 (численно равно потерям давления на трение между сече­ниями 11—11 и /—/). При постоянном сечении воздуховода линия ста­тического давления—прямая. Линия полного давления также прямая, параллельная линии р_ст- Расстояние между этими линиями по вертика­ли определяет динамическое давление p_ai.

В диффузоре, расположенном между сечениями II—II и III—III, происходит изменение скорости потока. Динамическое давление по ходу воздуха уменьшается. В связи с этим статическое давление изменяется и может даже возрасти, как это показано на рисунке (Pctii>Pctiii).

Полное давление в сечении III—III, создаваемое вентилятором, те­ряется на трение Др_тр и в местных сопротивлениях (диффузоре Ардиф, при выходе Др_Вых). Общие потери давления со стороны нагнета­ния равны:

Арнагн “ Ч” ²)иагв- (XI.23)

Рис XI 3. Схема распределения давлений в вентиляционной системе

1 — всасывающий воздуховод; 2 — вентилятор: 3 — нагнетательный воздуховод: 4 — линия полного давления с нагнетательной стороны, 5 — линия статического давления там же, 6 — линия полного давления с всасывающей стороны; 7 — линия статического давления там же, I—VI — номера сечений (остальные обозначения даны в тексте)

Статическое давление вне воздуховода со стороны всасывания рав­но нулю. В непосредственной близости от отверстия в пределах всасы­вающего факела поток воздуха уже обладает кинетической энергией. Разрежение в пределах всасывающего факела незначительно.