Как найти коэффициент сопротивления вентиляционной решетки. В данном разделе представлены простейшие расчетные программы по вентиляции, кондиционировании

Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание

Коэффициенты местных сопротивлений

Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание.

Коэффициенты местных сопротивлений.

Дата: 19.10.2019

После выбора диаметра или размеров сечения уточняется скорость воздуха: , м/с, где f ф – фактическая площадь сечения, м 2 . Для круглых воздуховодов , для квадратных , для прямоугольных м 2 . Кроме того, для прямоугольных воздуховодов вычисляется эквивалентный диаметр , мм. У квадратных эквивалентный диаметр равен стороне квадрата.

Можно также воспользоваться приближенной формулой . Ее погрешность не превышает 3 – 5%, что достаточно для инженерных расчетов. Полные потери давления на трение для всего участка Rl, Па, получаются умножением удельных потерь R на длину участка l. Если применяются воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость β ш. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода К э и величины v ф.

Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов :

Значения поправки β ш :

V ф, м/с	β ш при значениях К э, мм
	1.5
	1.32	1.43	1.77	2.2
	1.37	1.49	1.86	2.32
	1.41	1.54	1.93	2.41
	1.44	1.58	1.98	2.48
	1.47	1.61	2.03	2.54

Для стальных и винипластовых воздуховодов β ш = 1. Более подробные значения β ш можно найти в таблице 22.12 . С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rlβ ш, Па, получаются умножением Rl на величину β ш.

Затем определяется динамическое давление на участке , Па. Здесь ρ в – плотность транспортируемого воздуха, кг/м 3 . Обычно принимают ρ в = 1.2 кг/м 3 .

В колонку «местные сопротивления» записываются названия сопротивлений (отвод, тройник, крестовина, колено, решетка, плафон, зонт и т.д.), имеющихся на данном участке. Кроме того, отмечается их количество и характеристики, по которым для этих элементов определяются значения КМС. Например, для круглого отвода это угол поворота и отношение радиуса поворота к диаметру воздуховода r/d, для прямоугольного отвода – угол поворота и размеры сторон воздуховода a и b. Для боковых отверстий в воздуховоде или канале (например, в месте установки воздухозаборной решетки) – отношение площади отверстия к сечению воздуховода f отв /f о. Для тройников и крестовин на проходе учитывается отношение площади сечения прохода и ствола f п /f с и расхода в ответвлении и в стволе L о /L с, для тройников и крестовин на ответвлении – отношение площади сечения ответвления и ствола f п /f с и опять-таки величина L о /L с. Следует иметь в виду, что каждый тройник или крестовина соединяют два соседних участка, но относятся они к тому из этих участков, у которого расход воздуха L меньше. Различие между тройниками и крестовинами на проходе и на ответвлении связано с тем, как проходит расчетное направление. Это показано на следующем рисунке.

Здесь расчетное направление изображено жирной линией, а направления потоков воздуха – тонкими стрелками. Кроме того, подписано, где именно в каждом варианте находится ствол, проход и ответвление тройника для правильного выбора отношений f п /f с, f о /f с и L о /L с. Отметим, что в приточных системах расчет ведется обычно против движения воздуха, а в вытяжных – вдоль этого движения. Участки, к которым относятся рассматриваемые тройники, обозначены галочками. То же самое относится и к крестовинам. Как правило, хотя и не всегда, тройники и крестовины на проходе появляются при расчете основного направления, а на ответвлении возникают при аэродинамической увязке второстепенных участков (см. ниже). При этом один и тот же тройник на основном направлении может учитываться как тройник на проход, а на второстепенном – как на ответвление с другим коэффициентом.

Примерные значения ξ для часто встречающихся сопротивлений приведены ниже. Решетки и плафоны учитываются только на концевых участках. Коэффициенты для крестовин принимаются в таком же размере, как и для соответствующих тройников.

Значения ξ некоторых местных сопротивлений.

Наименование сопротивления	КМС (ξ)	Наименование сопротивления	КМС (ξ)
Отвод круглый 90 о, r/d = 1	0.21	Решетка нерегулируемая РС-Г (вытяжная или воздухозаборная)	2.9
Отвод прямоугольный 90 о	0.3 … 0.6
Тройник на проходе (нагнетание)	0.25 … 0.4	Внезапное расширение
Тройник на ответвлении (нагн.)	0.65 … 1.9	Внезапное сужение	0.5
Тройник на проходе (всасывание)	0.5 … 1	Первое боковое отверстие (вход в воздухозаборную шахту)	2.5 … 4.5
Тройник на ответвлении (всас.)	–0.5 * … 0.25
Плафон (анемостат) СТ-КР,СТ-КВ	5.6	Колено прямоугольное 90 о	1.2
Решетка регулируемая РС-ВГ (приточная)	3.8	Зонт над вытяжной шахтой	1.3

*) отрицательный КМС может возникать при малых L о /L с за счет эжекции (подсасывания) воздуха из ответвления основным потоком.

Более подробные данные для КМС указаны в таблицах 22.16 – 22.43 . После определения величины Σξ вычисляются потери давления на местных сопротивлениях , Па, и суммарные потери давления на участке Rlβ ш + Z, Па. Когда расчет всех участков основного направления закончен, значения Rlβ ш + Z для них суммируются и определяется общее сопротивление вентиляционной сети ΔР сети = Σ(Rlβ ш + Z). Величина ΔР сети служит одним из исходных данных для подбора вентилятора . После подбора вентилятора в приточной системе делается акустический расчет вентиляционной сети (см. главу 12 ) и при необходимости подбирается глушитель .

Результаты расчетов заносятся в таблицу по следующей форме.

После расчета основного направления производится увязка одного – двух ответвлений. Если система обслуживает несколько этажей, для увязки можно выбрать поэтажные ответвления на промежуточных этажах. Если система обслуживает один этаж, увязываются ответвления от магистрали, не входящие в основное направление (см. пример в п.2.3). Расчет увязываемых участков производится в той же последовательности, что и для основного направления, и записывается в таблицу по той же форме. Увязка считается выполненной, если сумма потерь давления Σ(Rlβ ш + Z) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы Σ(Rlβ ш + Z) вдоль параллельно присоединенных участков основного направления на величину не более чем ±10%. Параллельно присоединенными считаются участки вдоль основного и увязываемого направлений от точки их разветвления до концевых воздухораспределителей. Если схема выглядит так, как показано на следующем рисунке (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rlβ ш + Z для участка 2 равнялась Rlβ ш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью ±10%.

2017-08-15

УДК 697.9

Определение коэффициентов местных сопротивлений тройников в системах вентиляции

О. Д. Самарин , к.т.н., доцент (НИУ МГСУ)

Рассмотрена современная ситуация с определением значений коэффициентов местных сопротивлений (КМС) элементов вентиляционных сетей при их аэродинамическом расчёте. Дан анализ некоторых современных теоретических и экспериментальных работ в рассматриваемой области и выявлены недостатки существующей справочной литературы, касающиеся удобства использования её данных для осуществления инженерных расчётов с применением электронных таблиц MS Excel. Представлены основные результаты аппроксимации имеющихся таблиц для КМС унифицированных тройников на ответвлении при нагнетании и всасывании в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в виде соответствующих инженерных формул. Дана оценка точности полученных зависимостей и допустимого диапазона их применимости, а также представлены рекомендации по их использованию в практике массового проектирования. Изложение проиллюстрировано числовыми и графическими примерами.

Ключевые слова: коэффициент местного сопротивления, тройник, ответвление, нагнетание, всасывание.

UDC 697.9

Determination of local resistance coeffi cients of tees in ventilating systems

O. D. Samarin , PhD, Assistant Professor, National Research Moscow State University of Civil Engineering (NR MSUCE)

The current situation is reviewed with the defi nition of values of coeffi cients of local resistances (CLR) of elements of the ventilation systems at their aerodynamic calculation. The analysis of some contemporary theoretical and experimental works in this fi eld is given and defi ciencies are identifi ed in the existing reference literature for the usability of its data to perform engineering calculations using MS Excel spreadsheets. The main results of approximation of the existing tables to the CLR for the uniform tees on the branch of the injection and the suction in the ventilating and air-conditioning systems are presented in the appropriate engineering formulas. The estimation of accuracy of the obtained dependencies and valid range of their applicability are given, as well as recommendations for their use in practice mass design. The presentation is illustrated by numerical and graphical examples.

Keywords: coefficient of local resistance, tee, branch, injection, suction.

При движении воздушного потока в воздуховодах и каналах систем вентиляции и кондиционирования воздуха (В и КВ), кроме потерь давления на трение, существенную роль играют потери на местных сопротивлениях — фасонных частях воздуховодов, воздухораспределителях и сетевом оборудовании.

Такие потери пропорциональны динамическому давлению р д = ρv ²/2, где ρ — плотность воздуха, примерно равная 1,2 кг/м³ при температуре около +20 °C; v — его скорость [м/с], определяемая, как правило, в сечении канала за сопротивлением.

