Файл: 2.doc

Воздуховоды равномерной по длине раздачи и равномерного по длине всасывания находят в технике широкое применение. Приточные воздуховоды, подающие воздух равномерно по длине, применяют в воз-а)

Рис. XI.13. Воздуховод равномерной раздачи постоянного поперечного сечения с переменными по длине размерами отверстий

а — общий вид воздуховода: 1 — N — номера отверстий:

1 f—fft—площади отверстий; б — направление движения

воздуха из отверстий; в — направление движения воздуха при устройстве внешнего экрана

-4 I 1 -^*7. I fn-1

1 Т\ Гг i*f /V-г /V

1И

ИN

Ц'у—

ГС

-jrjt

)^г),

расхода воздуха в попереч- осуществлять различными

душных завесах, для сдувания вредных выделений с поверхности испарения, для раздачи воздуха в помещениях. Вытяжные воздуховоды, удаляющие воздух равномерно по длине, применяют в местных и бортовых отсосах и других вентиляционных и технологических устройствах. Термин «равномерность» предполагает линейную зависимость ном сечении воздуховода от его длины.

Равномерную раздачу воздуха можно техническими приемами.

Наиболее часто применяют воздуховоды постоянного поперечного сечения с переменной по длине площадью отверстий или щелей в стенках для выхода воздуха (рис. XI.13,а). Другая разновидность — воздуховоды переменного сечения с одинаковыми по длине отверстиями или щелями для выхода воздуха.

Конструктивное оформление отверстий и щелей в стенках воздуховода весьма разнообразно. Самое простое устройство для выхода воздуха — это поперечная или продольная щель в стенке воздуховода либо отверстие с острыми краями. Недостатком такого устройства является неоднородность струй воздуха по скорости и направлению (рис. XI.13, б). Иногда возможно налипание струй, выходящих из щелей или отверстий, на наружную поверхность воздуховода. В этом случае воздуховод равномерной раздачи создает в помещении весьма неравномерные потоки. Простейшим устройством, направляющим струи и препятствующим налипанию их на воздуховод, является внешний экран (рис. XI. 13,в). Для этой же цели служат различные направляющие решетки, козырьки и внутренние экраны. Хорошие результаты дает раздача воздуха через мелкие круглые или прямоугольные отверстия— перфорацию. Перфорированные воздуховоды широко применяют на практике.

При расчете воздуховодов равномерной раздачи принимают следующие допущения: коэффициенты местного сопротивления выхода для отверстий или щелей постоянны по длине воздуховода, сопротивление движению воздуха по воздуховоду создается трением (местное сопротивление при делении потока не учитывается).

Рассмотрим схему давлений в приточном воздуховоде равномерной раздачи при постоянном сечении его (рис. XI. 14). Предположим, что число отверстий очень велико, и можно считать, что они составляют сплошное продольное отверстие высотой б_х.

Статическое давление в конце воздуховода при х—0

Рс. (XI. 78)

Динамическое давление в этом сечении равно нулю, так как расход в направлении х отсутствует. Следовательно, полное давление Рпж в этом сечении равно статическому.

Рис. XI. 14. Распределение давлений по длине воздуховода равномерной раздачи

Р_п. Р_ст> Р_д—соответственно полное, статическое и динамическое давление по длине воздуховода: / — длина воздуховода; ft> — площадь воздуховода: Lo — расход

воздуха через воздуховод

В произвольном сечении х изменение полного давления определяется потерями давления на трение:

(XI. 79)

d (Ар.г) ⁼ ^тр ~~J~ Рдх>

где Хтр — коэффициент сопротивления трения; d — диаметр круглого воздуховода или эквивалентный по скорости диаметр прямоугольного воздуховода; р_ях — динамическое давление в сечении х, определяемое по формуле

/ \² Р

“(77^х) 7 ^Рл' ⁼ (^'^Х) "2”⁼

илп

(XI. 80)

Рл

где L\ — расход воздуха на 1 м воздуховода; р_я\ — динамическое давление в се- чении воздуховода при х=1 м.

Проинтегрируем выражение (XI.79), предположив режим движения соответствующим гидравлически шероховатым воздуховодам:

Ар* ~ ^тр РД1 * (XI.81)

При этом постоянная интегрирования равна нулю.

Полное давление в воздуховоде в произвольном сечении х\

Рпх ~ Рст.к ""Ь Ар*. (XI.82)

(XI.83)

Количество воздуха, выходящего через отверстие в боковой стенке воздуховода, определяется значением статического давления:

Рстх — Рпх — Рдх»

или

(XI. 84)

, *тр *³

Рпх — Рст.к + Рд¹ — ^х Рд1-

Следовательно, величина р_стх изменяется по длине воздуховода. Анализ этой функции при произвольных значениях аргумента х//>0, в том числе при хЦ— 1, показал наличие экстремальной точки, в которой Рстх принимает минимальное значение. Конфигурация кривой р_СТх показана на рис. XI.14.

Значение р_Ст.к, которое определяется скоростью выхода воздуха и коэффициентом местного сопротивления отверстия [формула (XI.78)]

,0,1

(XI. 86) _йр

Рис XI. 15. График изменения Дрст* по длине воздуховода равномерной раздачи при постоянном сечении его 1 — при A_Tp=const; 2— при A_Tp~f (Re)

можно-принять за условный нуль. Тогда изменение статического давления по длине воздуховода будет определять величина

&Рстх— Рстх — Рст-к ⁼⁼ Рд1 ^х~ I "- ■ ^х И.

(XI. 85)

Эту формулу можно записать в обобщенном виде, если ввести аргумент х:

Арст* — ^х
х •



1										/!
										I

,


									■	'
Ч	V			0,5	II \|1			1	1
	ч				\|1 ■ I
					I' I¹			>
		у\	2		И \|\|		J	1
			\ \		\|1 ]\|		//
		1		ч ч.	JLI.	*	/
					1

■0.1

где Дрстж — обобщенное изменение статического давления по длине воздуховода, равное

(XI. 87)

А Рстх / А*гр

Арстх —'

РД1 V 3d

(XI. 88)

х — обобщенная абсцисса, равная

х =

3d/^_p

На рис. XI. 15 представлен график изменения Лрстх по длине воздуховода равномерной раздачи при постоянном сечении его. Характерна конфигурация кривой.

Для «коротких» воздуховодов, когда х<. 1 (x<23dfK_TP), статическое давление в начале воздуховода меньше, чем в его конце (при х=0). При этом на расстоянии х=²/з от конца воздуховода наблюдается минимальное статическое давление (Лр_Ст=—0,148). Для «протяженных» воздуховодов, когда х>1 (х>Зс(Д_тр), статическое давление в начале воздуховода больше р_ст._к и при увеличении его длины резко возрастает.

При выводе формул (XI.86) — (XI.88) не учитывалась зависимость А_тр от v и, следовательно, от х. Это справедливо лишь для режима движения, соответствующего гидравлически шероховатым воздуховодам.

Аналогичный результат можно получить для режима движения, соответствующего гидравлически гладким воздуховодам, с учетом известной зависимости, справедливой для Re^ll d/K'-

_я d_

^— Re^0,25 •

Формула (XI.84) для этого режима движения принимает вид

(XI. 89)

„2.75

Рд1 — ^х Рдt •

Рстх — Рст-к 4“

2,75d

а формулы (XI.86) — (XI.88) соответственн

Дрст* = *^2,75 — (XI - 90)

^Лрс"“^кти)^;^(Х1,9|)

* (XI. 92)

2,75dA,

Здесь Яг—коэффициент сопротивления трения воздуховода

Зависимость (XI.90) представлена на рис. XI. 15 пунктирной линией.

Расчет воздуховода равномерной раздачи при постоянном сечении его проводят в такой последовательности.

Определяют, расход воздуха через одно отверстие или на 1 м длины воздуховода:

^>тв= — ИЛИ Lj = — .

Определяют величину р_п\.

Вычисляют статическое давление в конце воздуховода по формуле (XI.78) при заданном значении у_Быху-
Определяют режим движения воздуха и распределение статического давления вдоль воздуховода по формуле (XI.84) (для области гидравлически шероховатых груб и переходной) или по формуле (XI.89) (для области гидравлически гладких труб).

Величину рстх можно определить также по графику на рис. XI.15.

U_ /СвыхР У'» N	\ 2/?стх
и	( ^Р
N Цвых	1 2рстх
	^вых Р V
" 1 1	V 2Рстх 1

Определяют площадь отверстий по одной из следующих формул:

или

fx = 77^- ( ТГ"—Г (XI.93)

⁶‘=-li£:J • ^<Х1-⁹⁴⁾

Примечание Определение / можно проводить не для каждого отверстия, а для группы их, разбив воздуховод по длине на четыре — десять участков в зависимости от его протяженности.

Пример XI.4. Рассчитать воздуховод равномерной раздачи при постоянном поперечном сечении (200X600 мм) с выпуском воздуха через щель переменной по длине ширины.

Расход приточного воздуха Lo = 4000 м³/ч, длина воздуховода / = 5 м Абсолютная шероховатость стенок воздуховода /(=0,1 мм. Скорость на выходе и_Иых = 8 м/с, коэффициент местного сопротивления выхода £вы* = 2,6 (р._Вых=0,62)

Значение

Решение. 1. Расход воздуха на 1 м длины воздуховода