Аспирация и вентиляция

Page 1

Введение
В различных отраслях промышленности под пылью понимают вид
аэрозоля, т.е. дисперсную систему, состоящую из мелких твердых частиц,
находящихся во взвешенном состоянии в газовой среде. В промышленности
к производственной пыли относят мелкие и легкие органические и
неорганические твердые частицы, которые выделились в производственное
помещение из зерновой или крупяной массы при перемещении, обработке и
переработке зерна, круп, а также различных сыпучих компонентов
комбикормов. Причем к пыли относят не только частицы, взвешенные в
воздухе (аэрозоль), но и частицы, осевшие на поверхности оборудования и
строительных конструкций здания (аэрогель).
Особенно большое количество пыли образуется при переработке зерна,
круп в машинах ударного действия. В этих машинах иногда могут возникать
повышенные взрывоопасные концентрации пыли, которые устраняются
аспирированием оборудования. Пыль, проникая через неплотности корпусов
оборудования в воздух помещения, повышает его запыленность, ухудшает
условия работы человека, снижает производительность труда, повышает
трение и износ в машинах, способствует возникновению пожаров, пылевых
взрывов и т.п.
Состав пыли зависит от ее происхождения. Промышленная пыль
состоит из тех же продуктов и веществ, которые перерабатывают на данном
предприятии. Размеры частиц пыли колеблются в широких пределах - от
долей микрометра до 250 мкм. В размольных отделениях мукомольных
заводов преобладает мелкая пыль (70 - 80 % с размером частиц меньше 3
мкм). Вредность пыли зависит от ее размеров и химического состава. Мелкая
пыль с размером частиц 5-10 мкм - самая опасная для здоровья человека.
Химический состав пыли в большой степени определяет ее вредность,
которую оценивают по содержанию диоксида кремния (кремнезема).
Установлено, что для сохранения здоровья людей содержание пыли в

---

Page 2

воздухе производственных помещений не должно превышать пределов,
установленных ГН 2.2.5.686-98 «Предельно допустимые концентрации
(ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Гигиенические нормативы»
Одна из основных задач, решаемых с помощью вентиляционных и
аспирационных установок - обеспечение чистоты воздуха по запыленности,
не превышающей эти пределы.

---

Page 3

1. Выявление оборудования, подлежащего аспирации
Зерноочистительный завод представляет собой пятиэтажное здание.
Все оборудование, которое необходимо аспирировать представлено в табл.1.
Таблица 1 - Аспирируемое оборудование
№
п/п
Наименование
аспирируемого
оборудования
Количество Этаж
установки
Расход воздуха,
м
3
/ч
Потери
давления
в
машине,
Па
На одну
машину
На все
машины
1
Триер
дисковый А9-
УТК-6
3
2,4
600
1800
250
2
Бункер
для
зерна
2
2,4
240
480
50
Посчитаем общий расход воздуха:
общ = ∑ = 1800 + 480 = 2280 м3
/ч.

---

Page 4

2. Расчет кратности воздухообмена
Рассчитаем кратность воздухообмена для второго этажа:
= ,
где Q – общий расход воздуха на этаже;
- внутренний объем этажа.
=
=
∙ ∙
= 0,63 обмен в час;
Рассчитаем кратность воздухообмена для четвертого этажа:
=
=
∙ ∙
= 0,44 обмен в час.
Расчетная кратность воздухообмена получилась меньше допустимой (1
обмен в час), следовательно проектируем один тип аспирационных сетей – с
выбросом очищенного воздуха в атмосферу.

---

Page 5

3. Компоновка аспирационной сети
Для
повышения
технико-экономических
показателей
и
эксплуатационной надежности аспирационных установок необходимо
объединять оборудование в сети. В нашем случае целесообразно все
аспирируемое оборудование объединить в одну сеть, так как выполняются
все принципы компоновки:
1) технологический принцип не оказывает влияния на число сетей, поскольку
пыль во всем оборудовании одинакова или близка по качеству.
2) одновременности работы: все оборудование работает одновременно.
3) пространственный: аспирируемое оборудование в цеху близко
расположено друг к другу.
4) температурный: оборудование имеет одинаковую температуру воздуха.
5) принцип эксплуатационной надежности: машины с регулируемым
режимом воздушного потока и собственным вентилятором проектируются в
самостоятельные местные установки.

