Аэродинамический расчет вентиляционной сети

1.3 Аэродинамический расчет вентиляционной сети

Целью расчета является определение давления, которое должен обеспечить вентилятор, чтобы была обеспечена необходимая воздухопроизводительность вентиляционной системы.

Расчет начинаем из составления аэродинамической безмасштабной схемы (рис 1.5).

Рис. 1.5 Аэродинамическая схема

Определяем давление, которое должен развить вентилятор по формуле:

 (1.12)

где  – потери давления в сети, Па;

 – избыточное давление в помещении вагона, Па;

- коэффициент запаса, учитывающий потери, которые невозможно

подсчитать;

.

Потери давления в сети:

 (1.13)

где  – потери давления воздуховода, Па;

- потери давления в аппаратах вентиляционной сети, Па.

Потери давления воздуховода:

 (1.14)

где  – потери на преодоление сил трения на прямолинейных участках воздуховода, Па;

- потери в местных сопротивлениях воздуховода, которые имеют место в узлах воздуховода, где происходит отрыв потоков воздуха от стенок, образованием завихрений в месте отрыва и потерь давления в зоне отрыва воздушного потока.

Потери в местных сопротивлениях воздуховода определяем по формуле:

 (1.15)

где  – коэффициент трения, который зависит от характера движения воздушного потока, состояния внутренней поверхности, шероховатости;

- длина участка воздуховода, м;

;

- эквивалентный диаметр воздуховода, м;

- скорость движения воздуха, м/с;

- плотность воздуха,;

.

Разобьем воздуховод на 10 участков и для каждого участка определим Скорость движения воздуха по формуле:

 (1.16)

Скорость воздуха на десятом участке:

Определяем эквивалентный диаметр воздуховода по формуле:

 (1.17)

Определяем коэффициент трения, который зависит от характера движения воздушного потока, состояния внутренней поверхности, шероховатости по формуле:

 (1.18)

где  – число Рейнольца.

Число Рейнольца определяем по формуле:

 (1.19)

где  – кинематическая вязкость воздуха;

.

Определим число Рейнольца на десятом участке:

Определяем коэффициент трения на десятом участке:

Дальнейший расчет делаем в табличной форме

Таблица 1.1 – таблица конечных результатов

Участки							, Па		, Па
1	0,154	0,7	0,49	11200	0,03	0,294	0,064	-	-
2	0,308	1,4	1,96	22400	0,026	1,176	0,222	-	-
3	0,462	2,1	4,41	33600	0,023	2,646	0,444	-	-
4	0,616	2,8	7,84	44800	0,022	4,704	0,755	-	-
5	0,77	3,5	12,25	56000	0,020	7,35	1,072	-	-
6	0,924	4,2	17,64	67200	0,0196	10,584	1,513	-	-
7	1,078	4,9	24,01	78400	0,019	14,406	1,996	-	-
8	1,232	5,6	31,36	89600	0,018	18,816	2,469	-	-
9	1,386	6,3	39,69	100800	0,0177	23,814	3,073	-	-
10	1,54	7	49	112000	0,017	29,4	3,644	0,2	5,88
Всего							15,252

Определяем местные сопротивления элементов вентиляционной системы.

К ним относятся повороты воздуховода, изменение сечений воздуховода, ответвления.

Коэффициент местного сопротивления при переходе воздушного потока из выпускного окна вентилятора в калорифер определяем по формуле:

 (1.20)

где - площадь сечения выпускного окна вентилятора, ;

;

 – площадь сечения калорифера,;

.

Рис. 1.6 Диффузор

Определяем потери в местных сопротивлениях диффузора:

Определяем коэффициент местного сопротивления в конфузоре по формуле:

 (1.21)

где - большой угол конфузора;

.

Потери в местных сопротивлениях конфузора:

Рис. 1.7 Конфузор

Потери давления воздуховода:

Потери давления в аппаратах:

 (1.22)

Где - аэродинамическое сопротивление фильтра, Па;

;

- аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя, Па;

- аэродинамическое сопротивление калорифера, Па;

- аэродинамическое сопротивление выпусков, Па;

- аэродинамическое сопротивление жалюзи, Па;

Потери давления в аппаратах не рассчитываем, а принимаем по данным завода изготовителя, которые в паспорте указывают аэродинамическое сопротивление при определенном расходе воздуха.

Потери давления в сети:

Определяем давление, которое должен развить вентилятор: