Аэродинамический расчет вентиляции

Аэродинамический расчет вентиляции

Содержание:

Эффективность работы систем вентиляции зависит от соответствия технических характеристик вентустановок и параметров сети, по которым предполагается перемещение воздуха. Аэродинамический расчет системы позволяет подобрать оптимальную комплектацию оборудования, устройств и воздуховодов, обеспечивающих требуемую кратность воздухообмена в обслуживаемых помещениях. Именно этот этап называют одним из основных при разработке проекта для объектов любого масштаба и назначения.

Что такое аэродинамический расчет

Аэродинамический расчет вентиляции — это теоретическое определение потерь давления, обусловленных сопротивлением потоку воздуха всех элементов системы. Каждый поворот, изменение диаметра воздуховода, подключение воздухонагревателей или кондиционирующих установок, врезка вентрешеток или диффузоров, все это влияет на производительность системы вентиляции.

Если следовать нормативным правилам, аэродинамический расчет необходим даже при установке вытяжного вентилятора в санузле или бытовой вытяжки на кухне. В противном случае можно нарушить весь воздухообмен в квартире, доме, а тем более на коммерческих или производственных объектах, отличающихся сложной конфигурацией сети.

Хотите получить быстрый расчет стоимости для Вашего объекта?

Оставьте заявку и наши инженеры предложат оптимальное решение для Вашего объекта. Расскажут про все подводные камни, все плюсы и минусы разных производителей. Ниже укажите ваши данные для связи и прикрепите проект(схему, планировку) для ознакомления.

Выберите файл

Приложите Ваш проект помещения (планировку, схему, чертеж) и мы выполним необходимые расчеты.

Основные параметры для расчета

На практике аэродинамический расчет вентиляции применяется для решения двух типов задач, от которых зависят исходные параметры, которые необходимо учитывать. Проектировщикам приходится сталкиваться с такими ситуациями:

  • Необходим прямой аэродинамический расчет, позволяющий определить параметры воздуховодов и других элементов системы, при которых имеющаяся вентустановка способна обеспечить требуемый воздухообмен в обслуживаемых помещениях. Такой подход позволяет подобрать сечение воздуховодов, комплектующие с необходимыми характеристиками с учетом возможностей эксплуатируемого или выбранного по стоимости вентилятора;
  • Требуется обратный аэродинамический расчет вентиляции, который позволит подобрать оптимальную по техническим характеристикам модель вентустановки с учетом особенностей уже функционирующей сети. Эту задачу приходится решать при модернизации уже существующих вентсистем, переделка которых практически невозможна или требует серьезных финансовых вложений.

Размеры воздуховодов

Аэродинамический расчет воздуховодов и всей сети потребует информацию по следующим параметрам:

  • Фактическая аксонометрическая схема сети, отображающая конфигурацию системы вентиляции как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости
  • Данные по протяженности всех ветвей системы
  • Размеры поперечного сечения воздуховодов на всех участках
  • Необходимая кратность воздухообмена в помещениях разного назначения
  • Сведения о технических характеристиках используемых вентиляторов и других устройств
  • Основные физические характеристики воздуха при разных температурах
  • Из каких материалов сделаны воздуховоды, вентиляционные шахты
  • Поправочные коэффициенты, учитывающие шероховатость материалов, из которых сделаны все участки воздуховодов
  • Допустимая скорость движения воздуха в сети, которая выбирается на основании действующих нормативных документов

Вся эта информация определяется по фактическим показателям и выбирается в специализированной справочной литературе/

Формула расчета

Чтобы правильно выполнить аэродинамический расчет, потребуется ряд формул, позволяющих получить необходимые показатели. Среди основных выделим:

Расчет необходимого сечения воздуховодов на основании необходимого расхода воздуха и допустимой скорости его движения

Формула расчета сечения воздуховодов
  • F — площадь сечения, м2;
  • Q — необходимый расход воздуха, м3/с;
  • V — допустимая скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с.

По полученному значению определяют диаметр круглого или стороны прямоугольного воздуховодов по простейшим математическим формулам, которые даже нет смысла приводить

Полученное значение округляют до первого ближайшего показателя Dст, Аст, Вст. На основании полученных данных рассчитывают фактическое сечение воздуховода Fфакт и скорость движения воздуха при нормированном расходе Vфакт

Для прямоугольных воздуховодов рассчитывают эквивалентный диаметр, который потребуется для дальнейших вычислений

DL = (2 Аст, х Вст)/( Аст, + Вст)

Определяют величину показателя подобия Рейнольдса по формуле:

Re = 64100 х Dст х Vфакт

Обратите внимание — для прямоугольных воздуховодов Dст = DL

Исходя из величины показателя подобия выбирают коэффициент трения воздуха о стенки воздуховодов. Если Re меньше или равно 60000, то выбирают коэффициент по формуле:

ʎтр = 0,3164/ Re – 0,25

Если Re больше 60000, применяют следующую формулу:

ʎтр = 0,1266/ Re – 0,167

Для определения потерь на отдельных участках используют формулу:

Р = ((ʎтр х L)/ Dст + ʎм) х 0,6 х V2 факт, где

L — фактическая длина расчетного участка, м

ʎм — коэффициент местного сопротивления, значение которого берется из справочной литературы

Полученные значения потерь давления на отдельных участках суммируются, что позволяет получить результат для всей системы вентиляции

На основании полученных данных выбирают подходящую модель вентилятора, учитывая то, что требуется запас в 10% по производительности и напорным характеристикам

На завершающем этапе определяют мощность, потребляемую электродвигателем вентилятора и сравнивают ее со значением, указанным заводом-производителем оборудования. Расчет выполняют по формуле:

N = (Qвент х Pвент)/(3600 х 1000 х ŋ), где

Qвент — расход воздуха, создаваемый вентилятором;

Pвент — создаваемое оборудованием давление;

ŋ — коэффициент полезного действия вентилятора.

Выполненный по этим формулам аэродинамический расчет воздуховодов и всей вентиляционной сети гарантирует, что система будет эффективно функционировать, но при условии, что на этапе монтажа все будет сделано правильно.

Пример аэродинамического расчета

Аэродинамический расчет начинают с аксонометрической проекции и разбиения системы на отдельные участки. Выбирают наиболее протяженную магистраль, с которой и начинают расчет. Если в схему включены магистрали с одинаковой протяженностью, то в первую очередь рассчитывают показатели по ветви с большим расходом. На следующих этапах проводят вычисления по всем остальным ветвям, а общий результат увязывается.

В качестве примера рассмотрим систему вентиляции со следующей схемой:

Исходные данные и результаты расчета:

По полученным данным выбираем модель вентилятора ВЦ4-75 № 6,3, который обеспечивает расход в пределах 11500 кубометров в час, развивая давление 640 Па. Проверяем мощность вентилятора:

N = (11500 х 640)/ (3600 х 1000 х 0,75) = 2,7 кВт.

Этот результат соответствует характеристикам, заявленным производителем, поэтому сможет обеспечить эффективность работы в этих условиях.

Несмотря на кажущуюся простоту расчета, выполнять его, особенно для сложных систем, должен квалифицированный специалист, это позволит избежать ошибок. На практике получило применение специальных программ, позволяющих упростить решение задачи. Выполнение сложных расчетов вручную занимает много времени, вероятность ошибок существенно возрастает. Именно поэтому рекомендуем обращаться в специализированные организации, когда возникает необходимость определить параметры системы вентиляции, которая будет эффективно работать в определенных условиях.

При грамотном подходе к решению задачи все расчеты могут быть выполнены буквально за несколько дней с гарантией того, что система будет функционировать как положено.