---

Page 6

4. Расчет, подбор пылеуловителей и определение их сопротивлений
Вид пылеуловителя принимают в зависимости от типа выбранной сети
и характеристики пыли. Например, на элеваторах и в зерноочистительных
отделениях мукомольных заводов и крупозаводов в сетях с выбросом
воздуха наружу применяют батарейные установки циклонов 4БЦШ, как
более простые и надежные в эксплуатации. По расходу воздуха в циклоне
подберем размеры пылеуловителя и определим его сопротивление. Циклоны
подбирают по расходу воздуха в циклоне:
ц = общ ∙ 1,05 = 2280 ∙ 1,05 = 2394
м
ч
;
Принимаем циклон 4БЦШ-300 [1, c.92].
Определим размеры выходного отверстия Г=130 мм, D=300 мм.
= Г · = 0,13 · 0,3 = 0,039 м ;
Скорость входа воздуха в циклон:
= =
∙ ,
=16,23
м
с
; Место для формулы.
Что близко к рекомендованной скорости для данного циклона
vвх=15…18 м/с [1. с.86].
Определим сопротивление циклона:
ц = ц ∙
∙ вх
,
где ρ=1,25
кг
м
– плотность воздуха;
ς=5 – коэффициент сопротивления циклона.
ц = 5 ∙
, ∙ ,
= 823 Па.

---

Page 7

5. Подбор вентилятора
Для того чтобы спроектировать трассу воздуховода на чертеже общего
проведем предварительный подбор вентилятора по расходу воздуха и
ориентировочному давлению вентилятора.
Расход воздуха в сети,
перемещаемого вентилятором QВ, определим с учетом полезного расхода
Qсети и подсосов воздуха в сети Qподс, т.е.
В = подс + сети
подс = +
где Q1 – подсос воздуха в воздуховодах, ориентировочно равный 5%
полезного расхода Qсети,
м
ч
;
Q2 – подсос в циклонах,
м
ч
; для циклона 4БЦШ-300 равен 150
м
ч
.
В = 2280 + 2280 ∙ 0,05 + 150 = 2544
м
ч
.
Ориентировочное давление вентилятора, равное ориентировочному
сопротивлению сети, принимают равным 1800…2000 Па [1, с. 137]. По
найденному расходу воздуха Qв = Qсети = 2544 (
м
ч
) и ориентировочному
давлению вентилятора в
ор
=1800 (Па) по аэродинамическим характеристикам
предварительно подберем вентилятор с максимальным КПД. Примем
вентилятор радиальный В.Ц5-45-4,25.01 [1, c.223]. Размеры всасывающего и
выхлопного отверстий соответственно равны Dвх=220 мм, и a1×a2=221х175
мм [1, c.225].

---

Page 8

6. Расстановка пылеуловителей и вентиляторов
Зная размеры циклона и вентилятора, определяем место их установки.
Устанавливаем вентилятор и циклон на улицу на уровне второго этажа,
близко друг к другу, предусмотрев нормальные проходы для удобства
обслуживания не менее 1 метра.

