Аэродинамический расчет вентиляционной установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

КАФЕДРА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Дисциплина: «Безопасность людей при пожаре в зданиях и сооружениях»

Контрольная работа

Тема: аэродинамический расчёт вентиляционной установки

Покореева В.Н.

Москва 2020 г



Аэродинамический расчёт вентиляционной установки

Цель:

Определить требуемые параметры (расход и давление) вытяжной вентиляционной системы, схема которой приведена на рисунке 1.

Исходные данные:

Воздуховоды систем выполнены прямоугольного сечения из листовой стали с коэффициентом, учитывающим шероховатость стенок, равным вш=1.

Коэффициент сопротивления трения л, равен 0,02. Удаляемой средой является воздух.

При определении коэффициентов местных сопротивлений принимаем:

вытяжные насадки выполнены в виде прямого канала с сеткой Fвх/F=0,7 (коэффициент местного сопротивления жвх=1,58);

дроссель клапан (количество створок равно 2) открыт б д.к.=0о (коэффициент местного сопротивления ж д.к.=0,07);

отводы выполнены под углом 90о, отношение радиуса поворота к диаметру отвода Rп/д=1 (коэффициент местного сопротивления жотв.=0,21);

вытяжные тройники выполнены под углом 90о (коэффициенты местных сопротивлений тройников:

на 1 участке жтр-пр.=0,6;

на 2 участке жтр-пр.=0,66;

на 5 участке жтр-бо.=0,85;

на 6 участке жтр-бо.=0,95);

на воздуховодах установлены противопожарные нормально-открытые клапаны КЛОП-1 (коэффициенты местного сопротивления на участках 1,5 и 6 жкл.=1,11, а на 3 участке жкл.=0,4);

диффузоры с переходом с прямоугольного сечения на круглое выполнены со следующими соотношениями F0/F1=0,5 и б.=20о (коэффициент местного сопротивления ждифф.=0,13);

выброс воздуха осуществляется через шахту с зонтом hш/д=0,6 (коэффициент местного сопротивления жш.=1,1).

Воздух удаляется с температурой 20оС и барометрическим давлением 105 Па, поэтому значения коэффициентов k1 и k2 равны 1, плотность воздуха с=1,205кг/м3.

Таблица исходных данных

Исходные данные	Номер участка вентиляционной системы
	1	2	3	4	5	6
L	2350	4650	7150	7150	2300	2500
l	5	3	8	3	3	6
а · b	300 ·250	400·300	450·450	450·450	300·250	300·250

Рис. 1. Аксонометрическая схема вытяжной вентиляционной установки

РАСЧЁТ

Определяем потери давления на участках вентиляционной системы.

Участок 1

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 1 участке



где L - расход воздуха в воздуховоде, м3/ч; F - площадь сечения воздуховода, м2. вентиляционный воздуховод магистральный

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d1= м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода

Pд1= Па

R1= Па/м

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Уж1=1,58+0,07+2·0,21+1,11+0,6=3,78

Определяем потери давления на участке



Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

где , - линейные и местные потери давления на участке, Па;

k1, k2 - коэффициенты, учитывающие влияние температуры перемещаемой среды на линейные и местные потери давления;

вш - коэффициент, учитывающий шероховатость стенок воздуховода;

R-удельные потери давления на 1 м длины воздуховода, Па/м;

l-длина воздуховода, м;

ж-сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

Pд - динамическое давление в воздуховоде, Па.

··5+1·3,78·45,6=16,7+172,368=189,068 Па

Участок 2

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 2 участке

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d2= м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода



Pд2= Па

R2= Па/м

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Уж2=0,21+0,66=0,87

Определяем потери давления на участке

Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

··3+1·0,87·69,756=12,21+60,69=72,9 Па

Участок 3

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 3 участке

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d3= м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода

Pд3= Па



R3= Па/м

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Уж3=3·0,21+0,4+0,13=1,16

Определяем потери давления на участке

Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

··8+1·1,16·57,86=20,56+67,12=87,68 Па

Участок 4

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 4 участке

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d4= м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода

Pд4= Па

R4= Па/м



Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Уж4=1,1+0,13=1,23

Определяем потери давления на участке

Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

··3+1·1,23·57,86=7,71+71,17=78,88 Па

Участок 5

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 5 участке

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d5=м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода

Pд5= Па

R5= Па/м

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.



