МЕТОДИЧКА Крышной кондиционер2009
.pdfИмеются две панели для ввода и определения КМС. Первоначально
активизирована панель для ввода Σξ на участке (без КМС тройника). Данные величины определяются по таблицам справочной литературы или
после нажатия кнопки |
в строке меню программы. |
|
На |
первом участке магистрали (см. рис.21) имеется трехстворча- |
|
тый дроссель-клапан ξд.к=0,12 при |
ά=00 (полностью открытые створки). |
|
Данное |
значение может быть |
принято при использовании кнопки |
программы. Из расчета (см. рис.24) видно, что диаметры воздуховодов на первом и втором участке различны, т.е. на первом участке после тройника имеется переход с одного сечения на другое
(конфузор). КМС конфузора принимаем равным ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6 при использовании кнопки программы. На первом
участке потери давления в воздухораспределителе заданы (см. табл.3) не величиной КМС, а численным значением в размере 50 Па. Как учесть
эту величину в расчете, а также то, что материал воздуховода на участке №1– гибкий с эффектом гофрирования рассмотрим несколько
позже. Таким образом, Σξ на первом участке (без учета КМС тройника)
равна Σξ=ξд.к+ξконф =0,12+0,1=0,22. |
для |
определения |
КМС |
тройника |
||
Ниже |
находится |
панель |
||||
|
|
по формулам |
(7 или 8). |
Для |
активизации |
данной панели необходимо установить «птичку» в квадрате, находящемся левее панели. При определении вида тройника (тройник на проход или на ответвление) необходимо установить «точку» в зависимости от вида КМС тройника на участке. На первом участке (см. рис. 21) имеется тройник на ответвление. Выполнив вышеприведенные манипуляции по определению суммы КМС на участке, нажимаем кнопку
. После нажатия данной кнопки программа рассчитывает величину КМС тройника (по формулам (7 или 8)) и
суммирует её с величиной Σξ (без КМС тройника). Результат суммы всех
КМС на участке появляется в расчетной таблице Σξуч1=1,1959 (см. рис.24). Номер участка на панели ввода исходных данных меняется на следующий -
.
Если при помощи линейки прокрутки вернуться к первому участку то можно:
∙увидеть величину КМС тройника ξтр.отв.= 0,9759, вычисленную программой по формуле (8);
∙по нахождению «точки» проверить правильно ли задан тройник на участке (на проход или ответвление);
∙исправить ошибку если она допущена, при определении КМС (не учтено какое-либо местное сопротивление на участке
или задан неправильно вид тройника).
Далее аналогично вводятся и определяются КМС для оставшихся
участков магистрального пути.
При расчете и вводе КМС программой выполняется промежуточный аэродинамический расчет. Программа предлагает пользователю принять,
полученные по заложенному в ней алгоритму расчета, диаметры воздуховодов или изменить их в результате корректировки на последующем
этапе расчета. Проанализировав результаты промежуточного расчета (рис. 24) наметим следующую концепцию коррекции:
∙для доведения скорости на первом участке до рекомендуемых значений 3-5 м/с в гибких воздуховодах с эффектом гофрирования, уменьшить диаметр воздуховода до 180 мм:
∙на втором участке уменьшить диаметр воздуховода до 225 мм, чтобы оправдать наличие конфузора на расчетной схеме. Схе-
ма была выполнена раньше, чем был произведен аэродинамический расчет, и естественно лень авторов исключила возмож-
ность корректировки схемы |
(рис 21); |
программе, |
изме- |
∙ для показа возможностей, |
реализованных в |
||
нить сечение воздуховода на пятом участке |
с круглого диа- |
||
метром 315 мм на прямоугольное 400 на 300 мм. |
|
||
Прямое изменение значений КМС на участке (в пределах магистра- |
|||
ли/ответвления) и их перерасчет возможен только до нажатия |
кнопки |
.
Выполним коррекцию для первого участка. Согласно намеченного плана, выставив линейкой прокрутки участок №1, активизируем надпись
«диаметр» и изменим, диаметр с 200 мм на 180 мм и нажимаем кнопку , (см. рис. 25).
Рис. 25 Коррекция диаметра на первом участке
Далее для того же участка активизируем надпись «Дополнительное сопротивление в Па», вводим значение 50 Па (сопротивление воздухораспределителя (см. табл.3)), выбираем вид материала воздуховода на панели «Материал воздуховода на участке» и нажимаем кнопку
(рис. 26).