---

Page 9

8. Расчет аспирационной установки
Для расчета аспирационной установки необходимо знать место
расположения аспирируемого оборудования, вентиляторов, пылеуловителей
и расположение трассы воздуховодов. Сначала разобьем сеть на участки,
выделив главную магистраль и боковые параллельные участки. Главная
магистраль состоит из 7 участков: АБ-БВ-ВГ-ГД-ДЕ-ЕЖ-ЖЗ, и имеет 4
боковых: аБ, бВ, вГ, гД. Результаты расчета сведены в таблицу А1
(ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

---

Page 10

7. Проектирование трассы воздуховодов
До начала проектирования трассы воздуховодов на чертежах общего
вида цеха вычерчивают аспирируемое оборудование с размерами
аспирационных отверстий и привязкой к главным осям. В начале
проектирования трассы воздуховодов вычерчиванием конфузоры
(отсасывающие
патрубки)
аспирируемого
оборудования.
После
вычерчивания конфузоров на чертежах общего вида цеха проводим в осях
трассу воздуховодов, руководствуясь определенными принципами, и
выбираем окончательный оптимальный вариант, который вычерчивают в
масштабе 1:100.

---

Page 11

8. Расчет аспирационной установки
Для расчета аспирационной установки необходимо знать место
расположения аспирируемого оборудования, вентиляторов, пылеуловителей
и расположение трассы воздуховодов. Сначала разобьем сеть на участки,
выделив главную магистраль и боковые параллельные участки. Главная
магистраль состоит из 7 участков: АБ-БВ-ВГ-ГД-ДЕ-ЕЖ-ЖЗ, и имеет 4
боковых: аБ, бВ, вГ, гД. Результаты расчета сведены в таблицу А1
(ПРИЛОЖЕНИЕ 1).
Участок АБ
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=600 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 134 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=140 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=10,9
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0153 м
2
.
Рассчитанная скорость является стандартной.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=72,7 Па, R=11,0 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка АБ представляет собой длину конфузора,
двух прямых участков и одного отвода. Определим размеры входного
отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия:
вх =
вх
=
600
3600 ∙ 2
= 0,08 м

---

Page 12

vвх - скорость на входе в конфузор, для зерновой пыли примем 2 м/с
[1, с. 32].
Примем одну из сторон конфузора b=300 мм. Длину конфузора
определим по формуле:
=
∙
=
∙ °
= 80 мм
где α - угол раскрытия конфузора, примем 45
0
.
Коэффициент сопротивления конфузора определим из табл. 8 [1, с.66]
в зависимости от lк/D=0,6 и α =45
0
; ξ=0,10.
Вычислим длину отвода:
=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 293 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмѐм из табл.10 [1, с.67]
ξ=0,12.
Расчетная длина участка АБ:
= к+ гор+ верт+ = 80 + 3280 + 3100 + 293 = 6753 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ АБ = м + ∙ + ∑ ∙ д = 250 + 11 ∙ 6,753 + (0,1 + 0,12) ∙ 72,7 =
340,3 Па.
Участок аБ
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=240 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 85 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=80 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=13,3
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,005 м
2
.

---

Page 13

Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому значения
местного сопротивления и потерь находим усредненное.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=108,2 Па, R=31,8 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка аБ представляет собой длину конфузора,
прямого участка и отвода. Определим размеры входного отверстия
конфузора, исходя из площади входного отверстия:
вх =
вх
=
240
3600 ∙ 2
= 0,03 м
vвх - скорость на входе в конфузор, для зерновой пыли примем 2 м/с
[1, с. 32].
Примем одну из сторон конфузора b=170 мм. Длину конфузора
определим по формуле:
=
∙
=
∙ °
= 45 мм
где α - угол раскрытия конфузора, примем 45
0
.
Коэффициент сопротивления конфузора определим из табл. 8 [1, с.66]
в зависимости от lк/D=0,6 и α =45
0
; ξ=0,10.
Вычислим длину отвода:
=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 167 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмем из табл.10 [1, с.67]
ξ0=0,12.
Расчетная длина участка аБ:
= к+ верт+ = 1200 + 45 + 167 = 1412 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ аБ = м + ∙ + ∑ ∙ д = 50 + 31,8 ∙ 1,412 + (0,1 + 0,12) ∙
108,2 = 118,7 Па.

