Примечание. Здачение ui для каждого этажа равно значению v% для

вышележащего этажа; для тройника этажа 1 Di = 0.

§ 56 Расчет вытяжных систем вентиляции по статическому давлению

00

из

Рис. XI.11. Распределение статических дав­лений по высоте сборного канала 16-этаж­ного здания с присоединением ответвлений через четыре этажа

1 — при £_эт =50 м³/ч и Сб2=-б°: 2 — при Л_эт =90 м³/ч и Oj=6°; 3 — при -90 м³/ч и 02—90°

Рис. XI. 12. Расчетная схема к примеру XI.3

2. Определяется дополнительное сопротивление на входе в ответ­вление (искомая величина) по формуле

^Рдопя ~ Ррп (ЯРш Оэт (^£эт “Ь О Рд.эт — Рстя» (XI.77)

где ррп — расчетное давление на уровне п-ro этажа [см. формулу (Х1.38)]; (/?Рш0эт — потери на трение в ответвлении с этажа; 2£_Эт— сумма коэффициентов мест­ных сопротивлений ответвления с этажа (естественно, без учета тройника); р_д.зт — динамическое давление в ответвлении, определяемое по скорости vzn-

На рис. XI.И показано распределение статического давления по высоте сборного канала 16-этажного здания. К каналу присоединено 11 ответвлений. При а₂<С90° наблюдается снижение статического дав­ления в нижней части канала. Это — следствие эжекции потоков ответ­влений с нижних этажей. Подробнее расчет систем с вертикальными ка­налами изложен в сборнике [16].

Пример XI.3. Рассчитать вытяжную систему естественной вентиляции для 16-этаж­ного здания (схема системы показана на рис. XI. 12). Ответвления присоединяют­ся к сборному каналу с перепуском в четыре этажа. Диаметр каналов этажей (ответвлений) й?=160 мм, диаметр сборного канала 315 мм, длина ответвления [₀тп = = 12 м.

Решение. Расчет проводится по формулам данного параграфа. Результаты расчета занесены в табл. XI.5. Принятые коэффициенты местных сопротивлений: для зонта при выходе в атмосферу £=1,6, для жалюзийной решетки ответвлений С=1,3. По формуле (XI.1) рд.отв = 0,56 Па. По номограмме на рис. XI.2, a I?_OTb = 0,11 Па/м. Значение (З_ш = 1; Др=0,075 кг/м³; а₂=6°.

§ 57. Воздуховоды равномерной раздачи

И РАВНОМЕРНОГО ВСАСЫВАНИЯ

Воздуховоды равномерной по длине раздачи и равномерного по длине всасывания находят в технике широкое применение. Приточные воздуховоды, подающие воздух равномерно по длине, применяют в воз-а)

Рис. XI.13. Воздуховод равномерной раздачи посто­янного поперечного сечения с переменными по дли­не размерами отверстий

а — общий вид воздуховода: 1 — N — номера отверстий:

1 f—fft—площади отверстий; б — направление движения

воздуха из отверстий; в — направление движения воздуха при устройстве внешнего экрана

-4 I 1 -^*7. I fn-1

1 Т\ Гг i*f /V-г /V

1И

ИN

Ц'у—

ГС

-jrjt

)^г),

расхода воздуха в попереч- осуществлять различными

душных завесах, для сдувания вредных вы­делений с поверхности испарения, для раз­дачи воздуха в помещениях. Вытяжные воз­духоводы, удаляющие воздух равномерно по длине, применяют в местных и бортовых отсосах и других вентиляционных и техно­логических устройствах. Термин «равномер­ность» предполагает линейную зависимость ном сечении воздуховода от его длины.

Равномерную раздачу воздуха можно техническими приемами.

Наиболее часто применяют воздуховоды постоянного поперечного сечения с переменной по длине площадью отверстий или щелей в стен­ках для выхода воздуха (рис. XI.13,а). Другая разновидность — возду­ховоды переменного сечения с одинаковыми по длине отверстиями или щелями для выхода воздуха.

