Лекция № 19 Воздуховоды равномерного всасывания

План

19.1. Общие сведения

19.2. Расчет прямоугольного воздуховода постоянного поперечного сечения с продольной щелью постоянной ширины

19.3. Воздуховод прямоугольного постоянного поперечного сечения с продольной щелью переменной высоты

19.4.Прямоугольный воздуховод постоянного поперечного сечения с отсасывающими отверстиями переменной площади

 

19.1. Общие сведения

Равномерную раздачу и всасывание воздуха можно получить при условии постоянства статического давления по длине воздуховода. Для поддержания постоянного статического давления скорость движения воздуха по длине воздуховода (динамическое давление) должна уменьшаться.

При расчете воздуховодов равномерной раздачи принимают следующие допущения: коэффициенты местного сопротивления выхода для отверстий и щелей постоянны по длине воздуховода, сопротивление движению воздуха по воздуховоду создается трением (местное сопротивление при делении потока не учитывается), полные давления постоянны по сечению воздуховода.

В приточных воздуховодах с боковыми отверстиями (щелью) скорость воздуха внутри воздуховода по направлению движения уменьшается, так как часть воздуха вытекает. Таким образом, динамическое давление уменьшается на некоторую величину, которая по закону сохранения энергии будет переходить в статическое давление. Благодаря этому статическое давление внутри воздуховода должно увеличиваться по направлению потока, однако оно в том же направлении будет расходоваться на преодоление трения и местных сопротивлений. Очевидно, что, если прирост статического давления будет больше потерь на трение и м.с., то статическое давление в итоге возрастет, а если прирост Р_ст будет меньше потерь, то статическое давление уменьшится. Если же прирост статического давления будет равен потерям давления, то статическое давление внутри воздуховода будет постоянным.

Таким образом, характер изменения статического давления целиком зависит от соотношения потерь давления и прироста статического давления.

В вытяжных воздуховодах по направлению потока средняя скорость (динамическое давление) будет увеличиваться, а разрежение - расти. Для сохранения постоянства разрежения по длине необходимо уменьшить динамическое давление пропорционально потерям давления.

Таким образом, постоянство статического давления по длине как всасывающих, так и нагнетающих воздуховодов может быть обеспечено за счет изменения величины динамического напора.

В нагнетающих воздуховодах при постоянстве поперечного сечения уменьшается площадь щели (отверстий) по ходу воздуха или при постоянстве ширины щели уменьшается поперечное сечение воздуховода.

Во всасывающих воздуховодах при постоянстве поперечного сечения уменьшается площадь щели (отверстий) по ходу воздуха или при постоянстве ширины щели увеличивается поперечное сечение воздуховода.

Скорость истечения (всасывания) из отверстия определяется величиной статического давления в плоскости отверстия, которое перейдет в динамическое на выходе из отверстия, т.е.

 

,                (19.1)

где m - коэффициент расхода, учитывающий сужение потока при выходе из отверстия (z = 1/м²).

Тогда

 

.                                     (19.2)

19.2. Расчет прямоугольного воздуховода постоянного поперечного сечения

с продольной щелью постоянной ширины

Расчет прямоугольного воздуховода постоянного поперечного сечения с продольной щелью постоянной ширины (рис. VII.10) выполняется в последовательности, аналогичной для воздуховода равномерной раздачи постоянного поперечного сечения, с заменой термина «давление» на «разрежение» и введением поправочного коэффициента k = 2,34 на значение Р, учитывающего дополнительное сопротивление при всасывании воздуха через боковую щель.

Расчет можно выполнить и другим способом. Как упоминалось раньше, относительно равномерное всасывание обеспечивается отношением площади продольной щели f _щ к площади поперечного сечения воздуховода F f _щ/F = 0,25...0,3. Для получения столь малого по значению отношения необходимо создавать большие скорости прохода воздуха через всасывающую щель  и малые в воздуховоде .

Воздуховод применяется при допустимой неравномерности всасывания (по расходу и скорости), ограниченной заданными пределами; в помещениях, где предъявляются специальные требования к архитектурному оформлению.

Последовательность расчета следующая. Задаются скоростью воздуха в конце воздуховода (в месте подключения к отсасывающему воздуховоду)   и находят площадь поперечного сечения F = L _уд/ , м². Вычисляют скорость

           

Рис. VII.10. Прямоугольный воздуховод постоянного поперечного сечения.

 

всасывания воздуха через щель и динамическое давление (разрежение):

 

 = L _уд / f _щ = L _уд /0.25 F; P_д.щ. = ρ /2.

 

Определяют ширину щели δ_щ = f _щ/ l. Находят разрежение в конце воздуховода Р = 2,34 P _д.щ.

19.3. Воздуховод прямоугольного постоянного поперечного сечения

с продольной щелью переменной высоты

Воздуховод прямоугольного постоянного поперечного сечения с продольной щелью переменной высоты применяют при допустимой неравномерности всасывания (по расходу и скорости); в помещениях в связи с архитектурными требованиями.

Расчет прямоугольного воздуховода постоянного поперечного сечения с продольной щелью переменной высоты (рис. VII.11.) выполняется в такой последовательности. Задаются скоростью в конце воздуховода , затем находят площадь его поперечного сечения F = L _уд/ , м², размер а х b = F и эквивалентный диаметр d _э = 2 ab/(a + b). Делят воздуховод на п равных частей и в каждом сечении определяют перепад скорости ∆ , расход ∆ L _уд, расход в щели ∆ L _щ и динамическое давление (разрежение или вакуум) ∆ P_д. Определяют ширину щели

Рис. VII.11. Воздуховод постоянного поперечного сечения с продольной щелью переменной высоты.

где μ – коэффициент расхода, μ = 1 (по данным В. И. Талиева); – сумма средних потерь давления на всех участках между первым и п счениями.

Подсчитывают разрежение в конце воздуховода

 

.

Поскольку второе слагаемое ничтожно в сравнении с первым, в прак­тических расчетах им можно пренебречь.

 

19.4. Прямоугольный воздуховод постоянного поперечного сечения

с отсасывающими отверстиями переменной площади

 

Прямоугольный воздуховод постоянного поперечного сечения с отсасывающими отверстиями переменной площади применяются в зданиях для удаления воздуха из верхней зоны общеобменной вентиляцией.

Расчет воздуховода постоянного поперечного сечения с отсасывающими отверстиями переменной площади (рис. VII.12) осуществляется в такой последовательности.

Задаются конечной скоростью в воздуховоде по ходу движения воздуха и определяют его площадь F = L _уд/ , размеры F = а х b, эквивалентный диаметр d _э = 2а b/(а + b). Делят воздуховод на участки и на каждом из них находят расход воздуха L _i, скорость , динамическое давление P _{д i} и удельную потерю на трение R _i.

Рис. VII.12. Воздуховод с отсасывающими отверстиями переменной площади.

 

Задаются процентным отношением площади живого сечения всасывающего отверстия f _ж.с к площади поперечного сечения воздуховода F, т. е. β = f _ж.с: F, и находят f _ж.с = β ∙ F. По известному значению f _ж.с определяют площадь всасывающего отверстия f _в.о = f _ж.с: η, где η – доля живого сечения в общей площади всасывающего отверстия. Затем вычисляют размеры f _в.о как c = f _в.о: b', где b' – принятая высота отверстия, с – искомая ширина. Проверяют правильность предварительно принятого значения β и найденной площади f _ж.с, для чего устанавливают вакуум (разрежение) в рассматриваемом сечении и получают , где  – сумма КМС всасывающего отверстия (принимается по справочной литературе).