Расчет естественной вентиляции вентканала с зонтом
Введение
Естественная вентиляция осуществляется под действием гравитационного и ветрового давления. Она применяется в жилых, общественных, административно-бытовых и промышленных зданиях, если с её помощью могут быть обеспечены метеорологические условия и чистота воздуха в помещении.
Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной, приточной и вытяжной, общеобменной и местной, канальной и бесканальной.
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
— отсутствие дорого оборудования;
— простота устройства;
— не требует расхода электроэнергии;
— бесшумность работы;
— минимальные эксплуатационные затраты.
Минусы:
— зависимость от погодных условий (скорости ветра, температуры);
— небольшая величина располагаемого давления;
— ограниченный радиус действия.
Аэродинамический расчет естественной вытяжной канальной вентиляции
Движение воздуха в системе происходит за счет разности давлений, ΔPучастка и ΔPрасп. Располагаемое (естественное) давление находится по формуле:
где g — ускорение свободного падения, равное 9,81;
h — разность расстояний по вертикали от центра приемных отверстий в помещении до верха вытяжной шахты, м;
pн и pв — плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м3. определяемые по формуле:
где tн и tв — температуры наружного и внутреннего воздуха, °С.
ΔPучастка определяют аэродинамическим расчетом для каждого участка вентканала или воздуховода. Затем обе величины сравнивают. Располагаемое давление, или как его еще называют, гравитационное, должно превышать на 5-10% потери давления в системе.
Пример расчета
Требуется выполнить аэродинамический расчет вентиляции естественной ВЕ 1. Воздух удаляется из помещений на 1 и 2 этаже. Температура внутреннего воздуха tв=20°С, температуру наружного воздуха для расчета всегда принимают tн=5°С. В помещениях используются решетки АМР 300х100 с площадью живого сечения F=0.027 м2 и АМР 300х150 с F=0.041 м2. Через них высасывается воздух в вент каналы в кирпичных стенах, а затем в сборный вертикальный воздуховод и шахту, выполненные из шлакобетонных плит, с зонтом.
Изобразим схему наших воздуховодов естественной вентиляции в двухэтажном доме и её разобьем на участки, рисунок 1.
Аэродинамический расчет начинаем с канала второго этажа, потому что за расчетное направление в вытяжных системах с естественным побуждением принимают такое, располагаемое давление на котором имеют минимальную величину. Начинаем заполнять таблицу 1, заносим в столбец:
№ 1 — Номер участка или элемент системы согласно аксонометрической схемы;
№ 2 — Расход воздуха на рассматриваемом участке, м3/ч, берется со схемы;;
№ 3 — Длину участка, м, берется со схемы;
№ 4 — Размеры вентканала или воздуховода прямоугольного сечения, мм. Если круглое сечение, ничего не записываем;
№ 5 — Площадь живого сечения, м2. Для вентканала или воздуховода определяется самостоятельно перемножив размеры длины и ширины: 270мм х 270мм = 0,27*0,27 = 0,073 м2. Для воздухораспределительных устройств значения берутся из каталог вент оборудования.
№ 6 — Эквивалентный диаметр вентканала или воздуховода, мм. Для круглого сечения просто записывается его диаметр, для прямоугольного определяется по формуле:
№ 7 — Скорость воздуха, м/с. Определяется по формуле:
№ 8 — Удельные потери давления на трение, Па/м. Быстрее всего определяется таблицам, которые можно найти в интернете. Ниже будет приведен фрагмент, рисунок 2, т.к. они очень длинные;
№ 9 — Поправка на шероховатость, для металлических воздуховодов составляет , для неметаллических сначала находят абсолютную шероховатость материала Kэ по таблице, рисунок 3, затем по Kэ и v выписывают значение поправки n, рисунок 4;
№ 10 — Потери давление на трение, вычисляются просто перемножив величины R l и n;
№ 11 — Коэффициенты местных сопротивлений фасонный изделий (отводы 90°, тройники, краны и т.д.) Определяются по специальным таблицам, пример показан на рисунке 5;
№ 12 — Динамическое давление, определяемое по формуле:
№ 13 — Потери давления на местные сопротивления, Па, считают по формуле:
№ 14 — Потери давления на участке вентканала или воздуховода, Па, находят по формуле:
После расчета канала второго этажа, надо просуммировать потери давления на участке, ΔPуч и сравнить с ΔPрасп, должно превышать на 5-10% потери давления в системе.
Разность давлений удовлетворяет условию.
После расчета главной расчетной ветви приступают к расчету ответвлений сети. Он производится аналогично расчету главной ветви. Расчет считается законченным, если потери давления в ответвлении не больше располагаемого давления в ответвлении. Сравним давления канала первого этажа.
Если ΔPуч > ΔPрасп, то необходимо увеличить потери давления путем увеличение сечения отдельных участков вентиляционной сети, или добавлением местных сопротивлений, например использовать вместо зонта дефлекторы типа ЦАГИ. Если ΔPуч < ΔPрасп, то необходимо уменьшить сечения отдельных участков вентиляционной сети.
| № участка | L м3/ч | l, м | a x b | F, м2 | dэкв, мм | v, м/с | R, Па/м | n | Rln, Па | Σξ | Pдин, Па | Z, Па | ΔPуч, Па | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| Канал второго этажа | ||||||||||||||
| Решетка АМР | 160 | — | 300х150 | 0,041 | — | 1,08 | — | — | — | 1,7 | 0,7 | 1,19 | 1,19 | |
| 1 | 160 | 0,8 | 270х270 | 0,073 | 270 | 0,61 | 0,021 | 1,34 | 0,023 | 3,47 | 0,22 | 0,763 | 0,786 | |
| 2 | 160 | 3,0 | 320х250 | 0,08 | 280 | 0,56 | 0,02 | 1,15 | 0,069 | 0,78 | 0,19 | 0,148 | 0,217 | |
| 3 | 280 | 4,4 | 320х250 | 0,08 | 280 | 0,91 | 0,05 | 1,21 | 0,266 | 1,15 | 0,5 | 0,575 | 0,841 | |
| Сумма | 3,034 | |||||||||||||
| Канал первого этажа | ||||||||||||||
| Решетка АМР | 120 | — | 300х100 | 0,027 | — | 1,23 | — | — | — | 1,7 | 0,91 | 1,543 | 1,543 | |
| 4 | 120 | 3,8 | 140х270 | 0,038 | 180 | 0,88 | 0,085 | 1,43 | 0,462 | 3,48 | 0,46 | 0,501 | 1,963 | |
| 5 | 120 | 3,0 | 320х150 | 0,048 | 200 | 0,69 | 0,048 | 1,17 | 0,168 | 0,75 | 0,011 | 0,082 | 0,250 | |
| Сумма | 3,756 | |||||||||||||
Если вам была полезна эта статья — оставьте комментарий, спасибо.
Список литературы
- Системы вентиляции с естественным побуждением. Методические указания.; Н.Е. Сыромятникова, М.Б. Ромейко, М.Е.; Сапарев., Самара 2013 г.
- Аэродинамический расчет систем вентиляции с механическим побуждением.; М.Б. Ромейко, В.Б. Жильников.; Самара 2006 г.
-
Типовые примеры расчета систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.; М.И. Шиляев, Е.М. Хромова, Ю.Н. Дорошенко.; Томск 2012 г.