Эквивалентное_сопротивление_воздухоприточного_канала

Эквивалентное_сопротивление_воздухоприточного_канала

Технические характеристики оборудования системы вытяжной противодымной вентиляции

Для систем вытяжной и приточной противодымной вентиляции в качестве основных параметров, подлежащих учету, рассматриваются величины давления и подачи вентиляторов.

С учетом полученных расчетных значений Gsm, Tsm для помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, согласно принятым исходным данным, определяется необходимое количество дымоприемных устройств и их размещение. В соответствии со структурной схемой систем намечается трассировка этажных вытяжных каналов, вертикальных коллекторов. Предусматриваются места установки вентиляторов с фиксированным наружным выбросом продуктов горения.

Предварительный выбор размеров проходных сечений сборных элементов вытяжных каналов и оборудования (решеток, клапанов) проводится, исходя из условия обеспечения максимальной скорости течения газов не более 11 м/с (предпочтительно, в диапазоне 9-11 м/с). Если указанное условие является невыполнимым ввиду ограниченной возможности прокладки конструкций вытяжных каналов с соответствующими размерами на всем протяжении или локально, выбирается иной типоразмер сечений, который обеспечивал бы возможно меньшее увеличение скорости течения газов.

Определяется требуемая величина давления на начальном участке вытяжного канала (в защищаемом помещении) по зависимости вида:

где Psmo — статическое давление в вытяжном канале в конце начального участка, Па;

Рo — добавочное статическое давление в вытяжном канале, Па;

ξoi — коэффициент i-го местного сопротивления на начальном участке вытяжного канала;

λo — коэффициент сопротивления трения для вытяжного канала на начальном участке;

loi — длина i-го элемента вытяжного канала на начальном участке, м;

dэоi — эквивалентный гидравлический диаметр i-го элемента вытяжного канала на начальном участке, м;

ρsто — плотность газа при расчетной температуре дымового слоя, кг/м 3 ;

Vsmoi — локальная скорость газа, перемещаемого в i-м элементе вытяжного канала на начальном участке, м/с.

Величина добавочного статического давления в вытяжном канале определяется по суммарным потерям давления в приточных устройствах компенсирующей подачи воздуха с естественным побуждением тяги:

где Ra — эквивалентное сопротивление воздухоприточного канала, кг -1 ·м -1 ;

Ga — массовый расход приточного воздуха по зависимости, кг/с.

Локальная скорость перемещаемого в канале газа определяется соотношением

Для определения эквивалентного гидравлического диаметра прямоугольного сечения канала используется соотношение

где a, b — размеры сторон сечения, м.

Коэффициенты местного сопротивления определяются по справочным данным, а коэффициенты сопротивления трения — по известной зависимости А.Д. Альтшуля:

где Re — критерий Рейнольдса;

k — эквивалентная шероховатость внутренней поверхности канала (для воздуховодов из стали k = 0,1 мм).

Если между вертикальным коллектором и начальным участком канала рассматриваемой системы существует промежуточный транзитный участок, то величина давления в нем может быть определена при соответствующей замене Рsmо на Рsmо и Рo на Рsmо. Поправка на изменение величины массового расхода в конце такого промежуточного транзитного участка определяется следующими зависимостями:

где G smо — массовый расход газа в конечном сечении промежуточного участка канала, кг/с;

ΔGa — подсосы воздуха через конструкции промежуточного участка канала, кг/с;

ρа — плотность воздуха, кг/м 3 ;

La — подсосы воздуха, м 3 /ч;

dэpi, l’oi — эквивалентный гидравлический диаметр и длина i-го элемента промежуточного участка канала, м.

Изменение температуры газа в конечном сечении промежуточного участка канала определяется зависимостью

где ql — потери тепла на единицу длины канала, кВт/м;

l — суммарная длина промежуточного участка вытяжного канала, м.