Коэффициенты пропорциональности ξ, называемые коэффициентами местного сопротивления (КМС), для различных элементов систем В и КВ обычно определяются по таблицам, имеющимся, в частности, в и в ряде других источников. Наибольшую сложность при этом чаще всего вызывает поиск КМС для тройников или узлов ответвлений. Дело в том, что в этом случае необходимо принимать во внимание вид тройника (на проход или на ответвление) и режим движения воздуха (нагнетание или всасывание), а также отношение расхода воздуха в ответвлении к расходу в стволе L´ о = L o /L c и площади сечения прохода к площади сечения ствола F´ п = F п /F с .

Для тройников при всасывании нужно учитывать ещё и отношение площади сечения ответвления к площади сечения ствола F´ о = F о /F с . В руководстве соответствующие данные приведены в табл. 22.36-22.40. Однако при проведении расчётов с использованием электронных таблиц Excel, что в настоящее время достаточно распространено в связи с широким использованием различного стандартного программного обеспечения и удобством оформления результатов вычислений, желательно иметь аналитические формулы для КМС, по крайней мере, в наиболее часто встречающихся диапазонах изменения характеристик тройников.

Кроме того, это было бы целесообразно в учебном процессе для сокращения технической работы обучающихся и переноса основной нагрузки на разработку конструктивных решений систем.

Подобные формулы имеются в таком достаточно фундаментальном источнике, как , но там они представлены в весьма обобщённом виде, без учёта особенностей конструкции конкретных элементов существующих вентиляционных систем, а также используют значительное число дополнительных параметров и требуют в ряде случаев обращения к определённым таблицам. С другой стороны, появившиеся в последнее время программы для автоматизированного аэродинамического расчёта систем В и КВ используют некоторые алгоритмы для определения КМС, но, как правило, они неизвестны для пользователя и могут поэтому вызывать сомнения в своей обоснованности и корректности.

Также в настоящее время появляются некоторые работы, авторы которых продолжают исследования по уточнению расчёта КМС или расширению диапазона параметров соответствующего элемента системы, для которых полученные результаты будут справедливы. Данные публикации возникают как в нашей стране, так и за рубежом , хотя в целом их число не слишком велико, и основываются преимущественно на численном моделировании турбулентных потоков с помощью ЭВМ или на непосредственных экспериментальных исследованиях. Однако полученные авторами данные, как правило, трудно использовать в практике массового проектирования, поскольку они пока не представлены в инженерном виде.

В связи с этим представляется целесообразным анализ данных, содержащихся в таблицах , и получение на их основе аппроксимационных зависимостей, которые имели бы по возможности наиболее простой и удобный для инженерной практики вид и одновременно достаточно адекватно отражали бы характер имеющихся зависимостей для КМС тройников. Для наиболее часто встречающихся их разновидностей — тройников на проходе (унифицированных узлов ответвлений) данная задача была решена автором в работе . В то же время для тройников на ответвлении аналитические соотношения найти труднее, поскольку сами зависимости здесь выглядят более сложно. Общий вид аппроксимационных формул, как и всегда в подобных случаях, получается исходя из расположения расчётных точек на поле корреляции, а соответствующие коэффициенты подбираются методом наименьших квадратов с целью минимизации отклонения построенного графика средствами Excel. Тогда для некоторых наиболее употребительных диапазонов F п /F с, F о /F с и L о /L с можно получить выражения:

при L´ о = 0,20-0,75 и F´ о = 0,40-0,65 — для тройников при нагнетании (приточных);

при L´ о = 0,2-0,7, F´ о = 0,3-0,5 и F´ п = 0,6-0,8 — для тройников при всасывании (вытяжных).

Точность зависимостей (1) и (2) демонстрируют рис. 1 и 2, где приведены результаты обработки табл. 22.36 и 22.37 для КМС унифицированных тройников (узлов ответвлений) на ответвлении круглого сечения при всасывании. В случае прямоугольного сечения результаты будут отличаться несущественно.

Можно отметить, что расхождение здесь больше, чем для тройников на проход , и составляет в среднем 10- 15 %, иногда даже до 20 %, но для инженерных расчётов это может быть допустимым, особенно с учётом очевидной исходной погрешности, содержащейся в таблицах , и одновременного упрощения расчётов при использовании Excel. В то же время полученные соотношения не требуют никаких иных исходных данных, кроме уже имеющихся в таблице аэродинамического расчёта. В самом деле, в ней в явном виде должны быть указаны и расходы воздуха, и сечения на текущем и на соседнем участке, входящие в перечисленные формулы. В первую очередь это упрощает вычисления при применении электронных таблиц Excel. Одновременно рис. 1 и 2 позволяют убедиться, что найденные аналитические зависимости вполне адекватно отражают характер влияния всех основных факторов на КМС тройников и физическую сущность происходящих в них процессов при движении воздушного потока.

