Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

где =1,15 – коэффициент на местные сопротивления (вход в конус – 0,15; динамическое сопротивление за счет разгона воздуха до нужной величины – 1).

Z1 1,151,197 62 24,78 Па. 2

Суммарные потери давления на 1-ом участке: (Rl Z)1 7,537 24,78 32,315 Па.

Найдем скорость после смешения потоков 1 и 5, т. е. скорость в начале второго участка, м/с, по формуле

Тогда сечение воздуховода по формуле (2.35) будет равно:

Потери давления на трение по формуле (2.36)

где коэффициент гидравлического трения по формуле (2.37)

2 0,0125 0,0011 0,0125 0,0011 0,016. d2 0,352

101

Потери давления на местные сопротивления Z2= 0, т. к. на этом участке сопротивление только в тройнике, которым мы пренебрегаем.

Если в конце 2-го участка оставить сечение d2= 0,352 м, то потери давления в начале смешивания 2-го и 6-го участков будут:

Rl Z 1 Rl Z 2 32,315 4,447 36,762 Па,

что больше (Rl Z)1 32,315 Па, а должно быть равенство (постоянство вакуума). Таким образом, выполняем перерасчет диаметров в соответствии с формулой Дарси-Вейсбаха:

36,762 1/5

d2 d1 d1 1,026,

32,315

следовательно, в такое количество раз увеличиваем диаметр в начале смешивания 2 и 6 участков, т. е. в конце 2-го участка:

d2к d2н 1,026 0,352 1,026 0,361 м.

Это обеспечит постоянство вакуума по всей длине 2-го участка 32,315 Па.

Скорость в конце 2-го участка, м/с, найдем из условия сохранения расхода:

6 1 6 м/с.

102

Найдем скорость после смешения потоков 2 и 6, т. е. скорость в начале 3-го участка, м/с,

где коэффициент гидравлического трения по формуле (2.37)

3 0,0125 0,0011 0,015. 0,442

Потери давления на местные сопротивления Z3= 0. Согласно формуле (2.41), определим сечение воздуховода

в конце 3-го участка

103

Найдем скорость после смешения потоков 3 и 7, т. е. скорость в начале 4-го участка, м/с,

Тогда сечение воздуховода по формуле (2.35)

Потери давления на трение по формуле (2.36)

где коэффициент гидравлического трения по формуле (2.37)

4 0,0125 0,0011 0,015. 0,517

Потери давления на местные сопротивления Z3= 0. Согласно формуле (2.41) и (2.42), определим сечение воз-

духовода и скорость в конце 4-го участка

2.3.1. Подбор диаметров ответвлений при расчете воздуховодов

Как говорилось выше, из формулы Дарси-Вейсбаха при условии слабой зависимости от d, можно получить:

104

Пример 2.5. Подбор диаметров ответвлений при расчете воздуховодов

Исходные данные

При расчете 1-го участка (см. рис. 2.5) была найдена потеря полного давления Р1= 20 кГ/м2= 196,2 Па. Потеря полного давления по 2-му участку (d2= 100 мм) получилась равной Р2=

Порядок расчета

1. Найдем n по формуле (2.45)

n 28 1,4. 20

2. Определим n1/5 :

n1/5 1,07.

3. Следовательно, диаметр d2 нужно увеличить в 1,07 раза: d2 d2 1,07 100 1,07 107 мм.

2.4.Закономерности струйного течения

2.4.1.Примеры расчетов устройств воздухораспределения на основе теории свободной изотермической струи

Свободной является струя, не ограниченная стенками. Свободные струи образуются при истечении в пространство, заполненное той же средой, находящейся в относительно спокойном состоянии. Так как струи воздуха движутся в воздушной же струе, с точки зрения гидравлики они являются затопленными. Если плотность струи и окружающего воздуха одина-

105

кова, то ось струи прямолинейна. При различной плотности ось струи искривляется.

Структура свободной изотермической струи приведена на рис. 2.6. В начальном сечении A–B скорость потока во всех точках сечения одинакова. Осевая скорость на протяжении длины начального участка l0 одинакова и равна скорости воздуха в выходном сечении 0 . В области треугольника ABC во всех точ-

ках струи сохраняется одинаковая скорость нач .

Благодаря турбулентному перемешиванию с окружающим воздухом масса приточной струи по мере удаления от приточного отверстия возрастает, а скорость в ней уменьшается. Боковые границы струи соответствуют приблизительно лучам, исходящим из точки, называемой полюсом (точка 0).

106

На структуру струи оказывает влияние начальная турбулентность: чем турбулентнее поток перед выходом из насадка, тем интенсивнее протекает перемешивание его с воздухом атмосферы, тем больше угол расширения струи , тем короче длина начального участка и тем быстрее уменьшение осевой скорости в основном участке.

Основные параметры свободных струй, вытекающих из круглых и щелевых насадков, можно определить, используя формулы Г.Н. Абрамовича (табл. 2.5 и 2.5а), полученные на основании экспериментальных данных.

Таблица 2.5

Формулы для расчета свободных осесимметричных струй [27]

107