Удельные потери тепла определяются зависимостями вида:

где kl — коэффициент теплопередачи, кВт/м·К;

α1, α2 — коэффициенты теплоотдачи от газа к внутренней поверхности и от внешней поверхности канала к окружающему воздуху, кВт/м 2 ·К;

λ1, λ2 — коэффициенты теплопроводности материалов собственно канала и огнезащитного покрытия, кВт/м·К;

dэ1, dэ2, dэ3 — эквивалентный гидравлический диаметр, соответствующий внутренней поверхности, внешней поверхности канала (внутренней поверхности огнезащитного слоя) и внешней поверхности этого слоя, м.

Коэффициенты теплопроводности λ1 и λ2 находятся по справочным данным. Значение α1 определяется из критериальной зависимости вида:

где Nu, Рr — критерии Нуссельта и Прандтля соответственно;

Количественные значения коэффициента εl устанавливаются по табличным справочным данным, а коэффициента εr — определяются по соотношению

где R — радиус изгиба канала, м.

Ввиду того что температура на внешней поверхности огнезащитного слоя вытяжного канала является неизвестной величиной, расчет qlТа 2 sm1 / 2,

где ξ1 — коэффициент местного сопротивления;

Значения ξ1 определяются по справочным данным с учетом геометрических характеристик элементов присоединения этажного канала к вертикальному коллектору при наличии противопожарного клапана. Коэффициент местного сопротивления для этого клапана определяется по техническим данным изготовителя.

При переходе на следующий участок вертикального коллектора принимается, что при давлении Psm1 остальные параметры имеют значения:

Давление в конце данного участка определяется зависимостью

где h2 — высота (длина) коллектора на данном участке, м;

Соответствующее изменение массового расхода газа в канале к концу данного участка составит

где ΔGda — расход воздуха, фильтрующегося в коллектор через неплотности противопожарного нормально закрытого клапана на данном участке, кг/с.

Измененная к концу данного участка температура газа определяется зависимостью

Для приближенных вычислений температуры газа в конце i-гo участка канала допускается не учитывать потери тепла через ограждающие конструкции канала. В этом случае взамен зависимости (61) может быть использовано соотношение:

Полученные в итоге аналогичных вычислений (для всех последующих вышележащих участков коллектора) параметры для верхней части коллектора (PsmN, TsmN, GsmN) используются для конечного определения параметров вентилятора системы:

Читайте также:  Как_раскалывать_грецкие_орехи

где Lv — подача вентилятора, м 3 /ч;

Psv — приведенное к стандартным условиям статическое давление вентилятора, Па;

Pd — суммарное сопротивление присоединительных воздуховодов (от коллектора до устройства наружного выброса), Па.

Для систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги минимально необходимое проходное сечение дымовых люков, устанавливаемых в покрытиях зданий, определяется зависимостью

где Fi — площадь проходного i-го дымового люка, м 2 ;

Gsm — суммарный массовый расход газа через дымовые люки, кг/м 3 ;

μi — коэффициент расхода i-го дымового люка;

ρsm — плотность газа в дымовом слое при температуре Tsm, кг/м 3 ;

hsm — толщина дымового слоя, м;

ρa — плотность наружного воздуха при температуре Та, кг/м 3 ;

kа — аэродинамический коэффициент ветрового напора для покрытия здания;

Расчет аэродинамических сопротивлений

После выбора диаметра или размеров сечения уточняется скорость воздуха: , м/с, где fф – фактическая площадь сечения, м 2 . Для круглых воздуховодов , для квадратных , для прямоугольных м 2 . Кроме того, для прямоугольных воздуховодов вычисляется эквивалентный диаметр , мм. У квадратных эквивалентный диаметр равен стороне квадрата.

Далее по величине vф и d (или dэкв) определяются удельные потери давления на трение R, Па/м. Это можно сделать по таблице 22.15 [1] или по следующей номограмме (промежуточные диаметры не подписаны):

Можно также воспользоваться приближенной формулой . Ее погрешность не превышает 3 – 5%, что достаточно для инженерных расчетов. Полные потери давления на трение для всего участка Rl, Па, получаются умножением удельных потерь R на длину участка l. Если применяются воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость βш. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода Кэ и величины vф.

Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов [1]:

Материал Сталь, винипласт Асбест Фанера Шлако- алебастр Шлако- бетон Кирпич Штукатурка по сетке
Кэ, мм 0.1 0.11 0.12 1.5

Значения поправки βш [1]:

Vф, м/с βш при значениях Кэ, мм
1.5
1.32 1.43 1.77 2.2
1.37 1.49 1.86 2.32
1.41 1.54 1.93 2.41
1.44 1.58 1.98 2.48
1.47 1.61 2.03 2.54

Для стальных и винипластовых воздуховодов βш = 1. Более подробные значения βш можно найти в таблице 22.12 [1]. С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rlβш, Па, получаются умножением Rl на величину βш.

Затем определяется динамическое давление на участке , Па. Здесь ρв – плотность транспортируемого воздуха, кг/м 3 . Обычно принимают ρв = 1.2 кг/м 3 .

Далее на участке выявляются местные сопротивления, определяются их коэффициенты (КМС) ξ и вычисляется сумма КМС на данном участке (Σξ). Все местные сопротивления заносятся в ведомость по следующей форме:

ВЕДОМОСТЬ КМС СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ (КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА)
№ уч-ка Местные сопротивления x Sx
1.
2.
1.
2.
И т.д.

В колонку «местные сопротивления» записываются названия сопротивлений (отвод, тройник, крестовина, колено, решетка, плафон, зонт и т.д.), имеющихся на данном участке. Кроме того, отмечается их количество и характеристики, по которым для этих элементов определяются значения КМС. Например, для круглого отвода это угол поворота и отношение радиуса поворота к диаметру воздуховода r/d, для прямоугольного отвода – угол поворота и размеры сторон воздуховода a и b. Для боковых отверстий в воздуховоде или канале (например, в месте установки воздухозаборной решетки) – отношение площади отверстия к сечению воздуховода fотв/fо. Для тройников и крестовин на проходе учитывается отношение площади сечения прохода и ствола fп/fс и расхода в ответвлении и в стволе Lо/Lс, для тройников и крестовин на ответвлении – отношение площади сечения ответвления и ствола fп/fс и опять-таки величина Lо/Lс. Следует иметь в виду, что каждый тройник или крестовина соединяют два соседних участка, но относятся они к тому из этих участков, у которого расход воздуха L меньше. Различие между тройниками и крестовинами на проходе и на ответвлении связано с тем, как проходит расчетное направление. Это показано на следующем рисунке.

Здесь расчетное направление изображено жирной линией, а направления потоков воздуха – тонкими стрелками. Кроме того, подписано, где именно в каждом варианте находится ствол, проход и ответвление тройника для правильного выбора отношений fп/fс, fо/fс и Lо/Lс. Отметим, что в приточных системах расчет ведется обычно против движения воздуха, а в вытяжных – вдоль этого движения. Участки, к которым относятся рассматриваемые тройники, обозначены галочками. То же самое относится и к крестовинам. Как правило, хотя и не всегда, тройники и крестовины на проходе появляются при расчете основного направления, а на ответвлении возникают при аэродинамической увязке второстепенных участков (см. ниже). При этом один и тот же тройник на основном направлении может учитываться как тройник на проход, а на второстепенном – как на ответвление с другим коэффициентом.

Примерные значения ξ [1] для часто встречающихся сопротивлений приведены ниже. Решетки и плафоны учитываются только на концевых участках. Коэффициенты для крестовин принимаются в таком же размере, как и для соответствующих тройников.

Читайте также:  Мдф_плинтус_на_саморезы

Значения ξ некоторых местных сопротивлений.

Наименование сопротивления КМС (ξ) Наименование сопротивления КМС (ξ)
Отвод круглый 90 о , r/d = 1 0.21 Решетка нерегулируемая РС-Г (вытяжная или воздухозаборная) 2.9
Отвод прямоугольный 90 о 0.3 … 0.6
Тройник на проходе (нагнетание) 0.25 … 0.4 Внезапное расширение
Тройник на ответвлении (нагн.) 0.65 … 1.9 Внезапное сужение 0.5
Тройник на проходе (всасывание) 0.5 … 1 Первое боковое отверстие (вход в воздухозаборную шахту) 2.5 … 4.5
Тройник на ответвлении (всас.) –0.5 * … 0.25
Плафон (анемостат) СТ-КР,СТ-КВ 5.6 Колено прямоугольное 90 о 1.2
Решетка регулируемая РС-ВГ (приточная) 3.8 Зонт над вытяжной шахтой 1.3

*) отрицательный КМС может возникать при малых Lо/Lс за счет эжекции (подсасывания) воздуха из ответвления основным потоком.