При этом формулы, приведённые в настоящей работе, весьма просты, наглядны и легко доступны для инженерных расчётов, особенно в Excel, а также в учебном процессе. Их использование позволяет отказаться от интерполяции таблиц при сохранении точности, требуемой для инженерных расчётов, и непосредственно вычислять коэффициенты местного сопротивления тройников на ответвлении в весьма широком диапазоне отношений сечений и расходов воздуха в стволе и ответвлениях.

Этого вполне достаточно для проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха в большинстве жилых и общественных зданий.

Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 / Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992. 416 с.
Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. - Изд. 3-е. - М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
Посохин В.Н., Зиганшин А.М., Баталова А.В. К определению коэффициентов местных сопротивлений возмущающих элементов трубопроводных систем // Известия вузов: Строительство, 2012. №9. С. 108–112.
Посохин В.Н., Зиганшин А.М., Варсегова Е.В. К расчёту потерь давления в местных сопротивлениях: Сообщ. 1 // Известия вузов: Строительство, 2016. №4. С. 66–73.
Аверкова О.А. Экспериментальное исследование отрывных течений на входе во всасывающие отверстия // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2012. №1. С. 158–160.
Kamel A.H., Shaqlaih A.S. Frictional pressure losses of fluids flowing in circular conduits: A review. SPE Drilling and Completion. 2015. Vol. 30. No. 2. Pp. 129–140.
Gabrielaitiene I. Numerical simulation of a district heating system with emphases on transient temperature behavior. Proc. of the 8th International Conference “Environmental Engineering”. Vilnius. VGTU Publishers. 2011. Vol. 2. Pp. 747–754.
Horikiri K., Yao Y., Yao J. Modelling conjugate flow and heat transfer in a ventilated room for indoor thermal comfort assessment. Building and Environment. 2014. No. 77. Pp. 135–147.
Самарин О.Д. Расчёт местных сопротивлений в системах вентиляции зданий // Журнал С.О.К., 2012. №2. С. 68–70.

Этим материалом редакция журнала „Мир Климата“ продолжает публикацию глав из книги „Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для произ-
водственных и общественных зданий“. Автор Краснов Ю.С.

Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1: 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м 3 /ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета — от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора. При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.

Расчет начинают с удаленного участка: определяют диаметр D (м) круглого или площадь F (м 2) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:

Скорость растет по мере приближения к вентилятору.

По приложению Н из принимают ближайшие стандартные значения: D CT или (а х b) ст (м).

Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.

Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом.

Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.

Пример расчета

Исходные данные:

№ участков	подача L, м 3 /ч	длина L, м	υ рек, м/с	сечение а × b, м	υ ф, м/с	D l ,м	Re	λ	Kmc	потери на участке Δр, па
решетка рр на выходе				0,2 × 0,4	3,1	—	—	—	1,8	10,4
1	720	4,2	4	0,2 × 0,25	4,0	0,222	56900	0,0205	0,48	8,4
2	1030	3,0	5	0,25× 0,25	4,6	0,25	73700	0,0195	0,4	8,1
3	2130	2,7	6	0,4 × 0,25	5,92	0,308	116900	0,0180	0,48	13,4
4	3480	14,8	7	0,4 × 0,4	6,04	0,40	154900	0,0172	1,44	45,5
5	6830	1,2	8	0,5 × 0,5	7,6	0,50	234000	0,0159	0,2	8,3
6	10420	6,4	10	0,6 × 0,5	9,65	0,545	337000	0,0151	0,64	45,7
6а	10420	0,8	ю.	Ø0,64	8,99	0,64	369000	0,0149	0	0,9
7	10420	3,2	5	0,53 × 1,06	5,15	0,707	234000	0,0312 ×n	2,5	44,2
Суммарные потери: 185
Таблица 1. Аэродинамический расчет

Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из . Материал воздухозаборной шахты — кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.

Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.

Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 .

Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200×400 мм (рассчитывают отдельно):