---

Page 14

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись
диаметром объединенного воздуховода D=180 мм по отношениям из табл.
13, [1, с. 69].
п
=
0,0153
0,0254
= 0,6
б
=
0,005
0,0254
= 0,2
б
=
240
240 + 600
= 0,3
Получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно в
проходном и боковом участках ξп=0,1 и ξб=0,8 [1, с. 69]. Суммарные потери
на проходном и боковом участках:
∑ ПТ Б =
аБ + б ∙ д = 118,7 + 108,2 ∙ 0,8 = 205,3 Па.
∑ ПТ П =
АБ + п ∙ д = 370,5 + 74,1 ∙ 0,1 = 377,9 Па.
Разница между Нпт.п и Нпт.б составляет 172,6 Па, т.е более допустимой
10%, поэтому необходимо выравнивать потери давления в тройнике.
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике с помощью
дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы. Коэффициент
сопротивления диафрагмы:
6,
1
2,
108
6,
172
=
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
По номограмме находим отношение а/D=0,47. Откуда заглубление
диафрагмы а=38 мм.
Участок БВ
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=840 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 159 мм.

---

Page 15

По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=160 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=11,6
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0201 м
2
.
Рассчитанная скорость является стандартной, поэтому подбираем
значения местного сопротивления и потерь.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=82,3 Па, R=10,4 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка БВ:
= 2792 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ БВ = м + ∙ + ∑ ∙ д +∑ АБ = 0 + 10,4 ∙ 2,792 + 0 ∙ 82,3 +
377,9 = 406,9 Па.
Участок бВ
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=600 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 134 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=140 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=10,9
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0153 м
2
.

---

Page 16

Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому находим
усредненное значение гидравлических потерь и
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=72,7 Па, R=11,0 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка бВ представляет собой длину конфузора,
отвода и прямого участка. Определим размеры входного отверстия
конфузора, исходя из площади входного отверстия:
вх =
вх
=
600
3600 ∙ 2
= 0,08 м
vвх - скорость на входе в конфузор, для зерновой пыли примем 2 м/с
[1, с. 32].
Примем одну из сторон конфузора b=300 мм. Длину конфузора
определим по формуле:
=
∙
=
∙ °
= 80 мм
где α - угол раскрытия конфузора, примем 45
0
.
Коэффициент сопротивления конфузора определим из табл. 8 [1, с.66]
в зависимости от lк/D=0,6 и α =45
0
; ξ=0,10.
Вычислим длину отвода:
=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 293 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмѐм из табл.10 [1, с.67]
ξ0=0,12.
Расчетная длина участка бВ:
= к+ о + = 80 + 293 + 3100 = 3473 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ бВ = м + ∙ + ∑ ∙ д = 250 + 11,0 ∙ 3,473 + 0,22 ∙ 72,7 =
304,2 Па.

---

Page 17

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись
диаметром объединенного воздуховода D=180 мм по отношениям из табл.
13, [1, с. 69].
п
=
0,0254
0,0254
= 1
б
=
0,0153
0,0254
= 0,6
б
=
600
840 + 600
= 0,4
Получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно в
проходном и боковом участках ξп=0,2 и ξб=-0,1 [1, с. 69]. Суммарные потери
на проходном и боковом участках:
∑ ПТ Б =
бВ + б ∙ д = 304,2 + 72,7 ∙ (−0,1) = 296,9 Па.
∑ ПТ П =
БВ + п ∙ д = 406,9 + 51,5 ∙ 0,2 = 417,2 Па.
Разница между Нпт.п и Нпт.б составляет 120,3 Па, т.е более допустимой
10%, поэтому необходимо выравнивать потери давления в тройнике.
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике с помощью
дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы. Коэффициент
сопротивления диафрагмы:
7,
1
7,
72
3,
120
=
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
По номограмме находим отношение а/D=0,46. Откуда заглубление
диафрагмы а=64 мм.
Участок ВГ
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=1440 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:

---

Page 18

= 19 ∙
= 19 ∙
= 208 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=200 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=12,7
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0397 м
2
.
Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому находим
усредненные значения местного сопротивления и потерь.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=98,7 Па, R=9,37 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка ВГ:
= 674 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ ВГ = м + ∙ + ∑ ∙ д +∑ БВ = 0 + 9,37 ∙ 0,674 + 417,2 =
423,5 Па.
Участок вг
Зададимся скоростью движения воздуха на первом участке главной
магистрали: v=12 м/с, Q=240 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 85 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=80 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=13,3
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,005 м
2
.

