Расчет потерь давления в воздуховоде

Рассчитать потери давления в воздуховоде можно, когда при проектируемом расходе воздуха известны такие параметры воздуховодов как длина, сечение воздуховода, а также коэффициент трения воздуха о поверхность воздуховода. Потери давления воздуха в кг/м2 рассчитывают по следующей формуле:

P = R*l + z,

где R - потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l - длина воздуховода в метрах, z - потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

Для круглого воздуховода существует следующая формула подсчета потерь давления из-за трения:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x - коэффициент сопротивления трения, l - длина воздуховода в метрах, d - диаметр воздуховода в метрах, v - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения равное 9,8 м/с2.

Примечание: Для квадратного сечения формула будет иметь тот же вид, только диаметр воздуховода, у которого стороны равны a и b будет рассчитываться по формуле:

d2=2ab/(a+b)

2.Потери из-за местных сопротивлений

Данные потери рассчитываются по следующей формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения равное 9,8 м/с2. Значения Q можно определить по таблице.

Метод допустимых скоростей

Суть метода допустимых скоростей состоит в том, что когда рассчитывается сеть воздуховодов, за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха, значение которой можно найти в таблице. Затем рассчитывается диаметр воздуховода, в зависимости от формы сечения, и потери давления в данном воздуховоде.

При аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей применяется следующий порядок:

  • Сначала нужно начертить схему воздухораспределительной системы, а затем указать длину каждого участка воздуховода и количество воздуха, которое может за час пройти через данный воздуховод.
  • В первую очередь рассчитываются самые дальние и самые нагруженные участки. Выбрав по таблице оптимальную скорость воздуха для данного помещения, и зная объем воздуха, который проходит через воздуховод за 1 час, определяем соответствующий диаметр воздуховода.
  • Далее вычисляем потери давления на трение Pтр. Затем по таблице определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
  • Переходим к следующему ветвлению, Здесь давление будет равно сумме потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

Таким образом, последовательно увязывая все ветви сети нужно приравнять сопротивление каждого ответвления к сопротивлению самой нагруженной ветви. Для этого на слабо нагруженные участки воздуховода устанавливают специальные диафрагмы, и таким образом повышают сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду

Назначение
Основное требование
Бесшумность
Мин. потери напора
Магистральные каналы
Главные каналы
Ответвления
Приток
Вытяжка
Приток
Вытяжка
Жилые помещения
3
5
4
3
3
Гостиницы
5
7.5
6.5
6
5
Учреждения
6
8
6.5
6
5
Рестораны
7
9
7
7
6
Магазины
8
9
7
7
6

 

Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.

Метод постоянной потери напора

Метод постоянной потери напора базируется на предполагаемой постоянной потере напора на 1 погонный метр воздуховода, на основе чего определяются размеры сети воздуховодов. Данный метод является достаточно простым и применяется на этапе технико-экономического обоснования систем вентиляции.

По таблице допустимых скоростей воздуха, в зависимости от назначения помещения, выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.

По ниже приведенной диаграмме находят начальную потерю напора на 1м длины воздуховода. При этом используют определенную в п.1 скорость и учитывают проектный расход воздуха.

Затем нужно определить самую нагруженную ветвь. Ее длину принимают равной длине воздухораспределительной системы. Обычно длина равна расстоянию до самого дальнего диффузора.

Далее потерю напора, рассчитанную в п.2 умножают на длину системы, и к полученному значению добавляют потерю напора на диффузорах.

Приняв постоянной начальную потерю напора, определяют, по приведенной ниже таблице, диаметр начального воздуховода, который идет от вентилятора, а также диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха.

Прямоугольные воздуховоды

В диаграмме указаны диаметры для круглых воздуховодов. Ниже приведенная таблица поможет найти диаметры воздуховодов прямоугольного сечения.

Примечания:

  • Если пространство помещения позволяет, то, как правило, выбирают круглые или квадратные воздуховоды. Но, например, при реконструкции места может быть недостаточно, и тогда лучше выбрать прямоугольный воздуховод (ширина воздуховода должна быть больше высоты в 2 раза).
  • В ниже приведенной таблице по горизонтали указаны высоты воздуховодов в мм, по вертикали указана ширина воздуховода. Ячейки таблицы содержат значения диаметров воздуховодов в мм.

Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов

Размеры 150 200 250 300 350 400 450 500
250 210 245 275
300 230 265 300 330
350 245 285 325 355 380
400 260 305 345 370 410 440
450 275 320 365 400 435 465 490
500 290 340 380 425 455 490 520 545
550 300 350 400 440 475 515 545 575
600 310 365 415 460 495 535 565 600
650 320 380 430 475 515 555 590 625
700 390 445 490 535 575 610 645
750 400 455 505 550 590 630 665
800 415 470 520 565 610 650 685
850 480 535 580 625 670 710
900 495 550 600 645 685 725
950 505 560 615 660 705 745
1000 520 575 625 675 720 760
1200 620 680 730 780 830
1400 725 780 835 880
1600 830 885 940
1800 870 935 990