Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 204
Скачиваний: 0
w — скорость |
воздуха, |
м/сек; |
|
|
|
|
|
||||
р_—плотность |
воздуха, |
кг/и/.3 ; |
|
|
|
|
|
||||
g— |
ускорение |
силы |
|
тяжести, |
м/сек2; |
|
|
|
|||
I — длина участка |
|
вентиляционной |
сети, |
м; |
|
|
|||||
Е £ — с у м м а коэффициентов |
местного сопротивления на |
рас |
|||||||||
|
сматриваемом участке воздуховода (величина безраз |
||||||||||
|
мерная) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я д — динамическое |
сопротивление |
воздушного потока, |
мм |
||||||||
вод. ст., |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
_ |
W'ÏÇ _ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д — 2g ' |
|
|
|
|
||
R — удельная |
потеря |
давления |
на трение, |
мм вод. |
ст./м, |
* |
|||||
|
|
|
|
р |
\ |
w2p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
~~d"2g~- |
|
|
|
|
||
Коэффициент сопротивления % зависит от режима |
движения, |
||||||||||
который |
характеризуют |
|
числом Рейпольдса Re, и от |
характера |
|||||||
внутренних поверхностей |
трубопроводов |
(гладкие или |
шерохова |
||||||||
тые) . Р а з л и ч а ю т гидравлически гладкие и гидравлически шерохо ватые каналы . Если толщина ламинарного пограничного слоя или подслоя больше высоты выступов шероховатости, то такие к а н а л ы обтекаются плавно, без срывов и называются они гидравлически
гладкими. Если толщина пограничного |
слоя |
или подслоя |
меньше |
|||||||||||
высоты |
выступов |
шероховатостей, |
происходят |
срывы, |
вызываю |
|||||||||
щие |
возмущения |
в потоке |
и увеличение |
коэффициента |
сопротив |
|||||||||
ления. Такие |
канал ы называются |
гидравлически |
шероховатыми. |
|||||||||||
Н и ж е приводятся |
наиболее достоверные |
формулы для |
определе |
|||||||||||
ния |
величины |
К. |
|
|
|
|
|
|
|
коэффициент К |
||||
Д л я |
области |
гидравлически |
гладких |
каналов |
||||||||||
равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
W |
! |
|
|
|
|
|
<12.2) |
|
д л я области гидравлически |
шероховатых труб |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Ь = -, |
! |
|
77* |
|
|
|
|
о 2 - 3 ) |
|
|
|
|
|
|
( |
1.14 + |
2 1 * 4 ) " |
|
|
|
|
|
|
|
д л я переходной области между гидравлически гладкими |
и |
шеро |
||||||||||||
ховатыми |
трубами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
здесь |
R e = - ^ - |
(где v — кинематическая вязкость |
воздуха, |
|
м2/сек); |
|||||||||
k — средняя |
высота выступов шероховатости |
на |
стенах |
канала, |
||||||||||
в ы р а ж е н н а я в той ж е размерности, что и ее |
диаметр . |
|
||||||||||||
274
О б л а с ть гидравлически гладких труб имеет место при усло
вии
R e < l l - J - .
