Целью аэродинамического расчета является определение потерь давления (сопротивления) движению воздуха во всех элементах системы вентиляции – воздуховодах, их фасонных элементах, решетках, диффузорах, воздухонагревателях и других. Зная общую величину этих потерь, можно подобрать вентилятор, способный обеспечить необходимый расход воздуха. Различают прямую и обратную задачи аэродинамического расчета. Прямая задача решается при проектировании вновь создаваемых систем вентиляции, состоит в определении площади сечения всех участков системы при заданном расходе через них. Обратная задача – определение расхода воздуха при заданной площади сечения эксплуатируемых или реконструируемых систем вентиляции. В таких случаях для достижения требуемого расхода достаточно изменения частоты вращения вентилятора или его замены на другой типоразмер.

Аэродинамический расчет

начинают после определения кратности воздухообмена помещений и принятия решения по трассировке (схеме прокладки) воздуховодов и каналов. Кратность воздухообмена является количественной характеристикой работы системы вентиляции, показывает, сколько раз в течение 1-го часа объем воздуха помещения полностью заменится новым. Кратность зависит от характеристик помещения, его назначения и может отличаться в несколько раз. Перед началом аэродинамического расчета создается схема системы в аксонометрической проекции и масштабе М 1:100. На схеме выделяют основные элементы системы: воздуховоды, их фасонные части, фильтры, шумоглушители, клапана, воздухонагреватели, вентиляторы, решетки и другие. По этой схеме, строительным планам помещений определяют длину отдельных ветвей. Схему делят на расчетные участки, которые имеют постоянный расход воздуха. Границами расчетных участков являются фасонные элементы – отводы, тройники и прочие. Определяют расход на каждом участке, наносят его, длину, номер участка на схему. Далее выбирают магистраль – наиболее длинную цепь последовательно расположенных участков, считая от начала системы до самого удаленного ответвления. Если в системе несколько магистралей одинаковой длины, то главной выбирают с большим расходом. Принимается форма поперечного сечения воздуховодов – круглая, прямоугольная или квадратная. Потери давления на участках зависят от скорости воздуха и состоят из: потерь на трение и в местных сопротивлениях. Общие потери давления системы вентиляции равны потерям магистрали и состоят из суммы потерь всех ее расчетных участков. Выбирают направление расчета – от самого дальнего участка до вентилятора.

Рассчитывают площадь сечения воздуховода F = Q / v_рек, м². Здесь Q – расход воздуха, м³/с, v_рек – рекомендуемая скорость воздуха, м/с (справочная величина).

По площади F определяют диаметр D (для круглой формы) или высоту A и ширину B (для прямоугольной) воздуховода, м. Полученные величины округляют до ближайшего большего стандартного размера, т.е. D_ст, А_ст и В_ст (справочная величина).

Пересчитывают фактические площадь сечения F факт и скорость v_факт.

Для прямоугольного воздуховода определяют т.н. эквивалентный диаметр DL = (2A_ст* B_ст) / (A_ст + B_ст), м.

Определяют величину критерия подобия Рейнольдса Re = 64100* D_ст* v_факт. Для прямоугольной формы D L = D_ст.

Коэффициент трения λ_тр = 0,3164 ⁄ Re-0,25 при Re≤60000, λ_тр = 0,1266 ⁄ Re-0,167 при Re>60000.

Коэффициент местного сопротивления λ_м зависит от их типа, количества и выбирается из справочников.

Потери давления на расчетном участке Р = ((λ_тр*L) / D_ст + λ_м) *0,6* v2_факт, Па. Здесь L – длина расчетного участка.

Суммируя потери давления участков, получим потери магистрали и системы вентиляции.

Зная потери давления системы, выбирают вентилятор. Создаваемое им давление и расход воздуха принимаются с 10 % запасом. По его аэродинамической характеристике, представленной фирмой-изготовителем, определяют величину коэффициента полезного действия (КПД) n.

Подсчитывают N = (Q_вент * P_вент) / (3600 * 1000 * n), кВт, мощность, потребляемую электродвигателем вентилятора, сравнивают ее с данными изготовителя. Здесь Q_вент, P_вент – расход воздуха и давление, создаваемое вентилятором.

1. "Расчетные параметры наружного воздуха"
2. "Подбор воздуховодов по скорости воздуха"
3. "Диаграмма Молье"
4. "Расчет теплопритоков в помещениях"
5. "Расчет воздухообмена"
6. "Расчет уровней звукового давления"
7. "Расчет аэрации"