ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Любая вентиляционная система состоит из последовательно и параллельно соединенных воздухопроводящих каналов. Последовательным называется такое соединение вентиляцион­ных ветвей, при котором начало каждой новой ветви связано с концом предыдущей (рис. 7.1, а).

7.1. Свойства последовательных соединений:

1) общее количество воздуха, м³/с, проходящее по соедине­нию, постоянно и одинаково на всех его участках

L _ОБЩ = L ₁ = L ₂ = L ₃ = …. = L n , (7.1)

2) общая потеря давления соединения равна сумме потерь давления всех его участков

Робщ = P1 ⁺ P2 + РЗ + …. + Р n (7.2)

Параллельным является соединение, в котором несколько самостоятельных ветвей ответвляются из одной общей точки и соединяются в другой общей точке. Различают параллельные соединения простые, закрытые и открытые (рис. 7.5, б - г). Последние второй общей соединительной точкой имеют атмосферу.

Рис. 7.1. Виды соединений вентиляционных каналов

а - последовательное; б - параллельное; в — параллельное простое закрытое;

г — параллельное сложное открытое

7.2. Свойства параллельных соединений:

1) общее количество воздуха, проходящее по параллель­ному соединению, равно сумме количества воздуха всех парал­лельно соединенных его участков

L _ОБЩ = L ₁ + L ₂ + L ₃ + …. + L n , (7.3)

2) потери давления параллельных ветвей равны между собой, а общая потеря давления соединения равна таковой у любой параллельной ветви

(7.4)

Исходя из (7.4), Р _ОБЩ следует считать по любой параллель­ной ветви; не допускается сложение потерь давления парал­лельных ветвей.

Из свойств параллельного соединения следует, что чем больше в нем параллельных ветвей, тем меньше потеря давле­ния соединения в целом и энергетические затраты на транспор­тировку по нему воздуха. Оба факта дают основание для проектирования и использования малоэнергоемких вентиля­ционных систем или систем заданной энергоемкости.

Свойства параллельных соединений позволяют решать ряд практических задач промышленной вентиляции.

Пусть, например, необходимо уменьшить энергоемкость вентиляционной системы, изображенной на рис. 7.2, а . Потеря давления. Па, этой системы равна:

Рис. 7.2. Виды ветвящихся систем

а-однокрылая; б- двукрылая; е-разветвленная

Если вентилятор подключить к центру магистрального воздуховода, то будет иметь двукрыловую систему (рис. 7.6, б), потеря давления которой составит, Па,

Применяя более разветвленную систему (рис. 2.6, в), можно еще более уменьшить ее энергоемкость, Па.

Расчеты показывают, что при одинаковых расходах воздуха и линейных пара

метрах воздуховодов энергоемкость систем по схемам на рис. 7.2, б и вменьше энергоемкости системы на рис. 7.2, а соответственно на 25 и 35 %. Иначе говоря, Применение однокрыловых систем, подобных системе на рис. 7.2, а, по энергетическим соображениям нецелесообразно. Необходимо стремиться к применению двукрыловых и других более разветвленных систем. Ссылки на повышенную металлоем­кость их не являются основанием для отказа от разветвленных вентсистем, поскольку капитальные затраты - разовые, а энергетические - непрерывные и длительно существующие. За время существования вентиляционной сети стоимость затрачи­ваемой на нее электроэнергии всегда и многократно превышает величину капитальных затрат.

Пусть для схем на рис. 7.2, а, б, в длина участка 2-3 „., 9-10- 6 м; длина спуска -6м; количество воздуха в каждом спуске - 2000 м3/ч. Общая потеря давления системы на рис. 7.6, а по расчету Па. Для схем на рис. 7.2, б и всоответственно , Па, , Па.

При 16-часовой работе в сутки и 300 рабочих днях в схеме на рис. 7.2, бэнергозатраты уменьшаются на 650 руб/год, а в схеме на рис. 7.2, в - на 820 руб/год. Учитывая многочисленность, вентсистем на предприятиях, следует приз­нать, что их перевод на варианты по рис. 7.2, били в имеет большую народнохозяйственную ценность.