№ участков	Вид местного сопротивления	Эскиз	Угол α, град.	Отношение			Обоснование	КМС
№ участков	Вид местного сопротивления	Эскиз	Угол α, град.	F 0 /F 1	L 0 /L ст	f прох /f ств	Обоснование	КМС
1	Диффузор		20	0,62	—	—	Табл. 25.1	0,09
	Отвод		90	—	—	—	Табл. 25.11	0,19
	Тройник-проход		—	—	0,3	0,8	Прил. 25.8	0,2
							∑ =	0,48
2	Тройник-проход		—	—	0,48	0,63	Прил. 25.8	0,4
3	Тройник-ответвление		—	0,63	0,61	—	Прил. 25.9	0,48
4	2 отвода	250 × 400	90	—	—	—	Прил. 25.11
	Отвод	400 × 250	90	—	—	—	Прил. 25.11	0,22
	Тройник-проход		—	—	0,49	0,64	Табл. 25.8	0,4
							∑ =	1,44
5	Тройник-проход		—	—	0,34	0,83	Прил. 25.8	0,2
6	Диффузор после вентилятора		h=0,6	1,53	—	—	Прил. 25.13	0,14
	Отвод	600 × 500	90	—	—	—	Прил. 25.11	0,5
							∑=	0,64
6а	Конфузор перед вентилятором			D г =0,42 м			Табл. 25.12	0
7	Колено		90	—	—	—	Табл. 25.1	1,2
	Решетка жалюзийная						Табл. 25.1	1,3
							∑ =	1,44
Таблица 2. Определение местных сопротивлений

Краснов Ю.С.,

„Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий“, глава 15. „Термокул“

Холодильные машины и холодильные установки. Пример проектирования холодильных центров
«Расчёт теплового баланса, поступления влаги, воздухообмена, построение J- d диаграмм. Мульти зональное кондиционирование. Примеры решений»
Проектировщику. Материалы журнала "Мир климата"
- Основные параметры воздуха, классы фильтров, расчет мощности калорифера, стандарты и нормативные документы, таблица физических величин
- Отдельные технические решения, оборудование

Влияние действующих температурных нормативов на энергопотребление центров обработки данных

Новые методы повышения энергоэффективности систем кондиционирования центров обработки данных

Повышение эффективности твердотопливного камина

Системы утилизации тепла в холодильных установках

Микроклимат винохранилищ и оборудование для его создания

Подбор оборудования для специализированных систем подачи наружного воздуха (DOAS)

Система вентиляции тоннелей. Оборудование компании TLT-TURBO GmbH

Применение оборудования Wesper в комплексе по глубокой переработке нефти предприятия «КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ»

Управление воздухообменном в лабораторных помещениях

Комплексное использование систем распределения воздуха в подпольных каналах (UFAD) в сочетании с охлаждающими балками

Система вентиляции тоннелей. Выбор схемы вентиляции

Расчет воздушно-тепловых завес на основе нового вида представления экспериментальных данных о тепловых и массовых потерях

Опыт создания децентрализованной системы вентиляции при реконструкции здания

Холодные балки для лабораторий. Использование двойной рекуперации энергии

Обеспечение надежности на стадии проектирования

Утилизация теплоты, выделяющейся при работе холодильной установки промышленного предприятия

Методика аэродинамического расчета воздуховодов

Методика подбора сплит-системы от компании DAICHI

Вибрационные характеристики вентиляторов

Новый стандарт проектирования тепловой изоляции

Прикладные вопросы классификации помещений по климатическим параметрам

Оптимизация управления и структуры систем вентиляции

Вариаторы и дренажные помпы от EDC

Новое справочное издание от АВОК

Новый подход к строительству и эксплуатации систем холодоснабжения зданий с кондиционированием воздуха

Можно также воспользоваться приближенной формулой:

0, 195 v 1 , 8

R ф . (10) d 100 1 , 2

Ее погрешность не превышает 3 – 5%, что достаточно для инженерных расчетов .

Полные потери давления на трение для всего участка, получают умножением удельных потерь R на длину участка l , Rl , Па. Если применяют воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость βш по табл. 2. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода К э (табл.3) и величины v ф .

			Таблица 2
	Значения поправки βш

v ф , м/с		βш при значениях К э , мм

Таблица 3 Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов

Для стальных воздуховодов βш = 1. Более подробные значения βш можно найти в табл. 22.12 . С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rl βш , Па, получают умножением Rl на величину βш . Затем определяют динамическое давление на уча-

дартных условиях ρв = 1.2 кг/м3 .

Далее на участке выявляют местные сопротивления, определяют коэффициенты местного сопротивления (КМС) ξ и вычисляют сумму КМС на данном участке (Σξ). Все местные сопротивления заносят в ведомость по следующей форме.

ВЕДОМОСТЬ КМС СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

И т.д.

В колонку «местные сопротивления» записывают названия сопротивлений (отвод, тройник, крестовина, колено, решетка, воздухораспределитель, зонт и т.д.), имеющихся на данном участке. Кроме того, отмечают их количество и характеристики, по которым для этих элементов определяют значения КМС. Например, для круглого отвода это угол поворота и отношение радиуса поворота к диаметру воздуховода r /d , для прямоугольного отвода – угол поворота и размеры сторон воздуховода a и b . Для боковых отверстий в воздуховоде или канале (например, в месте установки воздухозаборной решетки) – отношение площади отверстия к сечению воздуховода

f отв /f о . Для тройников и крестовин на проходе учитывают отношение площади сечения прохода и ствола f п /f с и расхода в ответвлении и в стволе L о /L с , для тройников и крестовин на ответвлении – отношение площади сечения ответвления и ствола f п /f с и опять-таки величину L о /L с . Следует иметь в виду, что каждый тройник или крестовина соединяют два соседних участка, но относятся они к тому из этих участков, у которого расход воздуха L меньше. Различие между тройниками и крестовинами на проходе и на ответвлении связано с тем, как проходит расчетное направление. Это показано на рис. 11. Здесь расчетное направление изображено жирной линией, а направления потоков воздуха – тонкими стрелками. Кроме того, подписано, где именно в каждом варианте находится ствол, проход и от-

ветвление тройника для правильного выбора отношений fп /fс , fо /fс и L о /L с . Отметим, что в приточных системах вентиляции расчет ведется обычно против движения воздуха, а в вытяжных – вдоль этого движения. Участки, к которым относятся рассматриваемые тройники, обозначены галочками. То же самое относится и к крестовинам. Как правило, хотя и не всегда, тройники и крестовины на проходе появляются при расчете основного направления, а на ответвлении возникают при аэродинамической увязке второстепенных участков (см. ниже). При этом один и тот же тройник на основном направлении может учитываться как тройник на проход, а на второстепенном

– как на ответвление с другим коэффициентом. КМС для крестовин

принимают в таком же размере, как и для соответствующих тройников.

Рис. 11. Схема расчета тройников

Примерные значения ξ для часто встречающихся сопротивлений приведены в табл. 4.

			Таблица 4
Значения ξ некоторых местных сопротивлений
Наименование		Наименование
сопротивления		сопротивления
Отвод круглый 90о ,		Решетка нерегулируе-
r /d = 1		мая РС-Г (вытяжная или
Отвод прямоугольный 90о		воздухозаборная)
Тройник на проходе (на-		Внезапное расширение
гнетание)
Тройник на ответвлении		Внезапное сужение

Тройник на проходе (вса-		Первое боковое отвер-
		стие (вход в воздухоза-
Тройник на ответвлении	–0.5* …	борную шахту)

Плафон (анемостат) СТ-КР,		Колено прямоугольное
		90о
Решетка регулируемая РС-		Зонт над вытяжной
ВГ (приточная)

*) отрицательный КМС может возникать при малых Lо /Lс за счет эжекции (подсасывания) воздуха из ответвления основным потоком.

Более подробные данные для КМС указаны в табл. 22.16 – 22.43 . Для наиболее часто встречающихся местных сопротивлений –

тройников на проходе – КМС можно приближенно вычислить также по следующим формулам:

	0. 41 f " 25 L " 0. 2 4			0. 25 при	0.7 и	f " 0 . 5 (11)


– для тройников при нагнетании (приточных);
при L "	0.4 можно пользоваться упрощенной формулой

			прох прит 0. 425 0. 25 f п " ;
		0. 2 1. 7 f "		0. 35 0. 25 f "	2. 4 L "		0. 2 2

– для тройников при всасывании (вытяжных).

Здесь L "	f о	и f "	f п
	f с
	f с

После определения величины Σξ вычисляют потери давления на местных сопротивлениях Z P д , Па, и суммарные потери дав-

ления на участке Rl βш + Z , Па.

Результаты расчетов заносят в таблицу по следующей форме.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Расчетный

Размеры воздуховода

давления

на трения

Rlβ ш

Рд ,

βш

d или

f ор,

fф ,

Vф ,

d экв

l , м

a×b,

Когда расчет всех участков основного направления закончен, значения Rl βш + Z для них суммируют и определяют общее сопро-

тивление вентиляционной сети Р сети = Σ(Rl βш + Z ).

После расчета основного направления производят увязку одного - двух ответвлений. Если система обслуживает несколько этажей, для увязки можно выбрать поэтажные ответвления на промежуточных этажах. Если система обслуживает один этаж, увязывают ответвления от магистрали, не входящие в основное направление (см. пример в п.4.3). Расчет увязываемых участков производят в той же последовательности, что и для основного направления, и записывают в таблицу по той же форме. Увязка считается выполненной, если сумма

потерь давления Σ(Rl βш + Z ) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы Σ(Rl βш + Z ) вдоль параллельно присоединенных участков основного направления на величину не более чем 10%. Параллельно присоединенными считаются участки вдоль основного и увязываемого направлений от точки их разветвления до концевых воздухораспределителей. Если схема выглядит так, как показано на рис. 12 (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rl βш + Z для участка 2 равнялась Rl βш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью 10%. Увязка достигается подбором диаметров круглых или размеров сечений прямоугольных воздуховодов на увязываемых участках, а если это невозможно, установкой на ответвлениях дроссель-клапанов или диафрагм.