Более подробные данные для КМС указаны в таблицах 22.16 – 22.43 [1]. После определения величины Σξ вычисляются потери давления на местных сопротивлениях , Па, и суммарные потери давления на участке Rlβш + Z, Па. Когда расчет всех участков основного направления закончен, значения Rlβш + Z для них суммируются и определяется общее сопротивление вентиляционной сети ΔРсети = Σ(Rlβш + Z). Величина ΔРсети служит одним из исходных данных для подбора вентилятора [4]. После подбора вентилятора в приточной системе делается акустический расчет вентиляционной сети (см. главу 12 [5]) и при необходимости подбирается глушитель [4].

Результаты расчетов заносятся в таблицу по следующей форме.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ (КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА)
№ уч-ка Расчетный расход L Размеры воздуховода Потери давления на трения βш Rlβш Па Рд, Па Sx Z, Па Rl+Z, Па
l, м d или a×b, мм fор, м 2 fф, м 2 Vф, м/с dэкв мм R, Па/м Rl, Па

После расчета основного направления производится увязка одного – двух ответвлений. Если система обслуживает несколько этажей, для увязки можно выбрать поэтажные ответвления на промежуточных этажах. Если система обслуживает один этаж, увязываются ответвления от магистрали, не входящие в основное направление (см. пример в п.2.3). Расчет увязываемых участков производится в той же последовательности, что и для основного направления, и записывается в таблицу по той же форме. Увязка считается выполненной, если сумма потерь давления Σ(Rlβш + Z) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы Σ(Rlβш + Z) вдоль параллельно присоединенных участков основного направления на величину не более чем ±10%. Параллельно присоединенными считаются участки вдоль основного и увязываемого направлений от точки их разветвления до концевых воздухораспределителей. Если схема выглядит так, как показано на следующем рисунке (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rlβш + Z для участка 2 равнялась Rlβш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью ±10%.

Увязка достигается подбором диаметров или сечений на увязываемых участках, а если это невозможно, установкой на ответвлениях дроссель-клапанов или диафрагм.

Дайджест документа: Методические рекомендации Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий. Методические рекомендации 24.12.2007

п — коэффициент дисбаланса.

(51)

Диапазон допускаемого дисбаланса: -0,3 ≤ п ≤ 0,3.

(47)

Удельные потери тепла определяются зависимостями вида:

ρ s то — плотность газа при расчетной температуре дымового слоя, кг/м 3 ;

ε l , ε r — поправочные коэффициенты;

λ o — коэффициент сопротивления трения для вытяжного канала на начальном участке;

где Re — критерий Рейнольдса;

Для систем вытяжной и приточной противодымной вентиляции в качестве основных параметров, подлежащих учету, рассматриваются величины давления и подачи вентиляторов.

где q l — потери тепла на единицу длины канала, кВт/м;

Для определения требуемого объемного расхода подаваемого воздуха применяются зависимости

Р o — добавочное статическое давление в вытяжном канале, Па;

(53)

где Nu, Р r — критерии Нуссельта и Прандтля соответственно;

Для приближенных вычислений температуры газа в конце i -гo участка канала допускается не учитывать потери тепла через ограждающие конструкции канала. В этом случае взамен зависимости (61) может быть использовано соотношение:

Значение La определяется по аппроксимирующей зависимости согласно п. 1 прил. 3. При этом в аппроксимирующей формуле для воздуховодов класса «П» принимается:

5.1.1. С учетом полученных расчетных значений Gsm , Tsm для помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, согласно принятым исходным данным, определяется необходимое количество дымоприемных устройств и их размещение. В соответствии со структурной схемой систем намечается трассировка этажных вытяжных каналов, вертикальных коллекторов. Предусматриваются места установки вентиляторов с фиксированным наружным выбросом продуктов горения.