---

Page 19

Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому значения
местного сопротивления и потерь находим усредненное.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=108,2 Па, R=31,9 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка вг представляет собой длину конфузора,
отвода и двух прямых участков. Определим размеры входного отверстия
конфузора, исходя из площади входного отверстия:
вх =
вх
=
240
3600 ∙ 2
= 0,03 м
vвх - скорость на входе в конфузор, для зерновой пыли примем 2 м/с
[1, с. 32].
Примем одну из сторон конфузора b=200 мм. Длину конфузора
определим по формуле:
=
∙
=
∙ °
= 60 мм
где α - угол раскрытия конфузора, примем 45
0
.
Коэффициент сопротивления конфузора определим из табл. 8 [1, с.66]
в зависимости от lк/D=0,75 и α =45
0
; ξ=0,10.
Вычислим длину отвода:
=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 168 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмѐм из табл.10 [1, с.67]
ξ0=0,12.
Расчетная длина участка вг:
= к+ верт+ гор + = 60 + 2866 + 280 + 168 = 3374 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ вг = м + ∙ + ∑ ∙ д = 50 + 31,9 ∙ 3,374 + (0,1 + 0,12) ∙
108,2 = 181,4 Па.
Участок гд

---

Page 20

Зададимся скоростью движения воздуха на участке побочной
магистрали: v=12 м/с, Q=600 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 134 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=140 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=10,9
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0153 м
2
.
Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому находим
усредненное значение гидравлических потерь и
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=72,7 Па, R=11,0 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка гд представляет собой длину конфузора, и
прямого участка. Определим размеры входного отверстия конфузора, исходя
из площади входного отверстия:
вх =
вх
=
600
3600 ∙ 2
= 0,08 м
vвх - скорость на входе в конфузор, для зерновой пыли примем 2 м/с
[1, с. 32].
Примем одну из сторон конфузора b=300 мм. Длину конфузора
определим по формуле:
=
∙
=
∙ °
= 80 мм
где α - угол раскрытия конфузора, примем 45
0
.
Коэффициент сопротивления конфузора определим из табл. 8 [1, с.66]
в зависимости от lк/D=0,6 и α =45
0
; ξ=0,10.
Вычислим длину отвода:

---

Page 21

=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 293 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмем из табл.10 [1, с.67]
ξ0=0,12.
Расчетная длина участка гд:
= к+ о + = 80 + +293 + 3100 = 3473 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ гд = м + ∙ + ∑ ∙ д = 250 + 11,0 ∙ 3,473 + 0,22 ∙ 72,7 =
304,2 Па.
Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись
диаметром объединенного воздуховода D=160 мм по отношениям из табл.
13, [1, с. 69].
п
=
0,005
0,0201
= 0,2
б
=
0,0153
0,0201
= 0,8
б
=
600
240 + 600
= 0,7
Получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно в
проходном и боковом участках ξп=0,5 и ξб=0,2 [1, с. 69]. Суммарные потери
на проходном и боковом участках:
∑ ПТ Б =
гд + б ∙ д = 304,2 + 72,7 ∙ 0,2 = 318,7 Па.
∑ ПТ П =
вг + п ∙ д = 199,8 + 108,2 ∙ 0,5 = 253,9 Па.
Разница между Нпт.п и Нпт.б составляет 64,8 Па, т.е более допустимой
10%, поэтому необходимо выравнивать потери давления в тройнике.
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике с помощью
дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы. Коэффициент
сопротивления диафрагмы:

---

Page 22

9,
0
7,
72
8,
64
=
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
По номограмме находим отношение а/D=0,4. Откуда заглубление
диафрагмы а=64 мм.
Участок гГ
Зададимся скоростью движения воздуха на участке побочной
магистрали: v=12 м/с, Q=840 м
3
/ч. Определим диаметр воздуховода:
= 19 ∙
= 19 ∙
= 159 мм.
По расходу и скорости из приложения 7 [1, с. 206] найдем ближайший
стандартный диаметр D=160 мм. Уточним скорость по расходу и диаметру:
=
∙
=
∙ ,
=11,6
м
с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
В приложении 7 [1, с. 206] наряду с диаметрами приведены и площади
поперечного сечения стандартных воздуховодов, S=0,0201 м
2
.
Рассчитанная скорость не является стандартной, поэтому значения
местного сопротивления и потерь находим усредненное.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины
воздуховода находим из прил. 7 по известным скорости и диаметру
воздуховода: Нд=82,3 Па, R=10,4 Па/м [1, с. 206].
Расчетная длина участка гГ представляет собой длину двух отводов и
двух прямых участков.
Вычислим длину отвода:
=
∙ ∙
=
∙ ∙
= 335 мм
Коэффициент сопротивления отвода возьмем из табл.10 [1, с.67]
ξ0=0,12.
Расчетная длина участка гГ:

---

Page 23

= верт+ гор + 2 = 10330 + 585 + 670 = 11585 мм
Потери давления на участке рассчитывают по формуле:
∑ гГ = м + ∙ + ∑ ∙ д + ∑ вг = 0 + 10,4 ∙ 11,585 + 0,24 ∙ 82,3 +
253,9 = 394,1 Па.
Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись
диаметром объединенного воздуховода D=250 мм по отношениям из табл.
13, [1, с. 69].
п
=
0,0314
0,0491
= 0,6
б
=
0,0153
0,0491
= 0,3
б
=
840
2280
= 0,4
Получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно в
проходном и боковом участках ξп=0 и ξб=0,90 [1, с. 69]. Суммарные потери
на проходном и боковом участках:
∑ ПТ Б =
гГ + б ∙ д = 394,1 + 82,3 ∙ 0,9 = 468,2 Па.
∑ ПТ П =
ВГ + п ∙ д = 423,5 Па.
Разница между Нпт.п и Нпт.б составляет44,7 Па, т.е менее допустимой
10%, поэтому необходимо выравнивать потери нет необходимости.
Участок ГД
Расход воздуха на участке ГД главной магистрали Q=2280 м
3
/ч.
= 19 ∙
= 19 ∙
= 262 мм.
Примем стандартный диаметр D=250 мм.

---

Page 24

Уточняем скорость:
12,9
0,0491
3600
2280
S
3600
Q
V
=
∙
=
∙
=
м/с.
R=7,33 Па/м, НД=101,8 Па.
Необходимо выявить, конфузором или диффузором является
переходной патрубок при входе в циклон. Площадь входного отверстия в
переходном патрубке S1=0,0491 м
2
, а площадь выходного отверстия
патрубка, которое служит входным отверстием фильтра S2=0,039 м
2
. Так как
S1>S2, то патрубок является конфузором со степенью сужения
26
,1
039
,0
0491
,0
2
1
=
=
=
S
S
n
Зададимся углом расширения конфузора α=45˚, ξ=0,2. Расчетная длина
участка ГД представляет собой длину прямого воздуховода.
Расчетная длина участка ГД:
1675
=
ГД
l
мм.
Длина конфузора не учитывается, т.к. потери по его длине учтены в
коэффициенте сопротивления.
Потери давления по длине:
R
.
l=7,33·1,675=12,3 Па
Потери давления на участке ГД:
∑
∙
+
=
ВГ
Н
+
Σ
Д
ПТ
Н
Rl
Н
ξ
.
Нпт.п =12,3+(0,2)·101,8+423,5 =456,1 Па
Участок ДЕ

---

Page 25

Потери давления в циклоне 4 БЦШ-300 , равны Нц=823 Па.
Участок ЕЖ
Расход воздуха найден с учетом подсоса в фильтре равного 5%:
Q=2394 м
3
/ч.
= 19 ∙
= 19 ∙
= 280 мм.
Расчитанный диаметр является стандартным.
Уточняем скорость:
=
∙
=
∙ ,
=10,8
м
с
R=4,55 Па/м, НД=71,2 Па.
Определим длину и коэффициент сопротивления отвода:
880
90
α
=
∙
∙
∙
=
∙
∙
∙
=
=
180
280
2
3,14
180
D
n
l
l
О2
О1
π
мм;
ζо=0,15
На входе в вентилятор установлен переходной патрубок. Отношение
площадей входного отверстия патрубка диаметром 280 мм и выходного
отверстия размером 220 мм показывает, что имеет место конфузор.
Конструктивно выбираем α=45° ξΣ =0,13.
Расчетная длина участка ЖЕ представляет собой длину двух отводов
(90°), прямика, длину конфузора, установленного на входе в вентилятор не
учитываем т.к. потери учтены в коэффициенте сопротивления.
LЕЖ = 1866+176+156=2198=2,198 м
Потери давления по длине: R
.
l=4,55·2,198=10,0 Па
Потери давления на участке ЖЕ:
Д
ПТ
Н
l
R
Н
∙
+
∙
=
ξΣ
.

---

Page 26

Нпт.п =10+(0,15+0,15+0,13)·71,2=40,6 Па
Суммарные потери на главной магистрали:
Σ Нпт =975,8+20,3=1317 Па.

---

Page 27

9. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА
Вентилятор подбираем по аэродинамическим характеристикам с
максимальным КПД по расходу QВ=2394 м
3
/ч и рВ=1317 Па.
При просмотре характеристик радиальных вентиляторов для QВ=2394
м
3
/ч и рВ=1317 Па подходит вентилятор В.Ц5-45-4,25.01 с n=2900 об/мин и η
=0,80. Марка окончательно выбранного вентилятора совпадает с маркой
вентилятора, выбранного предварительно.
Определим мощность для привода вентилятора:
η∙
∙
∙
=
1000
3600
p
Q
N
â
â
,
1,09
0,80
1000
3600
2394
Nâ
=
∙
∙
∙
=
1317
кВт
Потребная мощность электродвигателя:
2
â
ç
э
N
k
N
η
η ∙
=
1
, где
1
η - КПД подшипников вентилятора; 1
η =0,98;
2
η - КПД передачи клиноременной; 2
η =0,95;
kз - коэффициент запаса; для мощности Nв до 5 кВт принимают равным
1,15.
1,35
0,95
0,98
1,09
1,15
Nэ
=
∙
=
кВт
Из приложения 11 находим электродвигатель АИР80А2 мощностью
1,5 кВт, с n=3000 об/мин.
Все полученные значения запишем в таблице 1 приложение 1.

---

Page 28

10. Расчет вентиляции
Определим параметры наружного воздуха для проектирования здания
расположенного в г. Смоленске.
Таблица 2. Параметры наружного воздуха
t, ˚С
Энтальпия
v ,м/с
Теплый
20,8
53,2
2,0
Холодный
-26
-27,7
3,4
Переходный
8
22,5
3,0
Определим параметры внутреннего воздуха для офисов. Параметры
внутреннего воздуха назначаются раздельно для теплого и холодного
периодов года. Для переходного периода принимаются такие же параметры,
как и для холодного. В соответствии со СНиПами нормируемая температура
воздуха для теплого периода года в = В
А + 3 = 20,8 + 3 = 23,8 ˚С.
Для холодного периода года в =18 ˚С, это нижнее допустимое
значение при условии, что люди находятся без верхней одежды в спокойном
состоянии.
10.1 Расчет теплопоступлений
Теплопоступление от людей:
Учитываем, что в помещении находятся 14 человек: 12 мужчин и 2
женщины – они работают сидя, т.е. занимаются легкой работой. В расчете
учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное
теплопоступление по формуле:
Qлюд=nqKл,
где n - количество людей;
q = 73 - для теплого периода при t=23,8˚С;
q =108 - для холодного периода при t=18˚С;