Конструктивное оформление отверстий и щелей в стенках возду­ховода весьма разнообразно. Самое простое устройство для выхода воз­духа — это поперечная или продольная щель в стенке воздуховода либо отверстие с острыми краями. Недостатком такого устройства является неоднородность струй воздуха по скорости и направлению (рис. XI.13, б). Иногда возможно налипание струй, выходящих из щелей или отвер­стий, на наружную поверхность воздуховода. В этом случае воздуховод равномерной раздачи создает в помещении весьма неравномерные пото­ки. Простейшим устройством, направляющим струи и препятствующим налипанию их на воздуховод, является внешний экран (рис. XI. 13,в). Для этой же цели служат различные направляющие решетки, козырьки и внутренние экраны. Хорошие результаты дает раздача воздуха через мелкие круглые или прямоугольные отверстия— перфорацию. Перфори­рованные воздуховоды широко применяют на практике.

При расчете воздуховодов равномерной раздачи принимают сле­дующие допущения: коэффициенты местного сопротивления выхода для отверстий или щелей постоянны по длине воздуховода, сопротивление движению воздуха по воздуховоду создается трением (местное сопро­тивление при делении потока не учитывается).

Рассмотрим схему давлений в приточном воздуховоде равномер­ной раздачи при постоянном сечении его (рис. XI. 14). Предположим, что число отверстий очень велико, и можно считать, что они составля­ют сплошное продольное отверстие высотой б_х.

Статическое давление в конце воздуховода при х—0

Рс. (XI. 78)

Динамическое давление в этом сечении равно нулю, так как рас­ход в направлении х отсутствует. Следовательно, полное давление Рпж в этом сечении равно статическому.

Рис. XI. 14. Распределение дав­лений по длине воздуховода равномерной раздачи

Р_п. Р_ст> Р_д—соответственно пол­ное, статическое и динамическое давление по длине воздуховода: / — длина воздуховода; ft> — пло­щадь воздуховода: Lo — расход

воздуха через воздуховод

В произвольном сечении х изменение полного давления определя­ется потерями давления на трение:

dx

(XI. 79)

d (Ар.г) ⁼ ^тр ~~J~ Рдх>

где Хтр — коэффициент сопротивления трения; d — диаметр круглого воздуховода или эквивалентный по скорости диаметр прямоугольного воздуховода; р_ях — динами­ческое давление в сечении х, определяемое по формуле

/ \² Р

“(77^х) 7 ^Рл' ⁼ (^'^Х) "2”⁼

илп

(XI. 80)

Рл

х

где L\ — расход воздуха на 1 м воздуховода; р_я\ — динамическое давление в се- чении воздуховода при х=1 м.

Проинтегрируем выражение (XI.79), предположив режим движе­ния соответствующим гидравлически шероховатым воздуховодам:

Ар* ~ ^тр РД1 * (XI.81)

При этом постоянная интегрирования равна нулю.

Полное давление в воздуховоде в произвольном сечении х\

Рпх ~ Рст.к ""Ь Ар*. (XI.82)

(XI.83)

Количество воздуха, выходящего через отверстие в боковой стен­ке воздуховода, определяется значением статического давления:

Рстх — Рпх — Рдх»

или

(XI. 84)

, *тр *³

Рпх — Рст.к + Рд¹ — ^х Рд1-

Следовательно, величина р_стх изменяется по длине воздуховода. Ана­лиз этой функции при произвольных значениях аргумента х//>0, в том числе при хЦ— 1, показал наличие экстремальной точки, в которой Рстх принимает минимальное значение. Конфигурация кривой р_СТх по­казана на рис. XI.14.

Значение р_Ст.к, которое определяется скоростью выхода воздуха и коэффициентом местного сопротивления отверстия [формула (XI.78)]

,0,1

(XI. 86) _йр

Рис XI. 15. График изменения Дрст* по длине воздуховода равномерной раздачи при постоянном сечении его 1 — при A_Tp=const; 2— при A_Tp~f (Re)

можно-принять за условный нуль. Тогда изменение статического дав­ления по длине воздуховода будет определять величина

&Рстх— Рстх — Рст-к ⁼⁼ Рд1 ^х~ I "- ■ ^х И.

