Система вентиляции предполагает полное обеспечение воздухом всех помещений, которые задействованы в схеме прокладки вентиляционного оборудования. Статья даст подробное описание, что такое аэродинамический расчет для воздуховодов. Будут приведены необходимые формулы для выполнения расчетов, описаны все элементы, которые влияют на потерю воздуха в ходе работы вентиляции.
Необходимость расчета
Аэродинамический расчет для системы вентиляции необходим для формирования величины давления воздуха, которая уходит на сопротивление при взаимодействии с различными элементами проекта. Этими элементами являются:
- Диффузоры.
- Решетки.
- Фасонные элементы.
- Воздуховоды.
- Нагреватели.
- Сам материал, который используется для монтажа системы.
Кроме сопротивления при взаимодействии с элементами устройства, сопротивление воздуху оказывают материалы, из которых изготовлена вентиляция. Последнее вызывает возникновение величины, которая называется — коэффициент сопротивления трения воздуха с поверхностью.
С учетом всех этих факторов, для проекта подбираются вентиляторы с необходимой мощностью подачи воздуха.
Схема системы
Перед монтажом вентиляционных систем создается полная схема с учетом всех ее элементов. Планирование ведется по следующим пунктам:
- Разрабатывается аксонометрический план движения воздуха по всей системе. Данное планирование включает в себя все помещения, их площадь, элементы системы вентиляции, ее входной и выходной диффузоры.
- Составление аэродинамического расчета воздушных магистралей. Учитываются сечения воздуховода для главной и отводящей магистралей.
- Полученные данные вносят в таблицу для расчета сечений магистралей, мощности вентиляторов, диаметра и сечений отверстий выходных диффузоров.
Расчет сечения магистралей является основополагающим при проектировании систем вентиляции. Кроме размера сечения подбирается и их форма.
Расчет
При проектировании вентиляционной системы делается первичный расчет аэродинамических потерь. Для этого используется формула:
В данной формуле:
- «Ryd» — величина возможных удельных потерь при работе всей системы;
- «Pgr» — общая гравитационная нагрузка воздуха при прохождении вертикальных участков;
- «∑l» — общая сумма всех участков и элементов, которые создают давление при прохождении воздуха.
Конечная величина определяется в Па. После определения коэффициента потерь рассчитывается трение. Делается расчет по следующей формуле:
Формула состоит из следующих значений:
- «Re» — критерий Рейнольдса.
- «Кэ» — абсолютная эквивалентная шероховатость.
Для определения абсолютной шероховатости Кэ материалов применяется таблица, которая приведена ниже.
Большое значение при проектировании вентиляции играет диаметр воздуховодов. Его можно рассчитать следующим образом:
В данной формуле:
- «F» — площадь сечения воздуховодов.
- «Q» — общий расход воздуха. Рассчитывается в кубических метрах в секунду.
- «Vрек» — самая оптимальная скорость потока в метрах в секунду. Значение берется из таблицы.
После расчета площади сечения, необходимо определить форму сечения воздуховодов. Полученную величину «F» нужно округлить и на основе полученных данных определить диаметр воздуховодов круглой формы. Если требуется установить трубы прямоугольной формы, то величину «F» делят на высоту и ширину будущего элемента. Полученное значение также округляется и сверяется с таблицей, а потом подбирается наиболее близкий размер.
При проектировании воздуховодов также учитывается коэффициент трения воздуха о внутреннюю поверхность. Для улучшения аэродинамики применяются материалы, такие как нержавеющая или оцинкованная сталь, алюминий или пластик. Пластик используется только в случае работы системы в качестве вентиляции, охлаждения помещений.
Полученные ранее данные используются для расчета мощности вентилятора. Делается это по формуле:
В этой формуле:
- «N» — мощность самого вентилятора, а точнее его электрического двигателя в киловаттах.
- «Qвент» — уровень воздушных расходов, нагнетаемых вентилятором.
- «Pвент» — разница давлений на выходе и входе.
- «n» — КПД всей системы вентиляции.
Расчет всей системы с точными значениями мощности и КПД вентилятора также учитывается потери давления на каждом отдельном участке, величину безвозвратного расхода воздуха (при открытых окнах), а также местные потери (сопротивление с мебелью).
Ниже приведена таблица значений для вычисления и проектирования вентиляции.
Заключение
Каждый элемент системы вентиляции помещений должен быть четко рассчитан. Главный критерий — это правильная циркуляция с равномерным давлением на всех участках. Ошибка может сильно нарушить общее КПД, создать разницу давлений и привести к неэффективности всего проекта.
