|
Аэродинамический расчет систем
вентиляции выполняют после расчета воздухообмена, а также решения трассировки
воздуховодов и каналов. Для проведения аэродинамического расчета вычерчивают
аксонометрическую схему системы вентиляции, на которой выделяют фасонные
части воздуховодов. По аксонометрической схеме и планам строительной части
проекта определяют протяженность отдельных ветвей системы.
Различают прямую и обратную задачи аэродинамического расчета
вентиляционных систем. Цель аэродинамического расчета зависит от типа
задачи: для прямой — это определение размеров сечений всех участков системы
при заданном расходе воздуха через них; для обратной — это определение
расходов воздуха при заданных размерах сечений всех участков.
При аэродинамическом расчете вентиляционных систем схему
разбивают на отдельные расчетные участки. Расчетный участок характеризуется
постоянным расходом воздуха. Границами между отдельными участками схемы
служат тройники. Потери давления на участке зависят от скорости движения
воздуха и складываются из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях.
Так же, как при гидравлическом расчете системы отопления,
в системе вентиляции намечается основное расчетное йаправление — магистраль,
представляющая собой цепочку последовательно расположенных участков от начала
системы до наиболее удаленного ответвления. При наличии двух или более таких
цепочек, одинаковых по протяженности, за магистральное направление
принимается наиболее нагруженная (имеющая больший расход).
Потери давления в системе равны потерям давления по
магистрали, слагающимся из потерь давления на всех последовательно
расположенных участках, составляющих магистраль, и потерь давления в
вентиляционном оборудовании (калориферы, фильтры и пр.).
Существует много различных способов расчета вентиляционных
систем. Некоторые из них получили широкое распространение в проектной
практике.
Мы рассмотрим лишь классические инженерные способы решения
прямой и обратной задач аэродинамического расчета.
Аэродинамический расчет систем вентиляции с механическим
побуждением движения воздуха несколько упрощен по сравнению ^гидравлическим
расчетом систем отопления, так как в данном случае размеры поперечного
сечения отдельных участков принимаются по допустимым (рекомендуемым) скоростям
движения воздуха. Аэродинамический расчет вентиляционной системы, состоящий
из двух этапов: расчета участков основного направления — магистрали и увязки
всех остальных участков системк, проводится в такой последовательности.
1. Определение нагрузки отдельных расчетных
участков. Систему разбивают на отдельные участки и определяют расход воздуха
на каждом из них. Расходы определяют суммированием расходов на отдельных
ответвлениях, начиная с периферийных участков. Значения расхода и длины
каждого участка наносят на аксонометрическую схему.
2. Выбор основного (магистрального) направления.
Выявляют наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных расчетных
участков. Фиксируют оборудование и устройства, в которых происходят потери
давления: жалюзийные решетки, калориферы, фильтры и пр.
3. Нумерация участков магистрали. Участки
основного направления нумеруют, начиная с участка с меньшим расходом. Расход
и длину каждого участка основного направления заносят в таблицу
аэродинамического расчета.
4. Определение размеров сечения расчетных участков
магистрали. Площадь поперечного сечения расчетного участка, м2, определяют по
формуле
Рекомендуемые скорости определены из экономических
соображений. Оптимальная скорость соответствует минимуму приведенных затрат —
сумме капитальных затрат (стоимость воздуховодов, вентилятора, двигателя и
пр.) и эксплуатационных расходов (электроэнергия) за период окупаемости.
Кроме экономических соображений при определении рекомендуемых скоростей
учтены технические требования. Например, из условий снижения шума скорость в
воздуховодах в промышленных зданиях не рекомендуется более 10 м/с, в
общественных зданиях 8 м/с. В системах с естественным побуждением движения
воздуха рекомендуемые скорости ниже, так как в этих системах располагаемое
давление ограничено. Воздуховоды сильно загромождают помещение, поэтому в
отдельных частях системы принимают максимально допустимые скорости движения
воздуха. Рекомендуется меньшую скорость принимать на концевых участках
системы, постепенно увеличивая ее для других участков магистрали. На участке
с большим расходом принимается большая скорость.
Аэродинамический расчет вытяжных систем вентиляции с
естественным побуждением движения воздуха отличается малыми значениями
рекомендуемых скоростей и заданным располагаемым давлением. В этом случае
основное расчетное направление должно проходить через наиболее удаленную
ветвь системы, имеющую наименьшее располагаемое давление
Способ эквивалентных отверстий (или сопел), разработанный
в конце прошлого столетия, заключается в условной замене участков системы
эквивалентными по потере давления отверстиями. Вычислив площади эквивалентных
отверстий каждого участка и применяя правило сложения площадей параллельно
расположенных отверстий и правило экви- валентирования (замены одним)
отверстий, расположенных последовательно, можно вычислить площадь отверстия,
эквивалентного всей системе. Определив расход воздуха через это отверстие по
заданному перепаду давлений, можно вычислить расходы во всех ответвлениях
системы.
Профессор П. Н. Каменев для решения обратной задачи
предложил способ перемещения единицы объема. Этим способом удобно
пользоваться, когда задан общий расход воздуха и требуется определить его
распределение по отдельным ветвям. Так же, как и предыдущий, этот способ
описан в работе [20] и др.
|