а область шероховатых труб в том месте, для которого соблю дается условие
|
|
|
|
|
|
|
Re ~> 445 ~ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Величина выступов шероховатости внутренних стенок |
труб со |
||||||||||||||||
ставляет для |
проолифенной |
стали |
/?= (2 — 4)\0~5 |
м, |
дл я непро- |
|||||||||||||
олифенной с т а л и / е = (5 |
т - 8 ) 1 0 ~ 5 |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Д л я облегчения |
расчета |
воздуховодов на практике |
|
пользуются |
||||||||||||||
специальными |
|
таблицами |
н номограммами, |
составленными по |
||||||||||||||
приведенным |
выше формулам . На рис. 12.1 приведена |
|
номограм |
|||||||||||||||
ма |
для расчета |
круглых |
стальных |
воздуховодов |
при |
плотности |
||||||||||||
воздуха () = 1,2 кг/м3. |
Чтобы |
определить |
потери |
давления |
на |
тре |
||||||||||||
ние в воздуховодах прямоугольного сечения, пользуются |
той ж е |
|||||||||||||||||
номограммой, |
приравнивая |
прямоугольное |
сечение |
со |
сторонами |
|||||||||||||
ab |
к круглому |
с эквивалентным |
но трению диаметром: |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
а«' |
= ТТѴ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
С12.5) |
|
П л о щ а д ь круга |
с |
вычисленным |
по этой |
формуле |
эквивалент |
|||||||||||||
ным |
диаметром |
меньше |
площади |
|
заменяемого |
прямоугольного |
||||||||||||
сечения. Поэтому, если равны скорости, |
то в воздуховодах |
раз |
||||||||||||||||
личные расходы. Если |
расчет ведется не по скоростям, |
а |
по |
рас |
||||||||||||||
ходам, что бывает |
чаще, |
то эквивалентный |
диаметр |
сіэка |
вычисля |
|||||||||||||
ют |
по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
rf.» |
= |
1 . 2 7 J |
/ |
• |
|
|
|
|
|
|
(12.6) |
||||
Воздуховод |
|
с •'".чим |
|
эквивалентным |
диаметром |
при одинако |
||||||||||||
вых |
расходах |
воздуха |
|
будет иметь |
такую |
ж е потерю |
|
на |
трение, |
|||||||||
как |
и воздуховод |
прямоугольного |
сечения. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1S* |
275 |
|
Расчет |
воздуховодов с плотностью воздуха, отличающейся от |
|||
р = 1,2 кг/м3, |
ведется |
по номограмме на рис. 12.1, в величины под |
|||
считанных |
потерь вводятся поправки по табл . |
12.1. В воздухово |
|||
дах |
из шероховатых |
строительных материалов |
|
полученную потерю |
|
на |
трение |
у м н о ж а ю т |
на коэффициент, равный |
для шлакоалебаст - |
|
ровых, шлакогппсовых и бетонных каналов |
2,0, для кирпичных |
||||
каналов — 2,5, для каналов, изготовленных |
штукатуркой по сет |
||||
ке, |
— 3,0. |
|
|
|
|
7* , м/сек
гоітіз 15-. -is
S"--10
\foms-.-s точ -в
soso:7
70170 Цге
ШоЩ -s
0.15%•1..5
2000
\зоооЩ '-2
0,08X1,0
0,06.21----од
0,00- ^8
Ц03-. -0,7
0,02'-. -US 0,015-. -0,5
0,0l\0Jf
0002
Рис. 12.1. Номограмма для гидравлического расчета круглых стальных воздуховодов
276
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
12.1 |
|
Поправочные |
|
коэффициенты на |
температуру воздуха |
при подсчете |
потерь |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
в |
воздуховодах |
|
|
|
|
|
|
||
Температура |
|
Поправочным |
Температура |
|
Поправочный |
||||||||||
воздуха, |
град |
|
коэффициент |
воздуха, |
град |
|
коэффициент |
|
|||||||
—30 |
|
|
|
|
|
1,10 |
|
|
25 |
|
|
|
0,99 |
|
|
—25 |
|
|
|
|
1,09 |
|
|
30 |
|
|
|
0,98 |
|
||
—20 |
|
|
|
|
1,08 |
|
|
35 |
|
|
|
0,97 |
|
||
— 15 |
|
|
|
|
1,07 |
|
|
40 |
|
|
|
0,96 |
|
||
— 10 |
|
|
|
|
1,06 |
|
|
45 |
|
|
|
0,95 |
|
||
— 5 |
|
|
|
|
1,05 |
|
|
50 |
|
|
|
0,94 |
|
||
0 |
|
|
|
|
1,04 |
|
|
60 |
|
|
|
0,93 |
|
||
5 |
|
|
|
|
1,03 |
|
|
70 |
|
|
|
0,92 |
|
||
10 |
|
|
|
|
1,02 |
|
|
80 |
|
|
|
0,90 |
|
||
15 |
|
|
|
|
1.01 |
|
|
90 |
|
|
|
0,88 |
|
||
20 |
|
|
|
|
1,00 |
