9.7. Определение количества вентсистем в здании

Количество тех или иных систем, обеспечивающих микроклимат в здании, определяется из условия подразделения их по классификациям.

Количество вентсистем зависит от:

- назначения вентиляционной системы (приточная или вытяжная);

- места забора или места подачи воздуха (местная, общеобменная );

- способа побуждения движения воздуха (механическая, гравитационная);

- вида перемещаемых вредных веществ;

- оптимального радиуса действия: вытяжная механическая – 20÷30 м, приточная механическая – 50÷60 м.;

-до параметров перемещаемой среды (система пневмотранспорта, вентиляции, аспирации).

9.8. Аэродинамический расчет систем вентиляции

Аэродинамика – раздел гидроаэромеханики, изучающий потери энергии на преодоление сопротивления трения, а также потери энергии в системе в целом.

Рассмотрим участок системы длиной l и диаметром d между сечениями 1 и 2 (рис.53).

Рис. 53

f – площадь поперечного сечения канала;

П – периметр поперечного сечения канала.

На объем, находящийся между сечениями 1 и 2, действует сила, вызывающая его перемещение, равная разности статических давлений в этих сечениях, умноженной на площадь. Эта сила пропорциональна силе трения:

(Р₁ – Р₂) · f = σ_o · l · П, (158)

где σ_o – касательное напряжение, определяется как доля динамического давления через коэффициент Вейсбаха ψ:

, (159)

. (160)

Приравниваем выражения (159) и (160) и решаем их относительно ∆Р_тр, в результате получаем уравнение Вейсбаха:

. (161)

Дарси для каналов круглого сечения, являющихся гидравлически гладкими (абсолютная шероховатость меньше, чем толщина вязкого слоя), привел следующее соотношение: .

С учетом вышеприведенного соотношения получаем уравнение Дарси-Вейсбаха:

, (162)

где 4ψ = λ_тр – коэффициент сопротивления трению.

– уравнение Дарси. (163)

Так как выражение (162) практически не используется, то в справочной литературе уравнение (163) называется уравнением Дарси-Вейсбаха.

Коэффициент сопротивления трению λ_тр определяется в зависимости от режима движения жидкости по каналу, абсолютной шероховатости канала и от геометрических размеров канала.

Для турбулентного режима течения жидкости или газа коэффициент сопротивления трению λ_тр определяется по уравнению Альтшуля:

. (164)

Для ламинарного режима течения жидкости или газа коэффициент сопротивления трению λ_тр определяется по уравнению Блазиуса:

. (165)

Расчет потерь давления на трение по уравнению (163) является довольно сложным, поэтому в справочной литературе приводятся таблицы гидравлического или аэродинамического расчетов каналов с фиксированной абсолютной шероховатостью.

Таблицы для расчета потерь давления при движении воздуха приняты для металлических воздуховодов с коэффициентом абсолютной шероховатости k = 0,1 мм, такой же коэффициент абсолютной шероховатости имеют стекло и некоторые виды пластмасс.

В справочной литературе потери давления на трение определяются по зависимости:

∆Р_тр = R · l, (166)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м,

. (167)

Воздуховоды или каналы прямоугольного сечения рассчитываются по тем же таблицам аэродинамического расчета с использованием понятия – эквивалентный диаметр. Наиболее простой зависимостью для определения является эквивалентный диаметр по скорости:

. (168)

Существуют также эквивалентный диаметр по расходу:

, (169)

и эквивалентный диаметр по площади:

. (170)