Определение естественного давления и расчет воздуховодов

Системы вентиляции общего назначения служат для подачи и удаления незапыленного воздуха с температурой до 80⁰С.

Общие потери давления, кгс/м², в сети воздуховодов для стандартного воздуха (t_в= 20⁰С и g = 1,2 кг/м³) определяется по формуле:

р = å (RI^.b+Z), (6.1)

где R – потери давления на трение на расчетном участке сети, кгс/м² на 1 метр;

I – длина участка воздуховода (каналов), м;

Z – потери давления на местные сопротивления на расчетном участке, кгс/м².

Потери давления на трение кгс/м² на 1 метр в круглых воздуховодах определяют по формуле:

, (6.2)

где g - коэффициент сопротивления трения;

d – диаметр воздуховода, м;

v – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с;

g - объемная масса воздуха, перемещаемого по воздуховоду, кг/м³;

v²g/2g - скоростное (динамическое) давление, кгс/м².

Коэффициент сопротивления принят по формуле Альтшуля:

, (6.3)

где d – диаметр воздуховода (в данном случае – эквивалентный, d_экв, таблица 6.1), мм;

К_э – абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода, мм;

Re – число Рейнольдса.

, (6.4)

где u - кинематическая вязкость (таблица 6.1).

 

Таблица 6.1 – Физические свойства сухого воздуха (В=760 мм рт.ст.)

t, ^0С	r, кг/м^3	u^.10^-6, м^2/с
-10	1,342	12,43
	1,293	13,28
	1,247	14,16
	1,205	15,06
	1,165	16,00
	1,128	16,96

 

Абсолютная эквивалентная шероховатость материалов, применяемых для изготовления воздуховодов, К_э, мм:

- листовая сталь……………………………………………0,1

- асбестоцементные трубы………………………………..0,11

- гипсошлаковые…..……………………………………….1,0

- шлакобетонные плиты……………………………………1,5

- кирпич……………………………………………………..4,0

- штукатурка на сетке………………………………………10,0.

 

Цель аэродинамического расчета состоит в определении сечений каналов и размеров жалюзийных решеток, чтобы обеспечить требуемые расходы удаляемого воздуха.

В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление Dr_е, Па, определяют по формуле:

Dr_е = h_i g (r_н - r_в) (6.5)

где h_i – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

r_н, r_в – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³. Для жилых зданий r_н=1,27 кг/м³, r_в=1,205 кг/м³.

Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий определяется для температуры наружного воздуха +5⁰С. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и наиболее продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда створки оконных рам.

Из вышесказанного можно сделать следующие практические выводы:

1. верхние этажи здания, по сравнению с нижними, находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше;

2. естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года;

3. охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими последствиями.

Кроме того, естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов, тогда как для преодоления сопротивлений в коротких ветвях воздуховодов, безусловно, требуется меньше давления, чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их – от оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия – допускается не более 8 м.

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено равенство:

å (RI^.b+Z) a = Dr_е, (6.6)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м;

I – длина воздуховодов (каналов), м;

RI – потери давления на трение расчетной ветви, Па;

Z – потери давления на местные сопротивления, Па;

Dr_е – располагаемое давление, Па;

a - коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,15;

b - поправочный коэффициент на шероховатость поверхности воздуховодов, таблица 6.2.

 

Таблица 6.2 - Поправочный коэффициент b к потерям давления на трение, учитывающий шероховатость материала воздуховодов

V, м/с	b при Кэ, мм
1,0	1,5	4,0
0,2 0,4 1,0 2,0	1,04 1,08 1,16 1,25	1,06 1,11 1,23 1,35	1,15 1,25 1,46 1,65	1,33 1,48 1,77 2,04

 

 

Продолжение таблицы 6.2

3,0 4,0 5,0 6,0	1,32 1,37 1,41 1,45	1,43 1,50 1,54 1,58	1,75 1,85 1,96 2,00	2,20 2,32 2,40 2,50