Рис. 26 Ввод дополнительного сопротивления и вида материала на первом участке
Линейкой прокрутки устанавливаем следующий номер участка, где производим коррекцию (участок №2). На этом участке меняем диаметр с 250 мм на 225 мм. Установив номер участка №5 меняем сечение возду-
ховода с круглого на прямоугольное. Для этого активизируем надпись
«Диаметр» и ставим «точку» рядом с пиктограммой . В появившихся ячейках «Ширина» и «Высота» выставляем сечение воздухово-
да 400 на 300 мм. Нажав кнопку |
, |
выполняем коррекцию, (см. рис. 27). |
|
Рис. 27 Предварительный результат корректировки участков №1, №2 и №5
Выполненную коррекцию нельзя считать окончательной. Дело в том, что, изменив параметры на участках №1, №2 и №5 мы изменили d, R, hд и Z и как следствие Rl+Z и Σ(Rl+Z) на указанных участках и магистрали в целом. Не изменились только КМС тройников. Поскольку по формулам (7 и 8) на КМС тройника влияют диаметры или сечения последующего или предыдущего участка, то необходимо произвести окончательную коррекцию результатов расчета в магистрали.
Заключается она в следующем. Линейкой прокрутки выставляется
участок №1 и нажимается кнопка . Аналогично поступаем для участков №2, №3, №4 и №5. При этом меняются значения КМС тройников и весь расчет магистрали в целом, (см. рис.28). Сравнение результатов расчета показывает, что потери дав-
ления в магистрали увеличились после окончательной коррекции со 107,7 Па (рис. 27) до 110,0 Па (рис.28).
Рис. 28 Окончательный результат расчета магистрали
Далее производят расчет и увязку ответвлений. Для этого нажима-
ют |
надпись |
и в ниспадающем меню нажима- |
ют |
надпись |
. После чего появляются |
новые ячейки для ввода логических данных в ответвлении (рис. 29). Для ответвления №1 номер участка в магистрали следующего за ответв-
лением принимаем против движения воздуха, т.е. участок №4 (см.
рис.21). Нажав кнопку, производим расчет и увязку ответвления №1 в той же последовательности, что и для магистрали.
Рис. 29 Ввод логических данных для ответвления №1
Результаты расчета и увязки ответвления №1 представлены на рис. 30. При выполнении увязки на участке №6 принят диаметр гибкого воздуховода 150 мм, а на участке №7 диаметр стального воздуховода 200 мм.
Рис. 30 Расчет и увязка ответвления №1
Невязка составляет ςотв1 = - 29,7%, что выше регламентируемых -10%. Дальнейшее уменьшение диаметров на участках №6 и №7 приведет к увеличению скорости выше заданного диапазона. Возможны два варианта снижения процента невязки:
∙Вариант 1. Установив линейкой прокрутки, расположенной в нижней части расчетной формы номер увязываемого ответвле-
ния, получим помимо процента невязки и потерь давления в ответвлении, также диаметр диафрагмы и место её установки, необходимый для полной увязки.
∙Вариант 2. Доведение процента невязки до требуемых значений возможно при изменении угла закрытия створок ά в дрос- сель-клапане. В данной версии программы этот вариант автоматического расчета не реализован, так как после нажатия
кнопки ввод и изменение
на участке Σξ (без КМС тройника) заблокирован.
В случае если невязка будет иметь положительное значение необходимо магистраль проводить через ответвление с большими потерями давления. В этом случае на экране появляется дополнительная форма с предложением пересмотра трассировки магистрали и её пересчета (см. рис. 31).
Рис. 31 Сообщение о необходимости выбора нового магистрального пути
Окончательный результат расчета магистрального пути и всех ответвлений приведен на рис. 32.
|
Рис. 32 Результат расчета сети |
|
Определение коэффициентов местных сопротивлений |
|
МАГИСТРАЛЬ |
|
Участок №1 |
1. |
Дроссель-клапан трехстворчатый ξд.к=0,12 при ά=00 (полностью |
открытые створки). |
|
2. |
Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6. |
3. |
Тройник на ответвление ξтр.отв.= 0,9759, вычислено программой по |
формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,12+0,1=0,22
Сумма КМС на участке №1 - Σξ1=0,22+0,9759=1,1959.
Участок №2
1.Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Тройник на проход ξтр.пр.= 0,218, вычислено программой по формуле (7).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1. Сумма КМС на участке №2 - Σξ2=0,1+0,218=0,318.
Участок №3
1.Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Отвод 900 при R/d=2 ξотв= 0,44
3.Тройник на ответвление ξтр.отв.= 1,0444, вычислено программой по формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1+0,44=0,54.
Сумма КМС на участке №3 - Σξ3=0,54+1,0444=1,5844.
