Определяне на динамичното налягане в канала

Основата за проектиране на всички инженерни мрежи е изчислението. За правилното проектиране на захранващата или изпускателната тръбна система е необходимо да се познават параметрите на въздушния поток.

Диаграма на устройството и принципа на работа на канала.

В това изчисление важна роля играе такъв параметър като динамичното налягане върху стените на канала.

Поведение на околната среда във въздухопровода

Вентилатор, който създава въздушен поток в тръбопровода за подаване или изпускане, комуникира този потенциален енергиен поток. В процеса на движение в ограничено пространство на тръбата потенциалната енергия на въздуха частично се превръща в кинетична енергия. Този процес се получава в резултат на влиянието на потока върху стените на канала и се нарича динамично налягане.

Формули за аеродинамично изчисляване на естествените вентилационни системи.

В допълнение към това има и статично налягане, това е ефектът на въздушните молекули един върху друг в потока, отразява неговата потенциална енергия. Кинетичната енергия на потока отразява индекса на динамичното въздействие, поради което този параметър участва в изчисленията аеродинамика на вентилацията.

При постоянен поток на въздуха сумата от тези два параметъра е постоянна и се нарича общо налягане. То може да се изразява в абсолютни и относителни единици. Референтната точка за абсолютно налягане е общият вакуум, докато относителният се разглежда като се започне от атмосферното налягане, т.е. разликата между тях е 1 атм. Като правило при изчисляването на всички тръбопроводи се използва големината на относителния (излишък) ефект.

Физическото значение на параметъра

Таблица изчисление на вентилацията.

Ако разгледаме прави дължини на въздуховоди, чиито напречни сечения намаляват с постоянен въздушен поток, ще се наблюдава увеличение на скоростта на потока. В този случай динамичното налягане в каналите ще се увеличи, докато статичното налягане ще намалее, общото въздействие ще остане непроменено. Следователно, за да премине през това стесняване (конфузор), той първоначално трябва да съобщи необходимото количество енергия, в противен случай потреблението може да намалее, което е неприемливо. Изчислявайки величината на динамичното въздействие, можете да откриете броя на загубите в този объркващ елемент и да изберете правилно капацитета на въздухопровода.

Обратният процес ще се извърши в случай на увеличаване на напречното сечение на канала при постоянен дебит (дифузор). Скоростта и динамичното въздействие ще започнат да намаляват, кинетичната енергия на потока ще отиде в потенциалната. Ако налягането, развито от вентилатора, е прекалено високо, дебитът в обекта и в цялата система може да нарасне.

В зависимост от сложността на схемата, вентилационните системи имат много завои, тръби, стеснения, клапани и други елементи, наречени локални съпротивления. Динамичното въздействие в тези елементи се увеличава в зависимост от ъгъла на атака на потока на вътрешната стена на тръбата. Някои части на системите предизвикват значително увеличение на този параметър, например пожарни клапани, в които са монтирани един или повече клапи в пътя на потока. Това създава повишена устойчивост на потока в района, която трябва да се вземе предвид при изчислението. Следователно във всички горни случаи е необходимо да се знае стойността на динамичното налягане в канала.

Изчисляване на параметъра по формули

На прав участък скоростта на движение на въздуха в канала е постоянна и величината на динамичния ефект остава постоянна. Последното се изчислява по формулата:

Pd = v2y / 2g

В тази формула:

Схема за обмен на въздух при обща вентилация.

• Рd - динамично налягане в kgf / m2;
• V - скорост на движение на въздуха в m / s;
• γ е специфичната маса на въздуха в тази секция, kg / m3;
• g е ускорението, дължащо се на гравитацията, равно на 9,81 m / s2.

Стойността на динамичното налягане може да се получи и в други единици, в Pascals. За това има и друг вид на тази формула:

Pd = ρ (v2 / 2)

Тук р е плътността на въздуха, kg / m3. Тъй като във вентилационните системи няма условия за компресиране на въздушната среда до такава степен, че нейната плътност да се промени, се приема, че е постоянна при 1,2 kg / m3.

След това трябва да обмислим как участва мащаба на динамичния ефект при изчисляването на каналите. Значението на това изчисление е да се определят загубите в цялата система на снабдяване или смукателна вентилация за избор на налягане на вентилатора, неговата конструкция и мощност на двигателя. Изчисляването на загубите се извършва на два етапа: първо, загубите на триене се определят на стената на канала, след което се изчислява спада на мощността на въздушния поток в местните съпротивления. Параметърът на динамичното налягане участва в изчисляването и на двата етапа.

Съпротивлението на триене на 1 м от кръговия канал се изчислява по формулата:

R = (λ / d) Pd, където:

• Pd е динамичното налягане в kgf / m2 или Pa;
• λ - коефициент на съпротивление на триене;
• d е диаметърът на канала в метри.

Нюанси за монтаж на тръбопроводи.

За всеки сектор с различни диаметри и разходи се определят загубите от триене. Получената стойност на R се умножава по общата дължина на каналите на проектния диаметър, загубите се прибавят при местните съпротивления и се получава общата стойност за цялата система:

HB = Σ (R1 + Z)

Ето параметрите:

1. HB (kgf / m2) - общи загуби във вентилационната система.
2. R е загубата на триене на 1 м от кръговия канал.
3. l (m) е дължината на секцията.
4. Z (kgf / m2) - загуби в местното съпротивление (кранове, кръстове, клапани и т.н.).

Определяне на параметрите на локалната устойчивост на вентилационната система

Определянето на параметъра Z включва и големината на динамичния ефект. Разликата с правата линия е, че в различните елементи на системата потокът променя посоката си, разклонява се, конвергира. Средата взаимодейства с вътрешните стени на канала не тангенциално, но под различни ъгли. За да вземем това предвид, можем да въведем тригонометрична функция в изчислителната формула, но има много трудности. Например, с прост кран 90 pro, въздухът се върти и натиска върху вътрешната стена поне в три различни ъгъла (в зависимост от дизайна на крана). В канализационната система има много по-сложни елементи, как да се изчислят загубите в тях? За това има формулата:

1. Z = Σx Pd.

За да се опрости процеса на изчисление, във формулата се въвежда безразмерният коефициент на местно съпротивление. За всеки елемент на вентилационната система тя е различна и е референтна стойност. Стойностите на коефициентите са получени чрез изчисления или чрез експериментален метод. Много производствени предприятия, които произвеждат вентилационно оборудване, провеждат собствени аеродинамични проучвания и изчисления на продуктите. Техните резултати, включително коефициентът на местно съпротивление на елемента (например пожарогасител), се добавят към паспорта на продукта или се включват в техническата документация на неговия уебсайт.

За да се опрости процесът на изчисляване на загубите на вентилационните канали, всички стойности на динамичния ефект за различни скорости също се изчисляват и таблици, от които те могат просто да бъдат избрани и въведени във формулите. Таблица 1 показва някои стойности за най-практичната скорост на въздуха във въздуховодите.

Таблица 1.

От изчислените формули и тази таблица ясно се вижда, че стойностите не се увеличават пропорционално на увеличаването на скоростта на въздуха.

Динамични ефекти, упражнявани от въздушния поток в стената на тръбата и други формовани елементи определя областта и загубата на налягане е важен параметър да се считат в изчисленията.