Уж5=1,58+0,07+0,21+1,11+0,85=3,82

Определяем потери давления на участке

Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

··3+1·3,82·43,53=9,57+166,28=175,85 Па

Участок 6

Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 6 участке

м/с

Определяем эквивалентный диаметр

d6=м

Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода

Pд6= Па

R6= Па/м

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.



Уж6=1,58+0,07+0,21+2·1,11+0,95=5,03

Определяем потери давления на участке

Потери давления на участке , Па, определяются по формуле

··6+1·5,03·52,11=22,92+262,11=285,03 Па

Полученные результаты запишем в таблицу аэродинамического расчёта.

№ уч-ка	L, м3/ч	l, м	Сечение, м	V, м/с	Pд, Па	R, Па/м	Уж	Pм, Па	Pл, Па	Pуч, Па
			а	в
1	2350	5	0,3	0,25	8,7	45,6	3,34	3,78	172,37	16,7	189,01
2	4650	3	0,4	0,3	10,8	69,8	4,07	0,87	60,69	12,21	72,9
3	7150	8	0,45	0,45	9,8	57,86	2,57	1,16	67,12	20,56	87,68
4	7150	3	0,45	0,45	9,8	57,86	2,57	1,23	71,17	7,71	78,88
5	2300	3	0,3	0,25	8,5	43,53	3,19	3,82	166,28	9,57	175,85
6	2500	6	0,3	0,25	9,3	52,11	3,82	5,03	262,11	22,92	285,03

Выбираем магистральную линию системы.

По известным величинам потерь давления на каждом участке определяется магистральная линия системы, т. е. линия от забора воздуха до его выброса, в которой суммарные потери на последовательно соединённых участках имеют наибольшую величину. Остальные участки, не вошедшие в магистральную линию, считаются ответвлениями.

В данной системе магистральной линией могут быть следующие последовательно соединённые участки: 1-2-3-4; 5-2-3-4; 6-3-4.



,

,

Т.е. принимаем магистральной линией последовательно соединённые участки 6-3-4.

Проверка необходимости увязки параллельных участков.

Расхождение потерь давления (невязка) в узловых точках соединения параллельных участков определяется по формуле

Д=,

где и - большие и меньшие потери давления на параллельных участках, Па.

Производим проверку необходимости увязки параллельных участков 1 и 5. Потери давления на участке 1 должны быть равны потерям давления на участке 5 (допускается расхождение не более 10%). Фактическое расхождение потерь давления по отношению к участку с большими потерями равно (189,01-175,85)/189,01·100%=6,96%

Так как Д1=? 10% увязка параллельных участков 1 и 5 не требуется.

Производим проверку необходимости увязки параллельных линий, состоящих с одной стороны из участков 5 и 2, а с другой - из участка 6.

Фактическое расхождение потерь давления по отношению к большим потерям равно:

Д5-2=·100%=·100%=12,7%

Так как Д5-2 ?10%, требуется увязка параллельных линий.

Производим проверку необходимости увязки параллельных линий, состоящих с одной стороны из участков 1 и 2, а с другой - из участка 6.

Фактическое расхождение потерь давления по отношению к большим потерям равно

Д1-2=·100%=·100%=8,1%

Так как Д1-2 ? 10% увязка параллельных линий не требуется.

Определяем требуемые параметры вентилятора

Требуемое давление вентилятора равно

Ртр=1,1 =1,1·451,59=496,75 Па

Требуемый расход воздуха равен

Lтр=1,1 Lсист=1,1·26100=28710 м3/час.

Размещено на Allbest.ru

...