Определяне на хидравличния диаметър на канала

Във всички климатични системи на жилищни, обществени и промишлени сгради е необходимо да се преместват въздушни маси, които са претърпели определени операции по почистване и преработка, или отработеният въздух от помещенията. За тази цел се използват специални тръбопроводи, наречени въздуховоди.

Диаграма на устройството и принципа на работа на канала.

Диаметрите на тръбопроводите зависят от много фактори и се определят чрез изчисление и избор.

Общи данни за избор

Фактори, влияещи на диаметъра на тръбата:

Таблица за изчисляване на хидравличния диаметър на канала.

1. Диаметърът не може да се приеме като нищо, той е строго нормализиран. Ръководството на размерите е регистрирано в SNiP: "Отопление, вентилация и климатизация" (Приложение H).
2. Скоростта на движението на въздуха е основният фактор при избора на диаметър, зависимостта от пропускателната способност на тръбопровода. Съществуват редица препоръчителни скорости (виж Таблица 1) за канали за различни цели.
3. Другият фактор, влияещ върху размера на канала, също се свързва със скоростта на движение, това е консумацията на въздушна смес в куб за 1 час.
4. Материалът, от който е направена тръбата. Неравностите на повърхността му в метални продукти оказват допълнително съпротивление на въздушния поток, капацитетът на основната линия намалява. Съпротивлението на пластмасовите тръбопроводи е по-малко, тъй като стените му са гладки.
5. Трудните или ограничени условия на полагане често налагат намаляване на диаметъра на тръбата с увеличаване на скоростта на движение на въздуха. Това се случва в промишлени помещения, наситени с технологично оборудване и инженерни мрежи или в помещенията на граждански сгради с високи естетически изисквания за интериора.
6. Икономическата осъществимост няма да позволи да се вземат въздушни канали с повишен диаметър поради увеличаването на цената на продуктите и инсталацията.
7. Формата на участъка на самия тръбопровод може да бъде кръгла, правоъгълна и плоска овална. Влиянието върху диаметрите на каналите не се прави, тъй като хидравликата се изчислява за кръговия канал и тръбите от другата форма се вземат в еквивалентно напречно сечение.

Препоръчителните стойности на скоростта на въздуха в тръбопроводите в зависимост от предназначението им са представени в таблица 1.

Таблица 1

Поради факта, че съвременните технологии позволяват да се произвеждат въздушни канали с по-висока аеродинамичност, плътност и твърдост, горните граници на препоръчваните скорости се превишават или надвишават за изчисление. Модерен спираловиден тръбопровод с кръгло или овално напречно сечение от поцинкована стомана може спокойно да премине въздух със скорост до 15 м / с, без да надвишава допустимото ниво на шума.

Как да изберем размера?

Изчисляването на диаметъра на канала се извършва в определен ред. Познавайки необходимия дебит на отработилите газове L (m3 / h) и вземайки горната граница на препоръчителната скорост на въздуха, трябва да определите напречното сечение на канал F по формулата:

F = L / 3600v

Тук v е скоростта на въздушния поток, номера 3600 се прилага за прехвърляне на единиците за време от секунди на часове. Ако с цел простота потокът от отработили газове е равен на 1000 m3 / h и скоростта е 8 m / s за простотата на пробата, площта на напречното сечение ще бъде:

F = 1000/3600 х 8 = 0.0347 m2

Нюанси за монтаж на тръбопроводи.

Съгласно известната формула площта на окръжността се определя от нейния диаметър:

D2 = 4F / π
D = 0.21 m или 210 mm.

Това означава, че оптималният диаметър на канала за изтегляне е 210 mm. В стандартизирания ред размери според SNIP трябва да се намери най-близкия стандарт, 200 mm и 225 mm. В зависимост от условията на уплътнението, вземете един от тези два диаметъра, например 200 мм. След това определете действителната скорост в обратен ред. Това е необходимо за общо аеродинамично изчисление на системата.

Такава проста подбор на диаметъра на тръбата за теглене е подходящ в случай, че системата има късо удължение и един или два клона, например конвенционален капак в жилищна сграда. В промишлените сгради, в зависимост от технологичните процеси, системите могат да имат значителна дължина (повече от 100 м) и голям брой завои, клони и регулиращи клапи. Ще е необходимо да се извърши пълно аеродинамично изчисление на наличната глава на вентилатора, при което хидравличният диаметър играе най-важната роля.

Пример за избор на размер

Размерът на канала може да се разбира от формулата:

HB = Σ (R1 + Z)

Таблица за изчисляване на размерите на тръбите.

Тук, HB параметър (KGF / m2) - желания вентилатора налягане, R - загуба на налягане на 1 м от кръгло напречно сечение канал, L (m) - загуба на налягане в местните съпротивления (тройници, колена и т.н.) - канал дължина, Z.

Обозначението за сумиране във формулата показва, че резултатите от изчисленията за всеки участък от тръбопровода трябва да бъдат добавени и системата е разделена на раздели на разходи и диаметри. Формулата за определяне на загубите при местните съпротивления:

Z = ΣxHD

Общата сума на загубите е сумата от паданията на налягането на всеки оформен елемент на канала, който се изчислява като продукт на коефициента на локална съпротива от стойността на динамичното налягане на потока върху стените на тръбите.

Формули за аеродинамично изчисляване на естествените вентилационни системи.

И двата параметъра са отправна точка, те могат да бъдат намерени в съответната техническа литература. За увеличено изчисление на мощността на вентилатора е позволено да се вземат загуби при локални съпротивления като процент от общата стойност от 10 до 40 в зависимост от сложността на веригата.

За да се разбере значението на 200 mm размер на предишните системи с различни дължини, е необходимо да се извърши например изчисление, където с дължина 10 m и 50 m, от местната устойчивост и има две завъртане жалузиен в края. С оглед на опростеността на схемата, загубите в местното съпротивление могат да се приемат като 10 от общия брой. Параметърът R се взема от таблици или nomograms, в зависимост от действителния дебит в тръбата. С диаметър 200 mm и скорост на потока от 1000 м3 / ч действителна скорост е 8,9 м / сек, стойността R в тази скорост - 0,47 кгс / m2. Сега е възможно да се определи наличната глава на вентилатора с дължина на канала 10 м:

HB = 0.47 х 10 ± 10 = 5.17 kgf / m2 или 50.67 Ра.

Дължината на тръбата 50 м ще даде следната стойност:

HB = 0.47 х 50 ± 10 = 25.85 kgf / m2 или 253.33 Ра.

Увеличението не се извършва пропорционално на разстоянието, с дължина 100 м, налягането ще бъде 70,5 кг / м2 или 691 Ра. Увеличаването на налягането, което се развива от вентилатора за изпускане или захранване, не може да бъде безкраен. Освен това е икономически нецелесъобразно да се инсталира модул с висока глава, тъй като той ще бъде оборудван с електрически мотор с голяма мощност и ще консумира електроенергия. При система от 10 м е необходим вентилатор с електрически мотор с приблизителна мощност 110 W, за 50-тата система вече 250 W, а за електрическа тръба от 100 m е необходима електрическа мощност от 0,5 kW. Ще бъде по-правилно да се увеличи размерът на канала, като следващата линия по протежение на линията - 225 мм. Цялото предишно изчисление ще трябва да се извърши отново и да се преизчисли новия диаметър с реална скорост и загуба на налягане.

Такива преизчисления могат да бъдат няколко, стига съотношението диаметър / електрическа мощност да не е оптимално, тогава системата ще отговаря на техническите изисквания и икономическите разходи.