Расчет сопротивления сети

Идеальный микроклимат помещения складывается из множества факторов, среди которых, одним из важнейших параметров является система вентиляции. Точно спроектированная и правильно установленная вентиляционная установка обеспечит выведение излишков углекислого газа, избыточного тепла, различных воздушных загрязнений и пыли, способных отрицательно сказаться на состоянии здоровья людей, находящихся в помещении. На этапе проектировки системы вентиляции, инженеры обязательно учитывают тесную взаимосвязь различных переменных и факторов, влияющих на работу установки в целом. Эффективность вентиляционной установки во многом зависит от используемых в ней воздуховодов — материала, из которого они изготовлены, их протяженность и сечение. От верного расчета зависит:

будет ли достаточно того объема воздуха, который перемещается по системе;
оптимальная скорость воздушного потока;
сохранятся ли допустимые значения аэродинамических шумов и вибраций.

Расчет нужно начинать с создания эскиза будущей установки, где будет обозначено:

расположение каждого элемента;
указана протяженность участков;
указаны все ответвления и обозначены вентиляционные решетки.

Только после этого рассчитывается расход воздуха для каждого отдельно участка сети. Двигаясь по вентиляционной системе, воздушный поток сталкивается с определенным сопротивлением. Для его преодоления, двигатель вентилятора должен толкать воздушный поток с достаточной силой, соответственно, быть довольно мощным. Важно! Размещение вентилятора в центре системы с высокой общей протяженностью воздуховодных каналов и большим числом вентиляционных решеток, позволит снизить потери давления в системе. Установив вентилятор таким образом, можно будет вместо вентиляционных каналов с большим сечением, использовать вент. каналы с меньшим сечением, что в итоге приведет к существенной экономии.

Важно! На данной схеме показан еще один способ размещения вентилятора с последующим уменьшением диаметра вентиляционных каналов, что будет способствовать увеличению давления в системе.

Определение сопротивления сети играет важную роль при подборе конкретной вентиляционной установки. Рассчитывается площадь сечения вентиляционных каналов, затем находится значение общего сопротивления сети (возможные потери давления), которое складывается из расчетов сопротивления на отдельных участках. При расчете сопротивления воздушного потока на отдельном участке, применяется следующая формула:

P=R*L+Ei*V2*Y/2

Где:

R — удельная потеря (потеря давления на трении в канале) давления на расчетном участке сети;
L — протяженность расчетных участков сети;
Еi — совокупность показателей локальных потерь на расчетном участке сети;
V — средняя скорость воздушного потока на расчетном участке сети;
Y — средняя плотность воздушного потока в сети.

Значение переменной R берется из справочника, Еi — зависит от типа локального сопротивления. Суммарное сопротивление сети (Па) равно общей сумме сопротивлений на расчетных участках воздуховода.

Η_сети=ΣΗ_птгм=Η_м1+ ΣΗ_птв+Η_п+Η_вых+Η_вак, где

Η_м1 — потери давления в аспирируемой машине участка № 1 основного воздуховода, Па;
ΣΗ_птв— общие потери давления на расчетных участках основного воздуховода, Па;
Η_п — потери давления в фильтре, Па;
Η_вых — потери давления на выхлоп, Па;
Η_вак — вакуум, создаваемый в рабочем помещении, Па.

Давление (Па), влияющее на выбор вентилятора:

p_B=1,1Η_сети=1,1 ΣΗ_птгм

Расход воздуха (м3/ч), учитываемый при выборе вентилятора:

Q_B=ΣQ_M+Q_подс, где

ΣQ_M — полезный расход воздуха в сети, равный сумме расходов аспирируемых машин;
Q_подс — подсос воздуха в сети.

Вентилятор выбирают из расчета показаний давления воздуха p_B (Па) и расхода воздуха Q_B(м3/ч), с учетом имеющиеся характеристик вентилятора. На пересечении линий p_B и Q_B располагается точка, которая характеризует КПД и частоту вращения рабочего колеса. Предпочтение отдается тому вентилятору, при работе которого достигается максимальный КПД всей системы. Затем рассчитывают требуемую мощность на валу вентилятора и необходимую мощность электродвигателя для движения привода вентилятора. Мощность на валу вентилятора (кВт):

N_B=(Q_B p_B)/(1000η_B ), где

Q_B — производительность (объемный расход воздуха), м3/с;
p_B — действительное давление вентилятора, Па;
η_B — КПД вентилятора; принимают его по аэродинамической характеристике.

Проектируя систему вентиляции, нужно учесть рекомендуемую скорость движения воздуха в воздуховодах:

Расчет скорости движения воздуха в воздушных магистралях:

V=L/(3600*F) (м/сек), где

L — расход воздуха, м³/ч;
F — площадь сечения канала, м².

На сопротивлении в сети сказывается максимальная протяженность участка и его конфигурация (отсчет идет от решетки воздухозаборника). Если же речь идет о наборной вентиляционной установке, нужно учитывать падение давления на фильтрах, нагревателе, клапанах и прочих элементах. Чтобы спроектировать эффективную вентиляционную установку, нужно провести много различных инженерных расчетов, учитывающих не только сопротивление сети, но и площадь помещений, высоту перекрытий и многие другие факторы. Воспользовавшись услугами наших специалистов, вы гарантированно можете рассчитывать на самый высокий результат работы.