Подбор вентилятора следует проводить по каталогам производителя или по данным . Давление вентилятора равно сумме потерь давления в вентиляционной сети по основному направлению, определенной при аэродинамическом расчете системы вентиляции, и сумме потерь давления в элементах вентиляционной установки (воздушном клапане, фильтре, воздухонагревателе, шумоглушителе и т.п.).

Рис. 12. Фрагмент схемы системы вентиляции с выбором ответвления для увязки

Окончательно можно подобрать вентилятор только после акустического расчета, когда будет решен вопрос об установке шумоглушителя. Акустический расчет может быть выполнен только после предварительного подбора вентилятора, так как исходными данными для него являются уровни звуковой мощности, излучаемой вентилятором в воздуховоды. Акустический расчет выполняют, руководствуясь указаниями главы 12 . При необходимости выполняют расчет и определение типоразмера шумоглушителя , , далее окончательно подбирают вентилятор.

4.3. Пример расчета приточной системы вентиляции

Рассматривается приточная система вентиляции для помещения обеденного зала. Наноска воздуховодов и воздухораспределителей на план приведена в п.3.1 в первом варианте (типовая схема для залов).

Схема системы

1000х400 5 8310 м3/ч
















	2772 м3/ч2

Подробнее с методикой расчета и необходимыми исходными данными можно ознакомиться по , . Cоответствующая терминология приведена в .

ВЕДОМОСТЬ КМС СИСТЕМЫ П1

	Местные сопротивления


	924 м3 /ч
	1. Отвод круглый 90о r /d =1
	2. Тройник на проходе (нагнетание)

	fп / fc	Lo / Lc
	fп / fc	Lo / Lc





	fп / fc	Lo / Lc



	1. Тройник на проходе (нагнетание)

	fп / fc	Lo / Lc



	1. Тройник на проходе (нагнетание)

	fп / fc	Lo / Lc



	1. Отвод прямоугольный 1000×400 90о 4 шт
	1.Воздухозаборная шахта с зонтом
	(первое боковое отверстие)
	(первое боковое отверстие)
	1. Жалюзийная решетка воздухозабора

ВЕДОМОСТЬ КМС СИСТЕМЫ П1 (ОТВЕТВЛЕНИЕ №1)

	Местные сопротивления

	1. Воздухораспределитель ПРМ3 при расходе
	924 м3 /ч
	1. Отвод круглый 90о r /d =1
	2. Тройник на ответвлении (нагнетание)

	fо / fc	Lo / Lc
	fо / fc	Lo / Lc

ПРИЛОЖЕНИЕ Характеристики вентиляционных решеток и плафонов

I. Живые сечения, м2 , приточных и вытяжных жалюзийных решеток РС-ВГ и РС-Г

Длина, мм			Высота, мм

Скоростной коэффициент m = 6.3, температурный коэффициент n = 5.1.

II. Характеристики плафонов СТ-КР и СТ-КВ

Наименование	Размеры, мм		f факт, м 2
	Габаритный	Внутренний
Плафон СТ-КР
(круглый)
Плафон СТ-КВ
(квадратный)

Скоростной коэффициент m = 2.5, температурный коэффициент n = 3.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Самарин О.Д. Подбор оборудования приточных вентиляционных установок (кондиционеров) типа КЦКП. Методические указания к выполнению курсовых и дипломного проектов для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция». – М.: МГСУ, 2009. – 32 с.

2. Белова Е.М . Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях. – М.: Евроклимат, 2006. – 640 с.

3. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». – М.: ГУП ЦПП, 2004.

4. Каталог оборудования «Арктос».

5. санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2. / Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. – М.: Стройиздат, 1992. – 416 с.

6. ГОСТ 21.602-2003. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования. – М.: ГУП ЦПП, 2004.

7. Самарин О.Д . О режиме движения воздуха в стальных воздуховодах.

// СОК, 2006, № 7, с. 90 – 91.

8. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1. / Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. – М.: Стройиздат, 1992. – 320 с.

9. Каменев П.Н., Тертичник Е.И. Вентиляция. – М.: АСВ, 2006. – 616 с.

10. Крупнов Б.А. Терминология по строительной теплофизике, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха: методические указания для студентов специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция".

Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1: 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м 3 /ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета - от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора . При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.

Таблица. Требуемый часовой расход свежего воздуха, м 3 /ч (cfm)

По приложению Н из принимают ближайшие стандартные значения: D ст или (а х b) ст (м).

