6. Аэродинамический расчет.

6.1. Система п1(зрительный зал)

В данном проекте рассчитываем одну приточную механическую систему и одну вытяжную.

Целью аэродинамического расчета является выбор размеров поперечных сечений воздуховодов или каналов системы для обеспечения по всем ее участкам требуемых расходов воздуха:

• в механических системах– при наиболее экономически целесообразных скоростях воздуха, обеспечивающих бесшумность работы в зданиях общественного назначения;

• в естественных системах– при таких скоростях воздуха, когда суммарные потери давления по любому пути движения воздуха равнялись бы величине располагаемого давления для каждого рассчитываемого пути. До начала расчета вычерчиваем аксонометрическую схему системы вентиляции на основании изображения размещенных на плане здания воздуховодов, каналов, воздухораздающих и вытяжных устройств, мест расположения вентиляционных камер.

На вычерченной аксонометрической схеме системы вентиляции выбираем расчетную магистраль (путь воздуха от места его входа в систему до места его выхода из системы). Для систем с механическим побуждением– это наиболее длинная и загруженная трасса до максимально удаленного от вентилятора воздухоприемного устройства в вытяжной системе или воздухораздающего– в приточной. Для гравитационной вытяжной системы это трасса от наиболее удаленного места вытяжки в верхнем этаже до устья шахты.

Расчетную трассу разбиваем на расчетные участки, т.е. отрезки воздуховодов, на которых расход воздуха и скорость его движения являются постоянными величинами. На каждом участке в кружке указываем его номер и рядом дробью– расход воздуха (числитель) и после расчета диаметр или сечение воздуховодов в знаменателе.

Расчет выполняется в табличной форме. Для определения предварительной величины площади сечения воздуховодов по участкам пользуемся формулой:

где L– расход воздуха на рассчитываемом участке, м³/ч;

– рекомендуемая скорость воздуха, м/с 5, табл.12.5.

Значение скоростей движения воздуха принимаем:

• в механических системах вентиляции общественных зданий с учетом непревышения допустимых уровней шума на общих, ближайших к вентилятору участках до 6-8 м/с, на последующих– по мере приближения к конечным участкам от 5 до 2 м/с;

• в гравитационных вытяжных системах– вертикальных каналах, верхнего этажа–0.5 м/с, других вертикальных каналах 0.7–1 м/с, в горизонтальных воздуховодах– до 1 м/с, вытяжных шахтах–до 1.5 м/с.

1. Окончательные размеры воздуховода или канала принимаем такими, как у ближайшего стандартного сечения площадью FF_пред в соответствии с табл. А.43, и вычисляем расчетную скорость воздуха на участке:

• для прямоугольного сечения по формуле

2. Площадь поперечного сечения воздуховода или канала записываем в графу 6, а величину расчетной скорости вносим в графу 7 (табл.6).

3. При принятом прямоугольном сечении воздуховода вычисляем его диаметр, его эквивалентный диаметру по площади сечения, так как расчетные таблицы и номограммы составлены для круглых стальных воздуховодов. Для этого пользуемся формулой

где а и в– стороны поперечного сечения, мм.

4. На каждом участке определяем величину удельной потери давления на трение R по диаметру, скорости воздуха– с помощью расчетной таблицы 3, табл.А.4, после чего записываем эти значения в графу 8.

5. Рассчитываем потери давления на участке с учетом коэффициента увеличения трения нестального воздуховода по сравнению со стальным n, который принимают 3, табл.А.3 в зависимости от скорости движения воздуха , м/с, и абсолютной шероховатости материала воздуховода К_э 3, табл.А.1 Произведение величин R*l*n записываем в графу 10.

6. Составляем по каждому расчетному участку (вне таблицы на отдельной странице пояснительной записки)Сумму значений коэффициентов местных сопротивлений по участку проставляем в графу 11.

7. Динамическое давление в зависимости от скорости воздуха по справочнику4, табл.А.4, записываем в графу 12

8. Значение потерь давления на местные сопротивления (графа 13) получаем путем умножения цифр в графах 11 и 12, что соответствует формуле

9. Полные потери давления на рассчитываемом участке получаем путем сложения потерь давления на трение R*l*n (графа 10) и на преодоление местных сопротивлений (графа 13). Конечный результат записываем в графу 14

10. Далее определяем полные потери давления на отдельных ответвлениях системы, которые увязываем с потерями давления в магистрали в пределах 10% путем подбора диаметров воздуховодов ответвлений.