Участок №4
1. |
Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6. |
|
2. |
Тройник на проход ξтр.пр.= 0,2413, вычислено программой по форму- |
|
ле (7). |
|
|
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1. |
||
Сумма КМС на участке №4 |
- Σξ4=0,1+0,2413=0,3413. |
|
|
|
Участок №5 |
Сумма КМС на участке №5 |
- Σξ5=1,14. |
ОТВЕТВЛЕНИЕ №1 Участок №6
1.Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Отвод 900 при R/d=2 ξотв= 0,44.
3.Воздухораспределитель ξвозд= 1,4 (по заданию, табл.3).
4.Дроссель-клапан трехстворчатый ξд.к=0,12 при ά=00 (полностью открытые створки).
5. Тройник на проход ξтр.пр.= 0,3568, вычислено программой по формуле (7).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) -
Σξ=0,1+0,44+1,4+0,12=2,06.
Сумма КМС на участке №6 - Σξ6=2,06+0,3568=2,4168.
Участок №7
1.Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Отвод 900 при R/d=2 ξотв= 0,44
3.Тройник на ответвление ξтр.отв.= 0,9698, вычислено программой по формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1+0,44=0,54. |
|
||||||||
Сумма КМС на участке №7 |
- Σξ7=0,54+0,9698=1,5098. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
ОТВЕТВЛЕНИЕ №2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Участок №8 |
|
|
|
|
1. |
Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6. |
|
|
||||||
2. |
Отвод 900 при R/d=2 ξотв= 0,44 |
|
|
|
|
||||
3. |
Воздухораспределитель ξвозд= 1,4 (по заданию, табл.3). |
|
|||||||
4. |
Дроссель-клапан |
трехстворчатый |
ξд.к=0,12 при |
ά=00 (полностью |
|||||
открытые створки). |
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
Тройник на проход ξтр.пр.= 0,3568, вычислено программой по форму- |
||||||||
ле (7). |
КМС |
на |
участке |
(без |
КМС |
тройника) |
- |
||
Сумма |
|||||||||
Σξ=0,1+0,44+1,4+0,12=2,06. |
- Σξ8=2,06+0,3568=2,4168. |
|
|||||||
Сумма КМС на участке №8 |
|
ОТВЕТВЛЕНИЕ №3 Участок №9
1.Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Дроссель-клапан трехстворчатый ξд.к=0,12 при ά=00 (полностью открытые створки).
3.Тройник на ответвление ξтр.отв.= 1,4232, вычислено программой по формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1+0,12=0,22. Сумма КМС на участке №9 - Σξ9=0,22+1,4232=1,6432.
ОТВЕТВЛЕНИЕ №4 Участок №10
1. Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6.
2.Воздухораспределитель ξвозд= 1,4 (по заданию, табл.3).
3.Дроссель-клапан трехстворчатый ξд.к=0,12 при ά=00 (полностью открытые створки).
4.Тройник на ответвление ξтр.отв.= 0,7883, вычислено программой по формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1+1,4+0,12=1,62 Сумма КМС на участке №10 - Σξ10=1,62+0,7883=2,4083.
|
ОТВЕТВЛЕНИЕ №5 |
|
Участок №11 |
1. |
Конфузор ξконф= 0,1 при отношении l/d > 0,6. |
2. |
Отвод 900 при R/d=2 ξотв= 0,44 |
3. |
Дроссель-клапан трехстворчатый ξд.к=0,12 при ά=00 (полностью |
открытые створки).
4. Тройник на ответвление ξтр.отв.= 1,0129, вычислено программой по формуле (8).
Сумма КМС на участке (без КМС тройника) - Σξ=0,1+0,44+0,12=0,66 Сумма КМС на участке №11 - Σξ11=0,66+1,0129=1,6729.
НЕВЯЗКА Ответвление №1
Ответвление №2
Ответвление №3
Ответвление №4
Ответвление №5
Невязка в 10% и менее имеет место только в ответвлениях №3 и №5. Для остальных ответвлений, если не устанавливать диафрагму на
соответствующем участке необходимо выполнить перерасчет увязки ответвлений вручную (второй вариант).
Перерасчет невязки для ответвления №1 (вариант 2)
Добиться необходимого процента невязки можно следующим образом. На участке №6 ответвления №1 необходимо изменить угол наклона ство-
рок |
дроссель-клапана, |
увеличив соответственно КМС дроссель-клапана |
|
и как следствие величину суммарных потерь |
давления в ответвлении |
||
№1. |
Сумма потерь в ответвлении №1 равна Σ(Rl+Z)отв1=59,2172 Па. |
||
|
|||
|
Сумма потерь на |
участках №1, №2 и |
№3 магистрали равна |
Σ(Rl+Z)участков1-3=84,2371 Па.
Невязка составляет ςотв1=-29,7018%. Чтобы попасть в рекомендуемый процент необходимо повысить потери давления в дроссель-клапане примерно на 20 Па.
Потери давления в местных сопротивлениях на участке №6 равны.
