Отопление и вентиляция гражданского здания

 
 

                   5.2. Аэродинамический  расчет каналов. 

      Произведем  подбор сечения вытяжных каналов  и решеток, обеспечивающих удаление из помещения расчетного количества воздуха при расчетном естественном давлении. В первую очередь определим  естественное давление для каналов  ветвей каждого этажа по формуле:

      Р_еi = 9,81×Н_i×(r₅ - r_в), где

      Р_еi – естественное давление i-го этажа, Па;

      Н_i – разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа, м;

      r₅ – плотность воздуха при температуре 5°С, кг/м³, определяется по формуле:

       r _в – плотность воздуха при температуре t_в для рядовой жилой комнаты, определяется по формуле:

      Произведем  расчет естественного давления для 1-го и 2-го этажей:

      Р_е1 = 9,81×Н₁×(1,27 – 1,21) = 9,81×7.8×(1,27 – 1,205) =4,974Па;

      Р_е2 = 9,81×Н₂×(1,27 – 1,21) = 9,81×4.9×(1,27 – 1,205) =3,125 Па.

      При предварительном определении площади сечений каналов систем естественной вентиляции могут быть заданы следующие скорости движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа v=0,5-0,6 м/с, из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м/с больше, чем из предыдущего, но не выше 1 м/с;

      Скорость  в воздуховоде определяется по следующей  формуле: м/c,

      где А-площадь сечения канали или  воздуховода,м²; L-расход вентиляционного воздуха, м³/ч.

      Мы  рассматриваем приставную вентиляцию, которую конструируют и устанавливают  из шлакогипса. Следовательно воздуховоды имеют шероховатую поверхность.

     Аэродинамический  расчет воздуховодов начинаем с наиболее удаленной от вытяжной шахты ветви верхнего этажа, имеющей наименьшее естественное давление.

      Располагаемое естественное давление в системе  вентиляции для помещений первого  этажа равно : Р_е1 = 9,81×Н₁×(1,27 – 1,21) = 9,81×7.8×(1,27 – 1,205) =4,974Па;

для помещений  второго этажа:

      Р_е2 = 9,81×Н₂×(1,27 – 1,21) = 9,81×4.9×(1,27 – 1,205) =3,125 Па.

      Из  схемы вентиляции видно, что неблагоприятным  расположением будет канал №1, для которого возможна удельная потеря давления имеет наименьшее значение. Действительно, возможная удельная потеря давлений для участков 1в,2,3...8 при их общей длине

будет ,

а для участка 1н,3,4…8 при их общей длине 

будет ,

Приступаем  к расчету участков 1,2,3….8, для  которых удельное давление получилось меньше.

Участок 1. Для определения площади сечения канала зададимся скоростью 0,6 м/c. L=60м³/ч площадь сечения канала А,м², по формуле А=60/(3600×0,6)=0,028 м²

Принимаем для участка 1 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 150×200 мм(A=0,04м²). 
 

Так как этот канал  прямоугольного сечения, для определения  потери давления на трение установим  эквивалентный диаметр. Он определяется по формуле dэ = 2ab / (a + b).=171 мм.

Пользуясь номограммой, находим, что при скорости движения воздуха 0,42 м/с в воздуховоде диаметром 171 мм потеря давления на 1 м воздуховода равна 0,04 Па./м, а на всем участке длиной 1,29 м с учетом коэффициента шероховатости (β=1,12)  

Далее находим сумму  коэффициентов местных сопротивлений  участка:

Вход в жалюзийную решетку с поворотом потока ξ=2;

Три прямоугольных  колена ξ=3×1,24=3,72 

Сумма коэффициентов  местных сопротивлений для участка 1   

Динамическое давление , для скорости 0,56 м/c

Потеря давления на местные сопротивления участка 1 определяем,

Общая потеря давления на участке 1 составляет:

Участок 2. L=60м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 200×200 мм(A=0,04м²).

dэ =200 мм 

R=0,018 Па/м , β=1,083

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=1,3

Участок 3. L=120м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 200×400 мм(A=0,08м²).

dэ =267 мм 

R=0,0014 Па/м , β=1,083

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=1,25

Участок 4. L=170м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 200×400 мм(A=0,08м²).

dэ =267мм 

R=0,028 Па/м , β=1,11

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=0,8

Участок 5. L=220м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 200×400 мм(A=0,08м²).

dэ =267мм 

R=0,037 Па/м , β=1,25

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=0,8

Участок 6. L=280 м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 300×400 мм(A=0,12м²).

dэ =343мм 

R=0,03 Па/м , β=1,09

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=0,9

Участок 7. L=340 м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 300×400 мм(A=0,12м²).

dэ =343мм 

R=0,032 Па/м , β=1,13

На данном участке  имеется лишь одно местное сопротивление  через тройник ξ=0,8

Участок 8. L=440 м³/ч

Принимаем для участка 2 горизонтальный гипсошлаковый  короб размером 400×400 мм(A=0,16м²).

dэ =400мм 

R=0,023 Па/м , β=1,125

На данном участке  имеется два местного сопротивления через утепленный клапан и утепленную шахту с зонтом с коэффициентами 0,1 и 1,3 
 

 
 

Определим запас давления на неучтенные потери по формуле: 

SP_ni – суммарные полные потери давления по ветви i-го этажа от входа воздуха в решетку до выхода его из шахты в атмосферу, Па.

Запас давления должен составлять

Произведем увязку параллельных ветвей.  Для расчета параллельных ветвей вычислим расчетное давление в точке слияния потоков, расположенной на раннее рассчитанной ветви, по формуле:

P_р= P_ei- P_n=3,125- 1,631=1,494 Па

где P_ei- расчетное естественное давление для ветви рассматриваемого этажа, Па P_ei=3,125 Па

P_n- полные потери давления на общих с ранее рассчитанной ветвью участках, т.е. от точки слияния потоков до выхода воздуха в атмосферу. Па. P_n=1,631 Па. 

%

Где – сумма полных потерь давления на параллельных участках, т.е. от входа в решетку до точки слияния потока, Па.1,3515 Па

Сделаем поправку на высоту вытяжной шахты, мы приняли высоту по заданию. А в соответствии с  минимальной высотой вытяжных шахт: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Получаем что высота вытяжной шахты должна быть равна 3750 мм.