В практической деятельности часто случается, что для расчетной потери давления реконструируемой вентсистемы не имеется требуемого вентилятора. Технические службы располагают лишь вентилятором с . В таком случае, принимая схемы на рис. 7.2, б, в или конструируя иную развет­вленную схему, добиваются, чтобы было .

Иначе говоря, многокрыловые или разветвленные вентиляционные системы резко расширяют возможности службы вентиляции как в повышении оперативности ее работы, так и в снижении энергозатрат на вентиляцию.

8. РАЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СТАЛЬНОГО ВОЗДУХОВОДА С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ РАЗЛИЧНОЙ ПЛОЩАДИ.

Пример.Рассчитать цилиндрический стальной воздуховод d= 290 мм с прямоугольными отверстиями различной площади при следующих данных: длина воздухо­вода ℓ= 7,2 м отверстия расположены с одной стороны; количество выпускных отверстий n= 18 шт.; с целью направления потока отверстия снабжены направляющими решетками; количество воздуха, подлежащее равномерной раздаче, L = 2285 м³/ч, или 0,635 М³/с.

Рис.8.1. Отверстие с направляющими решетками.

Для устранения настильности применяют направляющие решетки (рис.8.1).

На­правляющие ре­шетки для ус­транения на­стильности по­тока

Решение. Определяем расход воздуха через одно (каждое) отверстие:

(8.1)

Скорость воздуха в корне воздуховода

м/с (8.2)

Статическое давление в сечении первого отверстия Р_ст1

(8.3)

откуда

(8.4)

Принимаем коэффициент расхода (сопротивления) для отверстий, снабжонных направляющей гребенкой, μ=0,56.

Задаемся размерами первого отверстия f=a·δ=0,05·0,15=0,0075 м²

Подставим все значения величин в формулу (1), найдем

Р_ст1 =0,0352² ·1,2/2·0,56² ·0,0075² =42 Па.

Динамическое давление в сечении I-I воздуховода определится по формуле

Па (8.5)

Коэффициент трения о стенки воздуховода принимаем ζ=0,014.

Статическое давление по длине воздуховода

(8.6)

Ширина отверстия δ_х при постоянной высоте α определяем по формуле

; (8.7)

откуда

(8.8)

Для удобства расчета составляем таблицу 8.1, в которой х – расстояние от центра первого отверстия до центра каждого из последующих:

Таблица 8.1

№ От- вер- стия	х	ℓ– х	(ℓ–х)2 /ℓ2	(ℓ–х)2		ρстх, Па	δх
		7,2		373,3		42,0
	0,4	6,8	0,895	314,4	0,0183	46,9
	0,8	6,4	0,790	262,1	0,0345	51,9
	1,2	6,0	0,695	216,0	0,0488	58,7
	1,6	5,6	0,605	175,6	0,0613	61,0
	2,0	5,2	0,522	140,6	0,0721	65,0
	2,4	4,8	0,455	110,6	0,0814	68,8
	2,8	4,4	0,374	85,2	0,0893	72,4
	3,2	4,0	0,309	64,0	0,0959	75,7	112,5
	3,6	3,6	0,250	46,7	0,1013	78,0	110,5
	4,0	3,2	0,198	32,8	0,1056	81,5	108,5
	4,4	2,8	0,151	22,0	0,1059	84,0
	4,8	2,4	0,111	13,8	0,1115	86,0
	5,2	2,0	0.077	8,0	0,1132	88,0
	5,6	1,6	0,0495	4,1	0,1145	89,4	103,5
	6,0	1,2	0,0278	1,7	0,1152	90,4
	6,4	0,8	0,0123	0,51	0,1156	91,5
	6,8	0,4	0,00309	0,06	0,1157	93,6

Таким образом, чтобы скорости истечения из отверстий были одинаковыми, а следовательно, и площади отверстий, статическое давление воздуха внутри воздуховода должно быть одинаковым в поперечных сечениях, проходящих через каждое отверстие. Очевидно, в этом случае потери давления должны компенси­роваться изменением не статического, а динамического давления.

Такой воздуховод (постоянного статического давления) должен иметь по длине переменное сечение.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 253; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!