Фактическая скорость (м/с): или
Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

Критерий Рейнольдса: Re = 64100 x D ст x U факт (для прямоугольных воздуховодов D ст = D L).

Коэффициент гидравлического трения: λ = 0,3164 x Re - 0,25 при Re ≤ 60000, λ = 0,1266 x Re - 0,167 при Re Потери давления на расчетном участке (Па): где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.

Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом. Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.

Таблица 1. Аэродинамический расчет

№ участков	подача L, м 3 /ч	длина L, м	U ре к, м/с	сечение а x b, м	U ф, м/с	D l , м	Re	λ	Kmc	потери на участке?р, па
решетка PP на выходе				0,2 x 0,4	3,1	-	-	-	1,8	10,4
1	720	4,2	4	0,2 x 0,25	4,0	0,222	56900	0,0205	0,48	8,4
2	1030	3,0	5	0,25 x 0,25	4,6	0,25	73700	0,0195	0,4	8,1
3	2130	2,7	6	0,4 x 0,25	5,92	0,308	116900	0,0180	0,48	13,4
4	3480	14,8	7	0,4 x 0,4	6,04	0,40	154900	0,0172	1,44	45,5
5	6830	1,2	8	0,5 x 0,5	7,6	0,50	234000	0,0159	0,2	8,3
6	10420	6,4	10	0,6 x 0,5	9,65	0,545	337000	0,0151	0,64	45,7
6a	10420	0,8	ю.	ø 0,64	8,99	0,64	369000	0,0149	0	0,9
7	10420	3,2	5	0,53 x 1,06	5,15	0,707	234000	0,0312 x n	2,5	44,2
Суммарные потери: 185 Примечание. Для кирпичных каналов с абсолютной шероховатостью 4 мм и U ф = 6,15 м/с, поправочный коэффициент n = 1,94 (, табл. 22.12.).

Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из . Материал воздухозаборной шахты - кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.

Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований, проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.
Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 .

ка по сетке

Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200 x 400 мм (рассчитывают отдельно):
Динамическое давление:

KMC решетки (прил. 25.1) = 1,8.
Падение давления в решетке: Δр - рД x KMC = 5,8 x 1,8 = 10,4 Па.
Расчетное давление вентилятора р: Δр вент = 1,1 (Δр аэрод + Δр клап + Δр фильтр + Δр кал + Δр глуш)= 1,1 (185 + 10 + 250 + 100 + 36) = 639 Па.
Подача вентилятора: L вент = 1,1 х Lсист = 1,1 х 10420 = 11460 м 3 /ч.

Выбран радиальный вентилятор ВЦ4-75 № 6,3, исполнение 1: L = 11500 м 3 /ч; Δр вен = 640 Па (вентагрегат Е6.3.090 - 2а), диаметр ротора 0,9 х D пом, частота вращения 1435 мин-1, электродвигатель 4А10054; N = 3 кВт установлен на одной оси с вентилятором. Масса агрегата 176 кг.
Проверка мощности электродвигателя вентилятора (кВт):
По аэродинамической характеристике вентилятора n вент = 0,75.

Таблица 2. Определение местных сопротивлений

№ участков	Вид местного сопротивления	Эскиз	Угол α, град.	Отношение			Обоснование	КМС
№ участков	Вид местного сопротивления	Эскиз	Угол α, град.	F 0 /F 1	L 0 /L ст	f прох /f ств	Обоснование	КМС
1	Диффузор		20	0,62	-	-	Табл. 25.1	0,09
	Отвод		90	-	-	-	Табл. 25.11	0,19
	Тройник-проход		-	-	0,3	0,8	Прил. 25.8	0,2
							Σ	0,48
2	Тройник-проход		-	-	0,48	0,63	Прил. 25.8	0,4
3	Тройник-ответвление		-	0,63	0,61	-	Прил. 25.9	0,48
4	2 отвода	250 x 400	90	-	-	-	Прил. 25.11
	Отвод	400 x 250	90	-	-	-	Прил. 25.11	0,22
	Тройник-проход		-	-	0,49	0,64	Табл. 25.8	0,4
							Σ	1,44
5	Тройник-проход		-	-	0,34	0,83	Прил. 25.8	0,2
6	Диффузор после вентилятора		h=0,6	1,53	-	-	Прил. 25.13	0,14
	Отвод	600 x 500	90	-	-	-	Прил. 25.11	0,5
							Σ	0,64
6a	Конфузор перед вентилятором			D г =0,42 м			Табл. 25.12	0
7	Колено		90	-	-	-	Табл. 25.1	1,2
	Решетка жалюзийная						Табл. 25.1	1,3
							Σ	1,44

Краснов Ю.С., "Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий", глава 15. "Термокул"