Аэродинамический расчет воздуховодов
1
1.2
1,5
1,7
1,9
2,1
2,35
2,6
На этой странице:
Аэродинамический расчет воздуховодов
|
1
|
1.2
|
1,5
|
1,7
|
1,9
|
2,1
|
2,35
|
2,6 | |
1 |
1.2 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
2.4 |
2,6 |
||
И |
1 |
1,2 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2.1 |
2.4 |
2,6 |
|
12 |
1 |
1,2 |
1.5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
|
Более 12 |
1 |
1,2 |
1,5 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
Коэффициент взаимодействия Кк зависит от количества струй и отношения х/1 (табл. 25), где х - длина струи, м; I - половина расстояния между воздухораспределителями, м.
Коэффициенты взаимодействия, приведенные для двух струй, следует вводить в формулы (8.4)-(8.7) и для одной струи при выпуске ее вблизи стен и потолка (когда создаются условия настилания струи на ближайшее сплошное ограждение).
Для воздухораспределителей зарубежных фирм не приводятся значения т и п (скоростного и температурного коэффициента) воздухораспределителя и формулы для расчета скорости и температуры, а даются номограммы для определения скорости vx и избыточной температуры Atx на оси струи для определенного типа воздухораспределителя, соответствие которым гарантируется заводом-изготовителем.
Пример. В механическом цехе размером 28x8x3,2 м требуется распределить L = 3 470 м3/ч приточного воздуха. Нормируемая температура в помещении tB = 18 °C, нормируемая скорость движения воздуха в помещении V = 0,2 м/с. Избыточная температура на выходе из воздухораспределителя Ar0 = tR - ?пр = 18 - 13 = = 5 °C. Воздух подается на высоте h = 4 м горизонтально. В цехе имеются незначительные теплоизбытки.
Решение. Принимаем к установке воздухораспределители типа Р (решетка щелевая) по прил. 3. Исходя из рекомендуемой скорости воздуха в решетке и0 = 3 м/с, определяем требуемую площадь живого сечения воздухораспределителей F, м2, по формуле
F = —-—; (8.16)
о0 •3600
„ 3470 2
г =-------— 0,32 м .
3-3600
Принимаем к установке воздухораспределители Р200 с площадью живого сечения Го = 0,025, определим их количество:
F . ^реш ~ j-, ’
рсш 0,025
Принимаем к установке 14 решеток (кратное длине помещения). Воздухораспределители устанавливаем в один ряд, шаг установки 28/14=2 м. Определяем действительную скорость движения воздуха на выходе из решеток, м/с:
L
(8.18)
о0=------------;
"реиЛ -3600
3470 .
оп =---------------= 2,75 м/с.
0 14 0,025-3600
Расход воздуха через одну решетку, м3/ч,
(8.19)
А> =—; ^реш т 3470 з/ L, =----= 250 м /ч.
14
По формулам (8.4), (8.5) определяем скорость воздуха и избыточную температуру воздуха при входе струи в рабочую зону для осесимметричных струй.
Коэффициент стеснения Кс по табл. 3 в зависимости от величин (8.15):
где Fp = 2-3,2 = 6,4 м2 - площадь помещения, перпендикулярная потоку воздуха, приходящаяся на один воздухораспределитель; х = 6,13 м - расстояние, которое проходит струя до входа в рабочую зону. При горизонтальной подаче воздуха (см. рис. 14 и 15) расстояние х, м, определяется по формуле
(8.20)
х=^3-6,22-2 = 6,13м,
4/0 025
где Н » 5,45 • 4- 2,75 ’— = 6,2 - геометрическая характери-
л/3-5
стика струи, формула (8.8); у = 2 м (см. рис. 15).
Таким образом, интерполируя, получаем по табл. 24 Кс = 0,7, но так как в примечании сказано, что в далее используемых формулах (8.5) и (8.7) коэффициент Кс следует принимать равным не менее 0,85, следовательно Кс = 0,85.
Коэффициент взаимодействия Къ определяем по табл. 25 в зависимости от отношения х /1, где I - половина расстояния между воздухораспределителями (решетками):
х/1 = 6,13/1=6,13;КВ = 1.
Коэффициент неизотермичности Кн при горизонтальной подаче охлажденного воздуха (rnp < tB) настилающимися струями принимается равным 1. Горизонтальные компактные струи настилаются на потолок, если воздухораспределитель находится на расстоянии от пола h > 0,65- Нпом. В нашем случае 4 > 0,65-5, следовательно Кн = 1.
Скорость струи на входе в рабочую зону по формуле (8.4): 4-2,7570,025 ... , , ... . о =--------------0,85 • Г1 = 0,24 м/с.
х 6,13
Избыточная температура на входе в рабочую зону:
дг =У5^О25^= с х 6,13 0,85-1
Воздух входит в рабочую зону с температурой на 0,5 °C ниже, чем температура воздуха рабочей зоны, т. е. с температурой tx = 18 - 0,5 = 17,5 °C и скоростью vx = 0,24 м/с.
Скорость vx и избыточная температура x на оси струи при входе в рабочую зону должны быть не более допустимых значений (формулы (8.1)—(8.3)):
1)7 = 1,8-0,2 = 0,36 м/с;
Ч»п.2 = 2°С.
Как видно из результатов расчетов, воздухораспределители подобраны правильно, раздача воздуха осуществлена таким образом, что скорость и избыточная температура при входе струи в рабочую зону соответствуют требуемым параметрам.
Если при расчете воздухораспределения скорость на входе струи в рабочую зону 1)д больше требуемого значения, необходимо:
Если при расчете воздухораспределения избыточная температура на входе струи в рабочую зону Дгх больше требуемого значения, необходимо:
9. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ
Аэродинамический расчет выполняется с целью определения сечений воздуховодов и суммарной потери давления по участкам основного направления с увязкой всех остальных участков системы. Полная потеря давления в системе слагается из потерь давления на всех последовательно расположенных участках магистрального направления и потерь давления в вентиляционном оборудовании. Перед расчетом в масштабе вычерчиваются схемы воздуховодов систем в аксонометрической проекции (на чертежах и в пояснительной записке).
Последовательно от конца сети к вентилятору или вытяжной шахте нумеруют участки основного расчетного направления, затем все основные с дальнего ответвления, на схемах указывают номера участков, их длины и расходы воздуха. По форме воздуховоды бывают круглого и прямоугольного сечения.
Металлические воздуховоды изготавливаются из листовой кровельной, оцинкованной или нержавеющей стали на заводах или в заготовительных мастерских. Предпочтение следует отдавать круглым воздуховодам из-за меньшего аэродинамического сопротивления, расхода металла и трудоемкости при изготовлении. Рекомендуются стальные воздуховоды из тонколистовой стали. В каждом конкретном случае выбор материалов для проектирования воздуховодов производится в соответствии со СНиП [1]. Воздуховоды не должны мешать работе оборудования, транспортных средств, кранов и персонала.
Расчет выполняют по методу удельных потерь давления в следующей последовательности.
По известному объему вентиляционного воздуха L определяют ориентировочное сечение канала (воздуховода), м2:
F' =—(9.1) 3600-т>'
где г/- предварительная скорость движения воздуха, м/с, для воздуховодов производственных зданий при механическом по-63
буждении: магистральных - до 12 м/с, ответвлений - до 6 м/с [13]; L - расчетный воздухообмен в системе (максимальный по всем трем периодам года), м3/ч.
Исходя из расчетной площади каналов, с учетом конструктивных соображений, принимаем стандартные размеры сечения каналов (воздуховодов) по табл. 26, 27.
После этого уточняем фактическую скорость движения воздуха по каналам, м/с:
L
где F - стандартная площадь канала (воздуховода).
Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях, Па:
А^„ = Д^ + 2. (9.3)
Потери давления на трение, Па,
P^ = Rln, (9.4)
где R - удельные потери давления на трение, Па/м; I - длина участка воздуховода, м; п - поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов кэ.
При расчетах можно пользоваться таблицей (прил. 4), в которой определены: удельные потери давления на трение R, Па/м; динамическое давление Рд, Па; расход воздуха L, м3/ч, при различных скоростях для различных диаметров круглых металлических воздуховодов (при = 0,1 мм; р = 1,2 кг/м3; v = 15,06-1 О’6 м2/с, где v - кинематическая вязкость воздуха).
Для воздуховодов из других материалов необходимо вводить поправочный коэффициент п, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов кэ и скорости движения воздуха и определяется по табл. 28.
Таблица 26
Нормируемые размеры круглых воздуховодов из листовой стали
d, мм |
Площадь поперечного сечения, м2 |
d, мм |
Площадь поперечного сечения, м2 |
100 |
0,0079 |
630 |
0,312 |
125 |
0,0123 |
710 |
0,396 |
160 |
0,02 |
800 |
0,501 |
200 |
0,0314 |
900 |
0,635 |
250 |
0,049 |
1000 |
0.785 |
315 |
0,0615 |
1120 |
0,985 |
355 |
0,099 |
1250 |
1,23 |
400 |
0,126 |
1400 |
1,54 |
450 |
0,159 |
1600 |
2,01 |
500 |
0,96 |
1800 |
2,54 |
560 |
0,246 |
2000 |
3,14 |
Таблица 27
Нормируемые размеры прямоугольных воздуховодов из листовой стали
Внутренний размер, мм |
Площадь поперечного сечения, м2 |
Внутренний размер, мм |
Площадь поперечного сечения, м" |
100x150 |
0,015 |
600x600 |
0,36 |
150x150 |
0,0225 |
600x800 |
0,48 |
150x250 |
0,0375 |
600x1000 |
0.6 |
150x300 |
0,045 |
600x1250 |
0,75 |
250x250 |
0,0625 |
800x800 |
0.64 |
250x300 |
0,075 |
800x1000 |
0,8 |
250x400 |
0,1 |
800x1200 |
0,96 |
250x500 |
0,125 |
800x1600 |
1,28 |
400x400 |
0.16 |
1000x1000 |
1,0 |
400x500 |
0,2 |
1000x1250 |
1.25 |
400x600 |
0,24 |
1000x1600 |
1,6 |
400x800 |
0,32 |
1000x2000 |
2,9 |
500x500 |
0.25 |
1250x1250 |
1.56 |
500x600 |
0,3 |
1250x1600 |
2,0 |
500x800 |
0,4 |
1250x2000 |
2.5 |
500x1000 |
0,5 |
1600x2000 |
3,2 |
Таблица 28
Поправочные коэффициенты п на потери давления на трение, учитывающие шероховатость материала воздуховодов
в, м/с |
п при кэ, мм |
и. м/с |
п при кэ, мм |
||||||
1 |
1.5 |
4 |
10 |
1 |
1.5 |
4 |
10 |
||
0,2 |
1,04 |
1,06 |
1,15 |
1,31 |
6,2 |
1,45 |
1,58 |
1,99 |
2,49 |
0.4 |
1,08 |
1.11 |
1.25 |
1.48 |
6.4 |
1,45 |
1.59 |
2,00 |
2,50 |
0.6 |
1,11 |
1,16 |
1.33 |
1.60 |
6.6 |
1,46 |
1.60 |
2,01 |
2,51 |
0,8 |
1,13 |
1,19 |
1,40 |
1,69 |
6,8 |
1,47 |
1,60 |
2.02 |
2,52 |
1,0 |
1,16 |
1,23 |
1,46 |
1,77 |
7,0 |
1,47 |
1,61 |
2,03 |
2,54 |
1,2 |
1,18 |
1,25 |
1,50 |
1,84 |
7,2 |
1,48 |
1,62 |
2,04 |
2,55 |
1,4 |
1,20 |
1,28 |
1,55 |
1,95 |
7,4 |
1,48 |
1,62 |
2,04 |
2,56 |
1,6 |
1,22 |
1,31 |
1,58 |
1,95 |
7,6 |
1,48 |
1,63 |
2,05 |
2,57 |
1,8 |
1,24 |
1,33 |
1,62 |
2,00 |
7,8 |
1,49 |
1,63 |
2,05 |
2,57 |
2,0 |
1,25 |
1,35 |
1,65 |
2,04 |
8,0 |
1,49 |
1,64 |
2,06 |
2,58 |
2,2 |
1,27 |
1,37 |
1,68 |
2,08 |
8,2 |
1,50 |
1,64 |
2,07 |
2,59 |
2,4 |
1,28 |
1,38 |
1,70 |
2,11 |
8,4 |
1,50 |
1,64 |
2,07 |
2,60 |
2,6 |
1,29 |
1,40 |
1,73 |
2,14 |
8,6 |
1,50 |
1,65 |
2,08 |
2,61 |
2,8 |
1,31 |
1,42 |
1,75 |
2,17 |
8,8 |
1,51 |
1,65 |
2,09 |
2,62 |
3,0 |
1,32 |
1,43 |
1.77 |
2,20 |
9,0 |
1,51 |
1,66 |
2,10 |
2,62 |
3.2 |
1.33 |
1,44 |
1.79 |
2,23 |
9.2 |
1,52 |
1,66 |
2,10 |
2,63 |
3.4 |
1,34 |
1,46 |
1,81 |
2,25 |
9,4 |
1,52 |
1,67 |
2,11 |
2,64 |
3.6 |
1,35 |
1,47 |
1,83 |
2,28 |
9.6 |
1,52 |
1,67 |
2.11 |
2,65 |
3.8 |
1,36 |
1,48 |
1,85 |
2,30 |
9,8 |
1,53 |
1,68 |
2,12 |
2,65 |
4,0 |
1,37 |
1,49 |
1,86 |
2.32 |
10,0 |
1,53 |
1,68 |
2,12 |
2,66 |
4.2 |
1,38 |
1.50 |
1.87 |
2.34 |
10,5 |
1.54 |
1.69 |
2.14 |
2,67 |
4.4 |
1,39 |
1,51 |
1,89 |
2,36 |
11,0 |
1.54 |
1,70 |
2.15 |
2,69 |
4,6 |
1,40 |
1,52 |
1,90 |
2,37 |
11,5 |
1,55 |
1,70 |
2,16 |
2,71 |
4,8 |
1,40 |
1,53 |
1,92 |
2,39 |
12,0 |
1,56 |
1,71 |
2,17 |
2,72 |
5,0 |
1,41 |
1,54 |
1.93 |
2,41 |
12,5 |
1,56 |
1.72 |
2.18 |
2,73 |
5,2 |
1,42 |
1,55 |
1,94 |
2,42 |
13,0 |
1,57 |
1,73 |
2,19 |
2,74 |
5,4 |
1,43 |
1,56 |
1,95 |
2,44 |
13,5 |
1,57 |
1,73 |
2,20 |
2,75 |
5,6 |
1,43 |
1,56 |
1,96 |
2,45 |
14,0 |
1,58 |
1,74 |
2,20 |
2,76 |
5,8 |
1,44 |
1.57 |
1.97 |
2,46 |
14,5 |
1.58- |
1.74 |
2.21 |
2,77 |
6,0 |
1,44 |
1.58 |
1,98 |
2.48 |
15,0 |
1,58 |
1.74 |
2.21 |
2,77 |
Абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховодов из стали кэ = 0,1 мм; шлакобетонных плит кэ = 1,5 мм; кирпича кэ = 4 мм: штукатурки по металлической сетке кэ = 10 мм.
При расчете воздуховодов прямоугольного сечения используют таблицы и номограммы, составленные для круглых воздуховодов, но при этом в качестве расчетного значения используется эквивалентный по трению (гидравлический) диаметр воздуховода, мм,
d,= — , (9.5)
а + Ь
где а, b - стороны прямоугольного воздуховода или канала, мм.
Потери давления в местных сопротивлениях, Па,
= (9-6)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода, коэффициенты местных сопротивлений на границе двух участков относят к участку с меньшим расходом [8,11,13] или прил. 9; р - плотность воздуха, кг/м3.
Расчет воздуховодов следует оформить в виде таблицы (табл. 29). Заполнение расчетной таблицы начинают с граф 1, 2, 3 по данным аксонометрической схемы. Руководствуясь предварительным расчетом сечения воздуховода по нормируемым скоростям движения воздуха, а также типовыми размерами воздуховодов, заполняют гр. 4 (диаметр воздуховода d) при круглых воздуховодах или гр. 5 (размеры воздуховода а х Ь) и гр. 6 (эквивалентный диаметр J3) при прямоугольных воздуховодах. На основании этих значений заполняют гр. 7 (площадь сечения воздуховода F) и гр. 8 (скорость воздуха о).
По прил. 2, зная d, о на участке, находят величину удельных потерь давления R и динамическое давление Рд, значение которых заносят в гр. 9 и гр. 12.
По табл. 28 при известных значениях К3 и о (гр. 8) определяют величину поправочного коэффициента на шероховатость п (гр. 10). Потери давления на трение с учетом шероховатости воздуховодов Rin заносятся в гр. И. Используя таблицы местных сопротивлений [8, 11, 13] или прил. 9, определяют сумму местных сопротивлений на участке X 5, и её значение вносят в гр. 13. По данным гр. 13, 12 находят величину потерь давления в местных сопротивлениях Z и заносят её в гр. 14. Суммируют потери давления на трение (гр. 11) и в местных сопротивлениях (гр. 14) и результаты заносят в гр. 15. Общие потери давления сети (по главной магистрали) заносятся в гр. 16.
Следует иметь в виду, что расход воздуха в круглом и прямоугольном воздуховоде с эквивалентным диаметром при равенстве скоростей не совпадают.
При расчете желательно, чтобы скорости движения воздуха на участках возрастали по мере приближения к вентилятору. При невозможности увязки потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10-15 % следует устанавливать диафрагмы. Диафрагма (металлическая пластина с отверстием) -местное сопротивление, на котором гасится избыточное давление. Коэффициент местного сопротивления диафрагмы определяется по формуле
^диафр неувязки д v расп отв 'д’
где Рд - динамическое давление на участке, на котором устанавливается диафрагма, Па; Ррасп - располагаемые потери давления на ответвление, Па; Ротв - потери давления на увязываемом ответвлении, Па.
По значению и по размерам воздуховода, на котором устанавливается диафрагма, подбирают размер диафрагмы (прил. 10).
Расчет воздуховодов
Потери давления в сети, Па |
чо — |
||
Потери давления на участке Rin + Z, Па |
|||
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па |
я-Н |
||
Сумма коэффициентов местных сопротивлений X |
СП Т—< |
||
Динамическое давление Ра, Па |
сч |
||
Потери давления на трение Rin, Па |
|||
Поправочный коэффициент на шероховатость п |
о |
||
Удельные потери давления R, Па/м |
о |
||
Скорость воздуха о, м/с |
оо |
||
Площадь сечения воздуховода, F, м2 |
о |
||
Воздуховоды |
прямоугольные |
эквив. диаметр |
ЧО |
размеры а*Ь, м |
«Л |
||
круглые |
диаметр d, м |
||
Длина воздуховода на участке /, м |
ГС |
||
Расход L, м3/ч |
со |
||
№ участка |
—я |
Пример. Рассчитать сеть металлических воздуховодов приточной установки П1 (рис. 20). Раздача воздуха осуществляется через плафоны регулируемые типа ВДУМ-3 с площадью живого сечения Fq = 0,08 м2 и коэффициентом местного сопротивления S, = 1,4. На каждый плафон приходится 1270 м3/ч.
Решение. Расчетное направление выбирается через наиболее протяженную и загруженную ветвь. В нашем случае вентиляционная система симметрична, воздуховоды будем рассчитывать для направления через участки 1, 2, 3, 4, 5.
Результаты расчета заносим в табл. 30, удельные потери на трение R, Па/м, определяем по прил. 2, коэффициенты местных сопротивлений - по прил. 9.
Рис. 20. Расчетная схема сети воздуховодов П1
Примечание. В данном случае разветвления системы П1 абсолютно симметричны по длинам и расходам. Если этого нет, необходимо рассчитывать левое ответвление и увязывать его с правым ответвлением, т. е.
Z{Rl + Z\_, = Z{Rl+Z\_.. (9.8)
Определение коэффициентов местных сопротивлений (КМС) на расчетных участках вентиляционной сети.
Участок 1. Плафон ВДУМ (табл. 23) = 1,4. Поворот (отвод) 90° (прил. 9) = 0,21. Тройник на проход (прил. 9):
=0,4+0,21 + 1,4 = 2,01.
Участок 2. Тройник на проход:
^=iazo=O;33;^=4otf =
Lc 3810 Fc 4002 р
Участок 3. Тройник на проход:
Участок 4. Поворот (отвод) 90°, ? = 0,21. Тройник на от-
z L. 5080 „ с F 4502 л
ветвление (прил. 9): — =-----= 0,5; —- =---- = 0,65;
Lc 10160 Fc 5602
^ = 1,05.^4 = 0,21+1,05=1,26.
Участок 5. Поворот = 0,21; переход за вентилятором = 0,1 [13]; конфузор перед вентилятором ?, = 0,3 [13]. Узел воздухозабора: в промышленных зданиях приточные камеры обычно располагаются на площадках на высоте 3^4 м от пола, при этом воздух забирается через проем в стене цеха. В этом проеме устанавливаются неподвижные штампованные жалюзийные решетки типа СТД S, =1,2. Рекомендуемая скорость «реш Д° 5 М/СРасчет воздуховодов
Потери давления в сети, Па |
40 |
Главная магистраль |
264,65 |
|||||
Потери давления на участке Rin + Z, Па |
ID 4 |
27,82 |
40 ип |
13,91 |
68,12 |
149,04 | ||
Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па |
—? |
24,74 |
3,22 |
8,52 |
59.57 |
142,74 |
||
Сумма коэффициентов местных сопротивлений X |
СП |
о со" |
о" |
со о" |
40 СЧ |
оо |
||
Динамическое давление Рд, Па |
СО н |
12,31 |
1 18,93 | |
42,6 |
47.28 |
78,86 |
||
Потери давления на трение Rin, Па |
т—I |
3,08 |
ип МП со" |
5,39 |
8.55 |
СП 40" |
||
Поправочный коэффициент на шероховатость п |
О •—4 |
— |
i—1 |
1 |
||||
Удельные потери давления R, Па/м |
04 |
о" |
МП оо о" |
00 |
4 н |
Н- |
||
Скорость воздуха о, м/с |
оо |
4© «Л |
оо" |
04 оо" |
МП |
|||
Площадь сечения воздуховода F, м2 |
Г" |
00 о о" |
0,126 1 |
0,126 |
0,159 |
0,246 |
||
Воздуховоды прямоугольные, а*Ь, м |
4© ю |
|
1 1 |
|
|
|
||
Воздуховоды круглые, диаметр d, м |
СП |
о о |
о о |
о л |
о 40 un |
|||
Длина воздуховода на участке /, м |
СП |
?ct |
СП |
СП |
МП |
СП |
||
Расход L, м3/ч |
со |
1270 |
3810 |
5080 |
10160 |
|||
№ участка |
т—I |
4 |
со |
СП |
тГ |
ип |
S9
03 о ч © © ©
ч
Потери давления в сети, Па |
ЧО »—н |
Потери давления на участке |
|
Rln+Z, Па |
|
Потери давления в местных |
|
сопротивлениях Z, Па |
|
Сумма коэффициентов |
|
местных сопротивлений X S |
|
Динамическое давление Рл, |
СО |
Па |
|
Потери давления на трение |
4 |
Rin, Па |
4 |
Поправочный коэффициент |
О |
на шероховатость п |
|
Удельные потери давления R, Па/м |
©4 |
Скорость воздуха ъ, м/с |
00 |
Площадь сечения воздуховода F, м2 |
|
Воздуховоды |
|
прямоугольные, |
|
а*Ь, м |
|
Воздуховоды |
|
круглые, |
’Т |
диаметр d, м |
|
Длина воздуховода на |
сп |
участке /, м |
|
Расход L, м3/ч |
со |
№ участка |
т—I |
Принимаем вреш= 5 м/с, тогда суммарное живое сечение для прохода воздуха
X F« о =--------= 10160 = о, 57 м2.
жс 3600-w^ 3600-5
Принимаем к установке решетки типа СТД 5289 размером 150x580. Гжс= 0,06 м2, тогда число решеток п = 0,57/0,06 = 10 шт. Уточняем скорость движения воздуха в решетках:
10160 л п ,
V =--------------“ 4, 7 М/С.
реш 3600 0,06 10
Устанавливаем решетки по вертикали в 2 ряда, по горизонтали в 5 рядов. В этом случае размер приточного проема 750x1160 (/г).
2Х = 0,21 + 0,1 + 0,3 +1,2 = 1,81.
Участок 10. Плафон ВДУМ (табл. 23) = 1,4. Тройник на ответвление (прил. 9): — = = 0,5; — = = 0,62; 4> = 0,9.
Lc 2540 Fc 4002 ^40 = 1,4+0,9 = 2,3.
Участок 11. Плафон ВДУМ § = 1,4. Тройник на ответвление: ^ = 1^ = О,ЗЗЛ = ^_ = О,62; 4 = 1,5.^,, =1,4+1,5=2,9. Lc 3810 4 4002 ° "
Участок 12. Плафон ВДУМ ? = 1,4. Тройник на ответвление: Cl = 1=2!! = 0,25; = 211. = 0,49; = 2,6. ? §12 = 1,4 + 2,6 = 4.
Д 5080 Fc 4502 12
Потери давления в воздуховодах системы П1 равны сумме потерь давления на отдельных участках: ДРсети = 265 Па.
Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах, называемых калориферами. В качестве греющей среды может использоваться горячая вода, пар, электроэнергия.
Широко применяются калориферы биметаллические со спирально-накатным оребрением: КСкЗ и КСк4, КПЗ-СК и КП4-СК. В качестве теплоносителя в калориферах КСкЗ и КСк4 используется перегретая вода с рабочим избыточным давлением до 1,2 МПа и температурой до 180 °C. Теплоноситель в калориферах КПЗ-СК и КП4-СК - пар с избыточным давлением до 1,2 МПа.
В курсовом проекте необходимо подобрать калориферы с теплоносителем - перегретая вода. Технические характеристики калориферов КСкЗ приведены в табл. 31. Ширина одного калорифера КСкЗ (глубина по ходу воздуха) - 180 мм.
Таблица 31
Обозначение |
FH, м2 |
/в, м2 |
Лр, м2 |
А |
Размер калорифера |
КСкЗ-5 |
10,20 |
0,21 |
0,0008 |
11,20 |
0,42x0,5 |
КСкЗ-6 |
13,26 |
0,27 |
0,000846 |
12,12 |
0,53x0,5 |
КСкЗ-7 |
16,34 |
0,33 |
0,000846 |
12,97 |
0,65x0,5 |
КСкЗ-8 |
19,42 |
0,39 |
0,000846 |
13,83 |
0,78x0,5 |
КСкЗ-9 |
22,50 |
0,46 |
0,000846 |
14,68 |
0,9x0,5 |
КСкЗ-10 |
28,66 |
0,58 |
0,000846 |
16,39 |
1,15x0,5 |
КСкЗ-11 |
83,12 |
1,66 |
0,00258 |
34,25 |
1,7x1,0 |
КСкЗ-12 |
125,27 |
2,49 |
0,0030 |
64,29 |
1,7x1,5 |
Установка калориферов по отношению к проходящему через них воздуху может быть параллельной и последовательной. При последовательной схеме увеличивается скорость воздуха, что приводит к повышенной теплоотдаче калориферов, но при этом возрастает сопротивление калориферной установки.
Присоединение трубопроводов к многоходовым калориферам осуществляется по двум схемам - параллельной и последовательной. Оптимальная скорость движения воды в трубках 0,2-0,5 м/с. При теплоносителе воде в основном применяют последовательное соединение калориферов по воде и параллельное соединение по воздуху.
В результате расчета калориферов определяется их тип, номер, количество, схемы соединения по воздуху и теплоносителю, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.
где L - расход нагреваемого воздуха (для ХПГ), м3/ч; рк - плотность воздуха, кг/м3, при температуре /к, °C; с - удельная теплоемкость воздуха - 1,005 кДж/(кг-°С); ta - температура воздуха tE
до калорифера, °C, принимаем равной н для ХПГ; tK - температура воздуха после калорифера, °C, принимаем равной t™r — 1 °C.
L‘Pk
(Ю.2)
Jb 3600 up'
г>р = Лр/(3600 •?/„). (10.3)
G«=-------.
0,28-сж(^-^)
где сж - удельная теплоемкость воды, сж = 4,19 кДж/(кг-°С); trop -температура горячей (подающей) воды, °C; гобР - температура обратной воды, °C.
7. Находим скорость воды в трубках калориферов, м/с,
Сж
Д,-1000-3600
F =-------
(10.6)
” 0.28-e(f -t‘ ж ср ср
где Q - расход теплоты для нагревания воздуха, Вт; f - средняя температура теплоносителя, °C (для воды = (Ггор + Гобр) / 2); t* = (fH + О/ - средняя температура нагреваемого воздуха, °C; к - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2-°С).
10. Определяем общее число устанавливаемых калориферов, шт:
п’ = —^-. (10.7)
Округляя число калориферов до ближайшего целого п, 7-2 находим действительную площадь поверхности нагрева гд, м , калориферной установки:
F. = FH-n. (10.8)
11. Определяем запас поверхности нагрева калориферной установки, %:
Ф = (^-^)400/^. (10.9)
Запас поверхности нагрева должен быть не более 10 %. При избыточном тепловом потоке более 10 % следует применить другую модель или номер калорифера и произвести повторный расчет.
дртр = а-<, (ю.ю)
где А - коэффициент, принимаемый по табл. 31.
Гидравлическое сопротивление установки определяем умножением сопротивления одного калорифера на число калориферов, подключенных последовательно по воде.
Пример. Подобрать калорифер для нагревания L = 6800 м3/ч воздуха. Теплоносителем является перегретая вода с параметра-ми ггор= 150 °C; г(йр = 70 °C. Проектируемое здание расположено в г. Минске.
Решение. Расчётная температура наружного воздуха в холодный период для г. Минска = -24 °C.
На основании расчета воздухообмена и воздухораспреде-ления определена температура приточного воздуха /пр = 13 °C. Учитывая нагрев воздуха в вентиляторе на 1 °C, воздух в калориферах необходимо подогревать до температуры rK = znp - 1 = = 13-1 = 12 °C.
1. Расход теплоты, необходимой для нагревания приточного воздуха:
Q = 0,28 • 6800• 1,005 • 1,238(12+24) = 85280 Вт.
Плотность воздуха при tK = 12 °C: р = 353 / (273 + 12) = = 1,238 кг/м3.
2. Задаемся массовой скоростью vp = 7 кг/(м2с) и находим площадь фронтального сечения калориферной установки для прохода воздуха:
/; = 6800 1,238/(3600-7) = 0,32 м2.
3. Принимаем к установке один калорифер марки КСкЗ-7 (табл. 31):
/, = 0,33 м2;/„= 0,000846 м2; FH = 16,34 м2,
4. Находим действительную массовую скорость:
up = 6800 • 1,2 / (3600 • 0,33) = 6,9 кг/(м2с).
5. Находим расход воды в калориферной установке:
=------85280-----= 909 кг/ч
и =-------—-------= 0,3 м/с.
” 0,000846-1000-3600
7. По найденным значениям гр и у^ по прил. 5 находим коэффициент теплопередачи калорифера:
к = 55 Вт/(м2-°С).
8. Определяем требуемую поверхность нагрева:
„ 1,1-85280 1 . _ 2
F =---------= 14,7 м
1р 55(110+6)
f =(150+ 70)/2=110 °C;
F„ 16,34
Гд = 16,34-1 = 16,34 м2.
ДРК = 208 Па.
12. Гидравлическое сопротивление калорифера определяем при Утр = 0,3 м/с; А = 12,97 (табл. 31):
АРтр = 12,97-0,32 = 1,17 кПа.
< Пред | СОДЕРЖАНИЕ | ОРИГИНАЛ | След > |
---|