Z6=hд*Σξуч.6 = 9,2302*2,4168=22,3075 Па
Увеличиваем эту величину на 20 Па.
Zкорр 6=22,3075 + 20 = 42,3075 Па
В то же время потери давления в местных сопротивлениях на участке согласно формулы (6)
Z=hд ξ тр ∑ ξ
Z = Zкорр 6 = 42,3075 Па
КМС тройника на проход ξтр. = ξтр.пр.= 0,3568,
Σξ=ξд.к.+ ξконф.+ ξотв+ξвозд, или Σξ=ξд.к.+0,1+0,44+1,4.
Скоростное давление hд=9,2302 Па
Подставляем известные численные значения и решаем уравнение (5) относительно КМС дроссель-клапана ξд.к.
ξд.к.=(42,3075/9,2302) –(0,3568+0,1+0,44+1,4)=2,2868
Значению ξд.к=2,2868 трехстворчатого дроссель-клапана соответствует угол наклона ά=30,960.
Невязка при этом будет равна:
ςотв 1=79 ,, 2172−84 , 2371 100=−5,959 84 2371
Перерасчет невязки для ответвления №2
На участке №8 ответвления №2 определяем, на какой угол наклона необходимо изменить положение створок дроссель-клапана.
Сумма потерь в ответвлении №2 равна Σ(Rl+Z)отв2=26,053 Па. |
|
||||||||
Сумма потерь на участке №1 магистрали равна (Rl+Z)участ1=59,033 |
|||||||||
Па. Невязка составляет ςотв2= -55,8671%. Необходимо повысить потери |
|||||||||
давления в дроссель-клапане примерно на 30 Па. |
|
|
|||||||
Потери давления в местных сопротивлениях на участке №8 равны. |
|||||||||
|
Z8=hд*Σξуч.8 = 9,2302*2,4168=22,3075 Па |
|
|
||||||
|
|
Увеличиваем эту величину на 30 Па. |
|
|
|||||
|
|
Zкорр 8=22,3075 + 30 = 52,3075 Па |
|
|
|||||
Z = Zкорр 8 = 52,3075 Па |
|
|
|
|
|
|
|||
КМС тройника на проход ξтр. = ξтр.пр.=0,3568, |
|
|
|||||||
Σξ=ξд.к.+ ξконф.+ ξотв+ξвозд, или Σξ=ξд.к.+ 0,1+ 0,44+1,4. |
|
|
|||||||
Скоростное давление hд=9,2302 Па |
|
|
|
|
|||||
Решаем уравнение (6) относительно КМС дроссель-клапана ξд.к. |
|
||||||||
|
ξд.к.=(52,3075/9,2302) –(0,3568+0,1+0,44+1,4)=3,37 |
|
|||||||
Значению ξд.к=3,37 трехстворчатого дроссель-клапана соответствует |
|||||||||
угол наклона ά=34,570. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Невязка при этом будет равна: |
|
|
|
|
|||||
|
|
ς |
отв 2 |
= |
56 , 053−59 , 033 |
100=−5,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
59 , 033 |
|
|
|
|
||
|
Перерасчет невязки для ответвления №4 |
|
|
||||||
На участке №10 ответвления №4 определяем, на какой угол наклона |
|||||||||
необходимо изменить положение створок дроссель-клапана. |
|
|
|||||||
Сумма потерь в ответвлении №4 равна Σ(Rl+Z)отв4=24,4764 Па. |
равна |
||||||||
Сумма |
потерь |
на |
|
участке |
№6 |
ответвления |
№1 |
Σ(Rl+Z)участ6=37,6913 Па. Невязка составляет ςотв4= -35,0609%. Необходимо повысить потери давления в дроссель-клапане примерно на 10 Па.
Потери давления в местных сопротивлениях на участке №10 равны.
Z10=hд*Σξуч.10 = 9,2302*2,4083=22,229 Па
Увеличиваем эту величину на 10 Па.
Zкорр 10=22,229 + 10 = 32,229 Па
Z = Zкорр 10 = 32,229 Па
КМС тройника на ответвление ξтр. = ξтр.отв.=0,7883,
Σξ=ξд.к.+ ξконф.+ξвозд, или Σξ=ξд.к.+ 0,1+1,4.
Скоростное давление hд=9,2302 Па
Решаем уравнение (6) относительно КМС дроссель-клапана ξд.к.
ξд.к.=(32,229/9,2302) –(0,7883+0,1+1,4)=1,203
Значению ξд.к=1,203 трехстворчатого дроссель-клапана соответствует угол наклона ά=23,360.
Невязка при этом будет равна:
ςотв 4=34 ,, 4764−37 ,6913 100=−8,53 37 6913