где Lv — подача вентилятора, м 3 /ч;

где F i — площадь проходного i -го дымового люка, м 2 ;

l — суммарная длина промежуточного участка вытяжного канала, м.

Ga — массовый расход приточного воздуха по зависимости (45), кг/с.

Давление в конце данного участка определяется зависимостью

μ i — коэффициент расхода i -го дымового люка;

(53)

где Ra — эквивалентное сопротивление воздухоприточного канала, кг -1 ·м -1 ;

Способы подачи воздуха могут быть различными, но в основном подразделяются на использование принудительной и естественной вентиляции. Естественная вентиляция может быть предусмотрена с применением дверей наружных выходов помещения или специально выполненных воздухоприточных каналов. Требуемые размеры проходных сечений таких дверей и каналов определяются с учетом их фактического гидравлического сопротивления, соотносимого с установленным статическим давлением вытяжной противодымной вентиляции.

α1, α2 — коэффициенты теплоотдачи от газа к внутренней поверхности и от внешней поверхности канала к окружающему воздуху, кВт/м 2 ·К;

Читайте также:  Когда_можно_прививать_деревья_осенью

Vsmoi — локальная скорость газа, перемещаемого в i -м элементе вытяжного канала на начальном участке, м/с.

При этом Re определяется по теплофизическим параметрам, приведенным в прил. 2:

где Psmo — статическое давление в вытяжном канале в конце начального участка, Па;

(49)

(57)

где k l — коэффициент теплопередачи, кВт/м·К;

(56)

Δ Ga — подсосы воздуха через конструкции промежуточного участка канала, кг/с;

T a , Tsm — абсолютные температуры воздуха и удаляемых продуктов горения, К.

Для первого такого участка вначале определяется давление в конечном сечении:

Величина добавочного статического давления в вытяжном канале определяется по суммарным потерям давления в приточных устройствах компенсирующей подачи воздуха с естественным побуждением тяги:

Psv — приведенное к стандартным условиям статическое давление вентилятора, Па;

Коэффициенты теплопроводности λ1 и λ2 находятся по справочным данным. Значение α1 определяется из критериальной зависимости вида:

(61)

Значения ξ 1 определяются по справочным данным [12] с учетом геометрических характеристик элементов присоединения этажного канала к вертикальному коллектору при наличии противопожарного клапана. Коэффициент местного сопротивления для этого клапана определяется по техническим данным изготовителя.

dэоi — эквивалентный гидравлический диаметр i -го элемента вытяжного канала на начальном участке, м;

Коэффициенты местного сопротивления определяются по справочным данным [11], а коэффициенты сопротивления трения — по известной зависимости А.Д. Альтшуля:

(46)

5.1.5. При переходе на следующий участок вертикального коллектора принимается, что при давлении Psm 1 остальные параметры имеют значения:

5.1.4. Параметры перемещаемого газа при входе его в вертикальный коллектор соответствуют значениям

k — эквивалентная шероховатость внутренней поверхности канала (для воздуховодов из стали k = 0,1 мм).

Локальная скорость перемещаемого в канале газа определяется соотношением

La — подсосы воздуха, м 3 /ч;

где a , b — размеры сторон сечения, м.

где h 2 — высота (длина) коллектора на данном участке, м;

d э 1 , d э 2 , d э 3 — эквивалентный гидравлический диаметр, соответствующий внутренней поверхности, внешней поверхности канала (внутренней поверхности огнезащитного слоя) и внешней поверхности этого слоя, м.

Для определения эквивалентного гидравлического диаметра прямоугольного сечения канала используется соотношение

Ввиду того что температура на внешней поверхности огнезащитного слоя вытяжного канала является неизвестной величиной, расчет q l проводится последовательными приближениями, на первом шаге которых задается значение Та Т 3 Tsmo .

5.1.6. Полученные в итоге аналогичных вычислений (для всех последующих вышележащих участков коллектора) параметры для верхней части коллектора ( PsmN , Ts m N , GsmN ) используются для конечного определения параметров вентилятора системы:

ρ а — плотность воздуха, кг/м 3 ;

Vsm 1 — скорость перемещения газа, м/с.

где G sm о — массовый расход газа в конечном сечении промежуточного участка канала, кг/с;

5.1.7. Для систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги минимально необходимое проходное сечение дымовых люков, устанавливаемых в покрытиях зданий, определяется зависимостью

λ1, λ2 — коэффициенты теплопроводности материалов собственно канала и огнезащитного покрытия, кВт/м·К;

Измененная к концу данного участка температура газа определяется зависимостью

loi — длина i -го элемента вытяжного канала на начальном участке, м;

Pd — суммарное сопротивление присоединительных воздуховодов (от коллектора до устройства наружного выброса), Па.

где Δ Gda — расход воздуха, фильтрующегося в коллектор через неплотности противопожарного нормально закрытого клапана на данном участке, кг/с.

Соответствующее изменение массового расхода газа в канале к концу данного участка составит

5.1.3. Если между вертикальным коллектором и начальным участком канала рассматриваемой системы существует промежуточный транзитный участок, то величина давления в нем может быть определена по зависимости (47) при соответствующей замене Р sm о на Р sm о и Р o на Р sm о . Поправка на изменение величины массового расхода в конце такого промежуточного транзитного участка определяется следующими зависимостями:

где ξ 1 — коэффициент местного сопротивления;

где L a, Lsm — объемный расход соответственно подаваемого воздуха и удаляемых продуктов горения, м 3 /с или м 3 /ч;

где R — радиус изгиба канала, м.

Предварительный выбор размеров проходных сечений сборных элементов вытяжных каналов и оборудования (решеток, клапанов) проводится, исходя из условия обеспечения максимальной скорости течения газов не более 11 м/с (предпочтительно, в диапазоне 9-11 м/с). Если указанное условие является невыполнимым ввиду ограниченной возможности прокладки конструкций вытяжных каналов с соответствующими размерами на всем протяжении или локально, выбирается иной типоразмер сечений, который обеспечивал бы возможно меньшее увеличение скорости течения газов.

5.1.2. Определяется требуемая величина давления на начальном участке вытяжного канала (в защищаемом помещении) по зависимости вида:

ξ oi — коэффициент i -го местного сопротивления на начальном участке вытяжного канала;

dэpi , l’oi — эквивалентный гидравлический диаметр и длина i -го элемента промежуточного участка канала, м.

(62)

При условии сохранения неизменными площади проходных сечений и соосности таких сечений коллектора по всей его высоте производится условное разделение на участки с границами на уровне межэтажных перекрытий здания.

Gsm — суммарный массовый расход газа через дымовые люки, кг/м 3 ;

Количественные значения коэффициента ε l устанавливаются по табличным справочным данным [11], а коэффициента ε r — определяются по соотношению

Изменение температуры газа в конечном сечении промежуточного участка канала определяется зависимостью

Удельные теплопотери определяются согласно выше приведенным зависимостям (55)-(58).

(48)

Ссылка на основную публикацию
Шторы_на_высокое_окно_в_лестничном_пролете
Портфолио "Интерьеры лестничных холлов" с окном " data-pinterest-text="Креативный дизайн интерьера лестницы в загородном доме. с окном" data-tweet-text="Креативный дизайн интерьера лестницы...
Что_сделать_из_свиного_шницеля
Как приготовить шницель из свинины Свиной шницель любят все, а особенно мужская часть населения. Это блюдо считается австрийским, и делается...
Что_сделать_из_спилов_дерева_своими_руками
Поделки из спилов: стильные и красивые варианты украшения сада и интерьера своими руками (130 фото) Любой творческий человек всегда хочет...
Шторы_роллы_на_окна_без_сверления
Купить рулонные шторы без сверления на окна Миниролло АБРИКОС рулонные шторы для окна. Характеристики: Тип: Рулонные шторы.Ширина: от 37 до...
Adblock detector