І. Теоретичні відомості

1. Аеродинамічний розрахунок систем вентиляції

Розподіл повітря в системах кондиціонування і вентиляції здійснюється по більш-менш складній системі повітряпроводів. Мова може йти і про найпростіший одиничний повітряпровід, і про складну розгалужену систему повітряпроводів, що обслуговують цілий поверх чи весь будинок. В обох випадках мова йде про повітророзподільну мережу, що повинна відповідати визначеним вимогам:

• забезпечувати продуктивність по повітрю;

• мати мінімальні втрати напору;

• мати швидкість потоку повітря задовольняючу вимогам санітарних норм;

• мати рівень шумів, не перевищуючий припустимий по санітарних нормах;

• бути герметичною;

• при необхідності повітряпроводи повинні мати відповідну тепло-, звуко- чи пароізоляцію,

• простір, який займає повітряпровід, повинен бути мінімальним.

Системи повітряних комунікацій класифікуються за швидкістю потоку повітря і робочим тиском.

Класифікація за швидкостю підрозділяє повітряпроводи на:

малошвидкісні (зі швидкістю повітря в каналі, що не перевищує 13 м/с) і високошвидкісні канали (зі значеннями від 13 до 25 м/с). Витяжні канали завжди розраховуються як малошвидкісні.

Класифікація за тиском підрозділяє їх на повітряпроводи низького тиску зі значеннями до 900 Па (близько 100 мм вод. ст.); середнього тиску зі значеннями від 900 до 1700 Па (100-170 мм вод. ст.) і високого тиску зі значеннями від 1700 до 3000 Па (170-300 мм вод. ст.).

Для невеликих приміщень застосовуються винятково системи повітряпроводів низкошвидкісні і низького тиску.

Установки високошвидкісні і високого тиску застосовуються у великих будинках, особливо в будинках підвищеної висотності, тому що дають великі переваги при мінімізації перетинів вентиляційних каналів. Проблема використання таких повітряпроводів полягає в їхній підвищеній гучності, що залежить від швидкості потоку повітря.

Загальний тиск, який створює вентилятор, являє собою суму статичного і динамічного тиску і повинен відповідати загальним втратам напору на шляху руху повітря. Такі втрати напору виникають:

1) за рахунок тертя повітря об стінки повітряпроводу,

2) через вигини і повороти,

3) зміни перерізів повітряпроводу і т.д.

Усі ці втрати повинні бути врівноважені повним тиском, створюваним вентилятором. Зазначені втрати напору впливають значною мірою на споживання електроенергії вентилятором, тому доцільно вести проектування повітряпроводів і здійснювати їхній монтаж по можливості з меншою кількістю вигинів, поворотів і змін перерізу.

Розрахунок мережі повітярпроводів у загальному виді зводиться до визначення втрат тиску у повітряпроводах при даній витраті повітря.

Задаються перерізом чи діаметром повітряпроводів і визначають швидкість повітря при проектованій витраті і відповідні втрати тиску у повітряпроводі на 1 м довжини.

Сумарні втрати тиску у повітряпроводах визначаються за формулою

де R - втрати тиску на тертя,

l - довжина повітряпроводу,

z - втрати тиску на місцевих опорах.

При температурі повітряного потоку, що відрізняється від 20°С, на втрати тиску, підраховані по вищевказаній формулі, варто вводити поправочні коефіцієнти, відповідно, на тертя і на місцеві опори.

Втрати тиску на тертя в круглих повітряпроводах можна визначити за формулою: