Аэродинамический расчёт воздуховодов систем приточной вентиляции, механической системы вытяжной вентиляции, гравитационной вытяжной системы

Цель аэродинамического расчета: определение оптимальных соотношений капитальных затрат и эксплуатационных расходов путем обоснованного выбора оптимальных диаметров воздуховодов и скоростей потока воздуха. В результате аэродинамического расчета обеспечивается увязка потерь давления по любому направлению течения воздуха.

Последовательность аэродинамического расчета:

1. Рассчитываем воздухообмен по помещениям (по теплу, влаге, примесям).

2. Выбираем схему вентиляции и на плане наносим трасу воздуховода.

3. Вычерчиваем аксонометрическую схему системы вентиляции. На аксонометрическую схему наносится: номера участков; длины расчетных участков; количество воздуховодов, которые проходят через участок.

. На концевых участках наносим объемные расходы воздуха.

Объемный расход воздуха - максимальное значение расхода воздуха, полученное при расчете воздухообмена (по теплу, по влаге и газу).

Расходы воздуха на концевых участках определяются на основании расчета воздухообмена. На сборных участках - сумма расходов соответствующих концевых участков.

. Выбираем расчетное направление - направление последовательно соединенных участков, суммарная длина которых максимальна.

. Выбираем и нумеруем расчетные участки. Участки нумеруются, начиная от самого удаленного концевого участка в сторону увеличения расхода по главной магистрали.

За расчетный участок принимается участок воздуховода, на котором не меняется расход, размер и форма поперечного сечения, также материал, из которого изготовлен воздуховод.

Длины горизонтальных участков принимаются по плану здания (30-50 м длина вентиляционной системы).

. По величине расхода (L, м³) находим в таблице «Данные для расчета воздуховодов» ближайшее значение расхода при соответствующей скорости и выписываем значения эквивалентного диаметра (dэ), удельные потери давления (R, Па/м), динамическое давление (Рдин, Па).

Рекомендуемая скорость воздуха в механических вентиляциях на магистральных участках не более 8 м/с, а на ответвлениях 5 м/с. Для исключения возникновения шума в системах вентиляции гражданских зданий фактическая скорость на магистральном участке не более 4-5 м/с, на ответвлениях - 3 м/с.

Скорость воздуха в живом сечении жалюзийных решеток не более 2 м/с.

В гравитационных системах скорость воздуха не должна превышать 1 м/с. При этом для многоэтажных зданий с коллекторными схемами вентиляции скорость воздуха для верхнего этажа не более 0,6 м/с. Для каждого нижележащего этажа скорость увеличивается на 0,1 м/с, но не более 1 м/с.

В аэродинамическом расчете эквивалентный диаметр принимается по сопротивлению.

dэ=2ab/(a+b)

a; b - стороны поперечного сечения прямоугольного воздуховода.

. Находим потери давления по длине R·ℓmn, (Па).

Прямоугольные воздуховоды отличаются от воздуховодов круглого сечения тем, что их периметр больше. В гражданских зданиях применяются воздуховоды прямоугольного сечения, что позволяет добиться хороших эстетических качеств в интерьере помещения.

При этом вводится коэффициент m, учитывающий то, что поверхность трения прямоугольного воздуховода больше, чем поверхность круглого сечения. Этот коэффициент берется из справочника по сторонам воздуховода.

Отличия шероховатости каналов учитывает коэффициент n. Этот коэффициент так же берется по справочнику.

. Находим сумму местных сопротивлений Σξ. К ним относятся отводы, тройники, внезапное расширение / сужение, технологическое вентиляционное оборудование.

. Находим потери давления на местные сопротивления Z= Σξ·Pg, (Па).

. Находим потери давления на участке ΔРуч=Z+ R·ℓmn, (Па).

. Находим потери по сумме участков ΔР.

В процессе аэродинамического расчета диаметры воздуховодов и скорости течения газа принимаются такими, чтоб суммарные потери давления не превышали располагаемого. Поэтому располагаемое давление должно быть минимум на 10% больше потерь давления воздуховодов Рр=0,9ΔР. Для систем механической вентиляции Рр равно полному давлению, создаваемому вентилятором.

Если потери давления на каком-либо участке больше 10% потерь давления, чем на смежных участках, то необходимо произвести увязку потерь давления путем изменения сечения каналов с меньшими потерями давления, либо установить диафрагмы, дроссельных шайб, дроссельных клапанов. Они устанавливается на участке с меньшими потерями давления. При этом разность потерь давления расходуется на преодоление их сопротивления.

Подбор оборудования