Аэродинамический расчет гравитационных (естественных) систем вентиляции

 

Основной отличительной особенностью аэродинамического расчета гравитационных систем является ограничение их сопротивления располагаемым давлением на соответствующем уровне.

Аэродинамический расчет начинается с определения располагаемого давления верхнего уровня. Оно определяется по выражению:

Р_р = Н (γ_н – γ_в), (187)

где Н – высота от среза вытяжной шахты до центра отверстия соответствующего уровня, м;

γ_н – удельный вес, Н/м³, определяемый по зависимости:

. (188)

Гравитационные системы рассчитываются по средней температуре за годовой период t_н = +5°С

Внутренняя температура принимается по средней температуре помещения соответствующего уровня.

Рис. 56

 

 

Порядок расчета

 

1. На аксонометрической схеме системы проставляются расходы и длины всех участков, начиная с верхнего уровня.

2. Производят нумерацию участков последовательно по каждому уровню, начиная с магистрального направления самого верхнего уровня.

3. Определяется располагаемое давление самого верхнего уровня по формуле (187), с высотой третьего уровня Н₃:

Р_р3 = Н₃ (γ_н – γ_в).

4. По аналогии с аэродинамическим расчетом механических систем вентиляции производят расчет сечений и потерь давлений каждого участка магистрального направления верхнего уровня (т.к. он имеет самое маленькое располагаемое давление), но при соответствующей допустимой скорости на участках гравитационной системы; расчет выполняется для самого невыгодного с аэродинамической точки зрения участка (Р_{р min}) магистрального направления верхнего уровня учитывая при этом что потери давления на магистральном направлении ограничены располагаемым давлением данного уровня.

5. Для круглых воздуховодов по значению расходов на участках и принятому диаметру определяются расчетные скорости на участках υ_р, удельные потери давления на трение R, динамическое давление Р_дин и при необходимости коэффициент относительной шероховатости β_ш. Для прямоугольных воздуховодов по значению расчетной скорости и эквивалентному диаметру стандартного сечения находят R, Р_дин, β_ш.

6. По определенным значениям коэффициентов местных сопротивлений на участке и динамическому давлению находят по формуле 172 потери давления в местных сопротивлениях, обозначив :

Z = ∑ξ · Р_дин.

7. По значению потерь давления на трение и в местных сопротивлениях определяют потери давления на участке 1-5 рис.56:

.

8. Потери давления на участке 1-5 должны находятся в пределах 5%-10% от располагаемого давления:

. (189)

Если данное неравенство не выполняется, то варьируют живым сечением регулируемой решетки (дроссель-клапан не ставят).

9. Нумеруют участки ответвлений верхнего уровня, начиная с самого нагруженного и удаленного ответвления, и для данного ответвления расчет повторяют с пункта 4 по пункт 8:

,

.

Участок 4-5 был определен в предыдущем расчете (см.п.7) и значения его характеристик принимаются из предыдущего расчета без изменений.

Рассчитав все ответвления верхнего уровня, переходят на следующий нижерасположенный уровень и расчет повторяют по пунктам 2-8 (рис.56):

Р_р2 = Н₂ (γ_н – γ_в);

;

.

Все участки, рассчитанные ранее, принимаются с теми же характеристиками без изменений, т.е. при расчете направления 9-7-8-4-5 варьировать можно только участком 9-7 (рис. 56).

Затем рассчитываются ответвления второго уровня, т.е. направление 10-3-4-5:

;

.

Далее аналогичным образом рассчитывается нижерасположенный уровень (1-ый этаж), начиная с магистрального направления этого уровня:

Р_р1 = Н₁ (γ_н – γ_в);

;

.

Потери давления на участке 1-2 не равны потерям давления на участке 11-2 из-за разницы в Н.

При расчетах магистральных направлений механических и гравитационных систем вентиляции значения сечений ответвлений неизвестны, поэтому значения ответвлений принимаются с последующим уточнением.