|
|
— |
|
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
12.2 |
|
|
Примерные |
скорости |
воздуха в воздуховодах, |
м/сек |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальные |
участки |
||
|
Воздуховоды |
|
|
|
Конечные |
|
|
у вентилятора |
|
||||||
|
|
|
|
участки |
|
нормальные предельные |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорости |
скорости |
|||
В жилых и общественных |
зданиях |
|
0,7— 2 |
|
|
6— 7 |
10—12 |
||||||||
В промышленных зданиях: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
приточные и вытяжные |
установки |
|
2— 4 |
|
|
6— 9 |
12—14 |
||||||||
общеобмениои вентиляции |
|
|
|
|
|||||||||||
Вытяжные |
установки |
при загрязнении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
воздуха |
пылью: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
легкой |
и |
сухой |
(табачная п |
дре |
|
8—10 |
|
|
14—16 |
16—18 |
|||||
весная) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
легкой |
минеральной, |
опилками, |
|
12—14 |
|
|
16—18 |
18—20 |
|||||||
стружкой |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
тяжелой |
|
минеральной |
(наждач |
|
14—16 |
|
|
16—18 |
18—20 |
||||||
ная |
и |
|
т. п.) |
|
|
|
|
|
|
||||||
спичечной |
соломкой, |
земляной, |
|
16—18 |
|
|
18 |
20 |
|
||||||
песчаной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
П р и м е ч а н и я . |
1. Скорость в сети должна нарастать |
постепенно |
и плавно. |
||||||||||||
2. Если транспортируют пыльный воздух, воздуховод должен иметь следую |
|||||||||||||||
щий минимальный диаметр: для мелкой |
пыли |
(при полировке |
дерева) |
— 80 мм; |
|||||||||||
для пыли средней крупности |
(опилки, мелкая |
стружка) |
— 100 мм; для крупной |
||||||||||||
пыли (крупная |
|
стружка, |
куски материала) |
— 130 |
мм. |
|
|
|
|
||||||
Скорость движения воздуха определяют, исходя из минималь ной стоимости эксплуатации сети и надежности работы воздухо водов без засорения их пылью. Рекомендуемые скорости в воз духоводах приведены в табл . 12.2.
Коэффициент местного сопротивления Ç в формуле (12.1) представляет собой отношение потерянного давления в фасонных
277
частях воздуховода к динамическому давлению |
в заранее |
выбран |
||||
ном сечении воздуховода. Значения коэффициента местного |
со |
|||||
противления |
определяются |
экспериментально |
для каждой |
части |
||
воздуховода. |
Установлено, |
что величина Ç для |
геометрически |
по |
||
добных фасонных частей не зависит от скорости движения |
возду |
|||||
ха, а следовательно, зависит лишь от формы |
фасонной |
части. |
|
|||
Если несколько фасонных частей в воздуховоде расположено
последовательно, общий коэффициент местного сопротивления |
их |
|
равен сумме коэффициентов местных сопротивлении |
каждой |
из |
них. Значения коэффициентов местных сопротивлений |
приводятся |
|
в справочниках [33, 34, 47]. |
|
|
В вентиляционных воздуховодах потеря давления па местные сопротивления составляет наибольшую часть общих потерь. По этому при расчете воздуховодов эти потери учитываются весьма тщательно .
|
|
§ 12.2. Методика расчета вентиляционной сети |
|
|||
Расчет |
вентиляционной установки можно |
вести двумя |
путями: |
|||
по заданному расчетному давлению определять сечения |
воздухо |
|||||
водов, |
по |
з а д а н н ы м |
сечениям |
воздуховода |
определять давление, |
|
которое |
д о л ж н о быть |
создано |
для обеспечения движения |
воздуха |
||
по воздуховодам в необходимом количестве. При естественной вен
тиляции расчет начинают |
с выявления располагаемого |
давления |
Н—И(рц |
— рв), мм вод.ст., |
(12.7 |
где h — расчетная высота; в случае естественной вентиляции без организованного притока Ii измеряется от середины вы тяжного отверстия до устья вытяжной шахты.
З а т е м по номограмме (или расчетным таблицам) назначают сечение (диаметр) воздуховодов; по принятому сечению воздухо водов и известному количеству воздуха по номограмме или таб лицам определяют скорость воздуха и гидравлические сопротив ления на преодоление сил трения и местные сопротивления. Уста навливают общие гидравлические потерн на расчетной части вен тиляционной сети Я ф , которые сравнивают с располагаемым дав лением Я . Если фактические потери больше располагаемого дав ления, нужно увеличить сечение отдельных участков вентиляцион ной сети, с тем чтобы Я ф < 7 / . Если Я ф намного меньше Я (боль ше 10%), нужно, наоборот, уменьшить сечения отдельных участ ков вентиляционной сети так, чтобы после пересчета сети Яф было меньше Я не более чем на 10%.
278
П о сле |
расчета |
первой расчетной ветви рассчитывают |
ответ |
|||||
вления |
сети. Последовательность расчета |
т а к а я же, |
как и для пер |
|||||
вой ветви. |
При этом для каждого ответвления величина |
Нф |
не |
|||||
д о л ж н а |
быть больше H — давления, располагаемого в ответ |
|||||||
влении; |
желательно, чтобы |
запас был |
примерно |
одинаковым |
с |
|||
запасом |
в |
первой |
расчетной |
ветви. |
|
|
|
|
В установках механической вентиляции расчет начинают не посредственно из назначения сечения воздуховодов. Д л я непро мышленных зданий чаще всего исходят из конструктивных и эсте тических соображений, принимая такие сечения воздуховодов, ко торые позволяют разместить воздуховоды в предоставленные для них габариты и увязать их расположение с внутренней отделкой помещений. При этом необходимо соблюдать допустимые пределы скоростей движения воздуха.
После выбора размеров воздуховодов определяют потерю дав ления в них при заданных расходах. Когда сечение воздуховодов можно принимать произвольно, руководствуются экономическими соображениями: при выбранных скоростях движения воздуха сече ния воздуховодов и потери д а в л е н и я д о л ж н ы быть наиболее эко номичными. Скорость движения воздуха в вентиляционной сети обычно переменна и возрастает по мере приближения к вентиля тору, т а к как в этом направлении увеличивается расход воздуха.
В промышленных зданиях, в которых по воздуховодам пере мещают незапыленный воздух, при выборе сечений воздуховодов следует руководствоваться экономическими соображениями .
При расчете воздуховодов сначала вычерчивают схему венти ляционной сети в аксонометрии, затем определяют сечения от
дельных участков, |
находят потерю давления по наиболее длинно |
|
му |
и сложному по |
наличию местных сопротивлений пути. Участ |
ки, |
составляющие |
этот путь, условно называют магистральными . |
После расчета магистральных участков определяют давления в
узлах, от |
которых отходят |
ответвления. |
Сопротивление любого |
|
ответвления при |
заданном |
расходе д о л ж н о |
быть равно давлению |
|
в узловой |
точке |
(возможна |
неувязка до 15%)- Если невозможно |
|
достичь равенства потерь давления в ответвлении и избыточного давления в узловой точке, потерю давления в ответвлении можно увеличить путем установки дроссельного клапана или регулиро вочной з а д в и ж к и . При установке последней желательно заранее определить степень закрытия з а д в и ж к и , соответствующую необ
ходимому |
дополнительному |
|
сопротивлению. |
|
||||
Н и ж е рассмотрен |
порядок |
расчета |
естественной |
вентиляции. |
||||
Расчет |
вентиляции |
без |
организованного |
притока. |
В жилых |
|||
домах широко применяется |
к а н а л ь н а я |
естественная |
вентиляция |
|||||
без |
организованного |
притока |
воздуха |
по |
схеме, показанной на |
|||
рис. |
12.2. |
|
|
|
|
|
|
|
279