11. При невозможности увязки потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10% устанавливаем диафрагмы.

12. При расчете сечения диафрагмы необходимо, чтобы потери давления в ней при соответствующей скорости воздуха в воздуховоде были равны избыточному давлению, которое требуется погасить на данном ответвлении системы. Размеры отверстий диафрагм в зависимости от диаметра круглых или сечения прямоугольных воздуховодов и требуемого значения коэффициента местного сопротивления приведены в 3, табл.А.39 и А.40

13. Суммируем полные потери давления на всех расчетных участках магистрали.

Расчет рециркуляционной системы.

L_рец=L_прит.- L_н=9000-6000=3000 м³/ч;

Подбираем воздуховод равномерного всасывания.

Исходные данные:размеры воздуховода а=0,5 м , в=0,5 м , l=7,6 м; число отверстий n=4; абсолютная шероховатость стенок к=0,01 м; коэффициент расхода отверстий μ=0,82; расход воздуха через воздуховод L=3000 м³/ч; максимально допустимое отклонение r =0,06

1. Определяем скорость воздуха ν_к, м/с, в конце воздуховода:

ν_к=L/(3600а*в)=3000/(3600*0,6*1,25)=3,33 м/с

2.Вычисляем эквивалентный по скорости диаметр воздуховода по формуле

d_ν=2а*в/(а+в)=2*0,5*0,5/(0,5+0,5)=0,5 м.

3.Определяем величину критерия Рейнольдса: Rе=ν_к*d_ν/γ.

Где γ – коэффициент кинематической вязкости воздуха ,γ=15,06*10^-6м²/с.

Rе=3,33*0,5/1,5*10^-5=1,11*10⁵

4.Находим коэффициент сопротивления трения по формуле Альтшуля:

5.Вычисляем параметр воздуховода:

6.Определяем параметры отверстия по формуле

7.Подсчитываем площадь единичного отверстия:

Принимаю отверстия 0,3*0,3

8.находим коэффициент местного сопротивления воздуховода по формуле

9.Вычисляем гидравлическое сопротивление воздуховода p=ξν²_кρ/2, где ρ-плотность воздуха, ρ=1,2 кг/м³

∆p=0,67*3,33²*1,22/2=4,51 Па

Расчет воздуховода равномерной раздачи.

L= =9000/2=4500 м³/ч;

Подбираем воздуховод равномерной раздачи.

Исходные данные:размеры воздуховода а=0,7 м , в=0,6 м , l=10 м; число отверстий n=3; абсолютная шероховатость стенок к=0,01 м; коэффициент расхода отверстий μ=0,82; расход воздуха через воздуховод L=4500 м³/ч; максимально допустимое отклонение r=0,06

1. Определяем скорость воздуха ν_к, м/с, в конце воздуховода:

ν_к=L/(3600а*в)=4500/(3600*0,7*0,6)=3,0 м/с

2.Вычисляем эквивалентный по скорости диаметр воздуховода по формуле

d_ν=2а*в/(а+в)=2*0,7*0,6/(0,7+0,6)=0,65 м.

3.Определяем величину критерия Рейнольдса: Rе=ν_к*d_ν/γ.

Где γ – коэффициент кинематической вязкости воздуха ,γ=15,06*10^-6м²/с.

Rе=3 *0,65/1,5*10^-5=1,3*10⁵

4.Находим коэффициент сопротивления трения по формуле Альтшуля:

5.Вычисляем параметр воздуховода:

6.Определяем параметры отверстия по формуле

7.Подсчитываем площадь единичного отверстия:

Принимаю отверстия 0,3*0,3

8.находим коэффициент местного сопротивления воздуховода по формуле

9.Вычисляем гидравлическое сопротивление воздуховода p=ξν²_кρ/2, где ρ-плотность воздуха, ρ=1,2 кг/м³

∆p=0,67*3,33²*1,22/2=4,51 Па

Расчет сводим в таблицы 6 и 7.

Таблица-7