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.)

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

Продолжение таблицы 6.2