Вестник Учебно-консультационного центра «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА» Жуиранл «Мир Климата»
12-я международная выставка «МИР КЛИМАТА - 2016»

Методика аэродинамического расчета воздуховодов

Этим материалом редакция журнала „Мир Климата“ продолжает публикацию глав из книги „Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для произ-
водственных и общественных зданий“. Автор Краснов Ю.С.

Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1: 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м3/ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета — от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора. При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.

Расчет начинают с удаленного участка: определяют диаметр D (м) круглого или площадь F (м2) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:

Рекомендуемую скорость принимают следующей:

  в начале системы вблизи вентилятора
Административные здания 45 м/с 812 м/с
Производственные здания 56 м/с 10/16 м/с

Скорость растет по мере приближения к вентилятору.

По приложению Н из [30] принимают ближайшие стандартные значения: DCT или (а х b)ст (м).

Аксонометрическая схема воздуховода
Рис. 1. Аксонометрическая схема воздуховода

Фактическая скорость (м/с):

  или  

Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

Критерий Рейнольдса:

Re=64100×Dст× υфакт

(для прямоугольных воздуховодов Dст=DL).

Коэффициент гидравлического трения:

λ=0,3164 × Re-0,25 при Re≤60000,

λ=0,1266 × Re-0,167 при Re <60000.

Потери давления на расчетном участке (Па):

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.

Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом.

Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.

Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание

Пример расчета

Исходные данные:

№ участков подача L, м3 длина L, м υрек, м/с сечение
а × b, м
υф, м/с Dl Re λ Kmc потери на участке Δр, па
решетка рр на выходе 0,2 × 0,4 3,1 1,8 10,4
1 720 4,2 4 0,2 × 0,25 4,0 0,222 56900 0,0205 0,48 8,4
2 1030 3,0 5 0,25× 0,25 4,6 0,25 73700 0,0195 0,4 8,1
3 2130 2,7 6 0,4 × 0,25 5,92 0,308 116900 0,0180 0,48 13,4
4 3480 14,8 7 0,4 × 0,4 6,04 0,40 154900 0,0172 1,44 45,5
5 6830 1,2 8 0,5 × 0,5 7,6 0,50 234000 0,0159 0,2 8,3
6 10420 6,4 10 0,6 × 0,5 9,65 0,545 337000 0,0151 0,64 45,7
10420 0,8 ю. Ø0,64 8,99 0,64 369000 0,0149 0 0,9
7 10420 3,2 5 0,53 × 1,06 5,15 0,707 234000 0,0312 ×n 2,5 44,2
Суммарные потери: 185
Таблица 1. Аэродинамический расчет
Примечание. Для кирпичных каналов с абсолютной шероховатостью 4 мм и υф = 6,15 м/с, поправочный коэффициент n = 1,94 (32, табл. 22.12.)

Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из [30]. Материал воздухозаборной шахты — кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.

Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.

Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 [32].

Коэффициенты местных сопротивлений

Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200×400 мм (рассчитывают отдельно):

Динамическое давление:

KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8.

Падение давления в решетке:

Δр — рД × KMC = 5,8 × 1,8 = 10,4 Па.

Расчетное давление вентилятора р:

Δрвент = 1,1 (Δраэрод + Δрклап + Δрфильтр + Δркал + Δрглуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па.

Подача вентилятора:

Lвент= 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м3/ч.

Выбран радиальный вентилятор ВЦ4-75 № 6,3, исполнение 1:

L = 11500 м3/ч; Δрвен = 640 Па (вентагрегат Е6.3.090- 2а), диаметр ротора 0,9 х Dпом., частота вращения 1435 мин-1, электродвигатель 4А10054; N = 3 кВт установлен на одной оси с вентилятором. Масса агрегата 176 кг.

Проверка мощности электродвигателя вентилятора (кВт):

По аэродинамической характеристике вентилятора nвент = 0,75.

№ участков Вид местного сопротивления Эскиз Угол α, град. Отношение Обоснование КМС
F0/F1 L0/Lст fпрох/fств
1 Диффузор 20 0,62 Табл. 25.1 0,09
  Отвод 90 Табл. 25.11 0,19
  Тройник-проход 0,3 0,8 Прил. 25.8 0,2
  ∑ = 0,48
2 Тройник-проход 0,48 0,63 Прил. 25.8 0,4
3 Тройник-ответвление 0,63 0,61 Прил. 25.9 0,48
4 2 отвода 250 × 400 90 Прил. 25.11  
  Отвод 400 × 250 90 Прил. 25.11 0,22
  Тройник-проход 0,49 0,64 Табл. 25.8 0,4
  ∑ = 1,44
5 Тройник-проход 0,34 0,83 Прил. 25.8 0,2
6 Диффузор после вентилятора h=0,6 1,53 Прил. 25.13 0,14
  Отвод 600 × 500 90 Прил. 25.11 0,5
  ∑= 0,64
Конфузор перед вентилятором   Dг=0,42 м     Табл. 25.12 0
7 Колено   90 Табл. 25.1 1,2
  Решетка жалюзийная           Табл. 25.1 1,3
  ∑ = 1,44
Таблица 2. Определение местных сопротивлений

Краснов Ю.С.,

„Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий“, глава 15. „Термокул“



Вестник Учебно-консультационного центра «УНИВЕРСИТЕТ КЛИМАТА» Жуиранл «Мир Климата»
12-я международная выставка «МИР КЛИМАТА - 2016»