3d

(XI. 85)

Эту формулу можно записать в обобщенном виде, если ввести аргу­мент х:

Арст* — ^{х х} •

1											/!
											I
,
										■	'
Ч	V				0,5	II |1			1	1
	ч					|1 ■ I
						I' I1			>
			у\	2		И ||		J	1
				\ \		|1 ]|		//
			1		ч ч.	JLI.	*	/
						1

■0.1

где Дрстж — обобщенное изменение статического давления по длине воздуховода, равное

(XI. 87)

А Рстх / А*гр

Арстх —'

РД1 V 3d

(XI. 88)

х — обобщенная абсцисса, равная

х =

3d/^_p

*

На рис. XI. 15 представлен график изменения Лрстх по длине возду­ховода равномерной раздачи при постоянном сечении его. Характерна конфигурация кривой.

Для «коротких» воздуховодов, когда х<. 1 (x<23dfK_TP), статическое давление в начале воздуховода меньше, чем в его конце (при х=0). При этом на расстоянии х=²/з от конца воздуховода наблюдается мини­мальное статическое давление (Лр_Ст=—0,148). Для «протяженных» воздуховодов, когда х>1 (х>Зс(Д_тр), статическое давление в начале воздуховода больше р_ст._к и при увеличении его длины резко возрастает.

При выводе формул (XI.86) — (XI.88) не учитывалась зависимость А_тр от v и, следовательно, от х. Это справедливо лишь для режима дви­жения, соответствующего гидравлически шероховатым воздуховодам.

Аналогичный результат можно получить для режима движения, соответствующего гидравлически гладким воздуховодам, с учетом из­вестной зависимости, справедливой для Re^ll d/K'-

_я d_

^— Re^0,25 •

Формула (XI.84) для этого режима движения принимает вид

(XI. 89)

„2.75

Рд1 — ^х Рдt •

Рстх — Рст-к 4“

2,75d

а формулы (XI.86) — (XI.88) соответственн

о

Дрст* = *^2,75 — (XI - 90)

^Лрс"“^кти)^{; (Х1,9|)}

* (XI. 92)

2,75dA,

Здесь Яг—коэффициент сопротивления трения воздуховода

Зависимость (XI.90) представлена на рис. XI. 15 пунктирной ли­нией.

Расчет воздуховода равномерной раздачи при постоянном сечении его проводят в такой последовательности.

1. Определяют, расход воздуха через одно отверстие или на 1 м длины воздуховода:

^>тв= — ИЛИ Lj = — .

Определяют величину р_п\.

2. Вычисляют статическое давление в конце воздуховода по фор­муле (XI.78) при заданном значении у_Быху-

3. Определяют режим движения воздуха и распределение стати­ческого давления вдоль воздуховода по формуле (XI.84) (для области гидравлически шероховатых груб и переходной) или по формуле (XI.89) (для области гидравлически гладких труб).

Величину рстх можно определить также по графику на рис. XI.15.

U_ /СвыхР У'» N	\ 2/?стх
и	( Р
N Цвых	1 2рстх
	^вых Р V
" 1 1	V 2Рстх 1

4. Определяют площадь отверстий по одной из следующих формул:

или

fx = 77^- ( ТГ"—Г (XI.93)

⁶‘=-li£:J • ^<Х1-⁹⁴⁾

Примечание Определение / можно проводить не для каждого отверстия, а для группы их, разбив воздуховод по длине на четыре — десять участков в зависимо­сти от его протяженности.

Пример XI.4. Рассчитать воздуховод равномерной раздачи при постоянном по­перечном сечении (200X600 мм) с выпуском воздуха через щель переменной по длине ширины.

Расход приточного воздуха Lo = 4000 м³/ч, длина воздуховода / = 5 м Абсолют­ная шероховатость стенок воздуховода /(=0,1 мм. Скорость на выходе и_Иых = 8 м/с, коэффициент местного сопротивления выхода £вы* = 2,6 (р._Вых=0,62)

Значение

Решение. 1. Расход воздуха на 1 м длины воздуховода

IL1 ^	I2 !-’21	/ 0,222 \
\ f )	2	1 0,2-0,6 )

4000

L, = — = 0,222 м³/(с• м).

¹ 3600-5