Коли відомі параметри повітроводів (їх довжина, перетин, коефіцієнт тертя повітря об поверхню), можна розрахувати втрати тиску в системі при проектованому витраті повітря.
Загальні втрати тиску (в кг / кв.м.) Розраховуються за формулою:
де R - втрати тиску на тертя в розрахунку на 1 погонний метр повітроводу, l - довжина воздуховода в метрах, z - втрати тиску на місцеві опори (при змінному перерізі).
1. Втрати на тертя:
У круглому повітроводі втрати тиску на тертя P тр вважаються так:
Pтр = (x * l / d) * (v * v * y) / 2g,
де x - коефіцієнт опору тертя, l - довжина воздуховода в метрах, d - діаметр воздуховода в метрах, v - швидкість течії повітря в м / с, y - щільність повітря в кг / куб.м. g - прискорення вільного падіння (9,8 м / с2).
- Зауваження: Якщо повітропровід має не кругле, а прямокутний перетин, в формулу треба підставляти еквівалентний діаметр, який для воздуховода зі сторонами А і В дорівнює: dекв = 2АВ / (А + В)
2. Втрати на місцеві опори:
Втрати тиску на місцеві опори вважаються за формулою:
де Q - сума коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці воздуховода, для якого виробляють розрахунок, v - швидкість течії повітря в м / с, y - щільність повітря в кг / куб.м. g - прискорення вільного падіння (9,8 м / с2). Значення Q містяться в табличному вигляді.
Метод допустимих швидкостей
При розрахунку мережі повітроводів за методом допустимих швидкостей за вихідні дані беруть оптимальну швидкість повітря (див. Таблицю). Потім вважають потрібне перетин воздуховода і втрати тиску в ньому.
Порядок дій при аеродинамічному розрахунку повітроводів по методу допустимих швидкостей:
- Накреслити схему повітророзподільної системи. Для кожної ділянки воздуховода вказати довжину і кількість повітря, що проходить за 1 годину.
- Розрахунок починаємо з найдальших від вентилятора і самих навантажених ділянок.
- Знаючи оптимальну швидкість повітря для даного приміщення і обсяг повітря, що проходить через повітропровід за 1 годину, визначимо відповідний діаметр (або перетин) воздуховода.
- Обчислюємо втрати тиску на тертя P тр.
- За табличними даними визначаємо суму місцевих опорів Q і розраховуємо втрати тиску на місцеві опори z.
- Наявні тиск для наступних розгалужень повітророзподільної мережі визначається як сума втрат тиску на ділянках, розташованих до даного розгалуження.
У процесі розрахунку потрібно послідовно пов'язати всі гілки мережі, прирівнявши опір кожної гілки до опору самої навантаженої гілки. Це роблять за допомогою діафрагм. Їх встановлюють на слабо навантажені ділянки повітропроводів, підвищуючи опір.
Таблиця максимальної швидкості повітря в залежності від вимог до воздуховоду
Примітка: швидкість повітряного потоку в таблиці дана в метрах в секунду
Метод постійної втрати напору
Даний метод передбачає постійну втрату напору на 1 погонний метр повітроводу. На основі цього визначаються розміри мережі повітропроводів. Метод постійної втрати напору досить простий і застосовується на стадії техніко-економічного обґрунтування систем вентиляції:
- Залежно від призначення приміщення по таблиці допустимих швидкостей повітря вибирають швидкість на магістральній ділянці воздуховода.
- За певної в п.1 швидкості і на підставі проектної витрати повітря знаходять початкову втрату напору (на 1 м довжини воздуховода). Для цього служить наведена нижче діаграма.
- Визначають саму навантажену гілка, і її довжину приймають за еквівалентну довжину повітророзподільної системи. Найчастіше це відстань до найдальшого дифузора.
- Множать еквівалентну довжину системи на втрату напору з п.2. До отриманого значення додають втрату напору на диффузорах.
Тепер за наведеною нижче діаграмі визначають діаметр початкового воздуховода, що йде від вентилятора, а потім діаметри інших ділянок мережі за відповідними витратами повітря. При цьому беруть постійної початкову втрату напору.
Діаграма визначення втрат напору і діаметра повітроводів
Використання прямокутних повітропроводів
У діаграмі втрат напору вказані діаметри круглих повітропроводів. Якщо замість них використовуються повітроводи прямокутного перетину, то необхідно знайти їх еквівалентні діаметри за допомогою наведеної нижче таблиці.
- Якщо дозволяє простір, краще вибирати круглі або квадратні повітроводи;
- Якщо місця недостатньо (наприклад, при реконструкції), вибирають прямокутні повітроводи. Як правило, ширина воздуховода в 2 рази більше висоти).
У таблиці по горизонтальній вказана висота воздуховода в мм, по вертикальній - його ширина, а в осередках таблиці містяться еквівалентні діаметри повітроводів в мм.
Таблиця еквівалентних діаметрів повітропроводів