---

Page 29

Kл=1 - для мужчин при легкой работе;
Kл=0,9 - для женщин при легкой работе;
Комната 1. Для холодного периода
Qлюд=4·108·1=432 Вт;
Для теплого периода
Qлюд=4·73·1=292 Вт.
Комната 2. Для холодного периода
Qлюд=8·108·1=864 Вт;
Для теплого периода
Qлюд=8·73·1=584 Вт;
Комната 3: Для холодного периода
Qлюд=2·108·0,9=194,4 Вт;
Для теплого периода
Qлюд=2·73·0,9=131,4 Вт;
Теплопоступление от искусственного освещения:
Тепловыделения
от
источников
искусственного
освещения
определяется по формуле:
Qосв=N·n,
где N – потребляемая мощность светильников;
n – количество светильников.
Комната 1: Qосв= 40·5=200 Вт;
Комната 2: Qосв= 40·4 =160 Вт;
Комната 3: Qосв= 40·2 =80 Вт.
Теплопоступление от компьютеров и мониторов:
В офисах размещено 6 компьютеров. Тепловыделения от компьютеров
определяется по формуле:
Qком=Nna,
где n-число компьютеров;
N-мощность компьютеров;

---

Page 30

a=0,6 для люминиесцентных ламп, закрытых матовым стеклом.
Комната 1: Qком=700·2·0,6=840 Вт;
Комната 2: Qком=700·3·0,6=1260 Вт;
Комната 3: Qком=700·1·0,6=420 Вт;
Сведем все полученные результаты в таблицу 3.
Таблица 3. Теплопоступления
Период
Теплый
Переходный
Холодный
Комната
1
2
3
1
2
3
1
2
3
от людей, Вт
282 584 131,4 432 864 194,4 432 864 194,4
от
искусственного
освещения, Вт
-
-
-
200 160
80
200 160
80
от компьютеров
и мониторов, Вт
840
1260 420 840 1260 420 840 1260 420
Суммарные
теплопоступле-
ния
1122 1844 551,4 1472 2084 694,4 1472 2284 694,4
Поступление влаги в помещении от людей:
Поступление влаги от людей, М, г/ч, определяется по формуле:
M=nmkЛ ,
где n-количество человек;
m-количество влаги выделяемое одним человеком (m=105 в теплый период
при t=23,8˚С и m=67 в холодный период при t=18˚С);
kл=1(для мужчин);
kл=0,85 (для женщин).
Комната 1:
Теплый период М = 4·105·1 =420 г/ч;
Холодный период М = 4·67·1 =268 г/ч.

---

Page 31

Комната 2:
Теплый период М = 8·105·1 =840 г/ч;
Холодный период М = 8·67·1 =536 г/ч.
Комната 3:
Теплый период М = 2·105·0,85 =172,2 г/ч;
Холодный период М = 2·67·0,85 =113,9 г/ч.
Поступление вредных веществ: Количество СО2, содержащееся в
выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и
определяется по формуле:
MCO2=n·mCO2,
где n – количество людей, находящихся в помещении, чел;
– количество СО2, выделяемое одним человеком, г/ч.
Взрослый человек при легкой работе выделяет 45 г/ч углекислого газа.
Комната 1: MCO2 = 4·45 = 180 г/ч;
Комната 2: MCO2 = 8·45 = 360 г/ч;
Комната 3: MCO2 = 2·45 = 90 г/ч.
10.2 Расчет воздухообмена в помещении
Расход приточного воздуха, м
3
/ч, в помещениях зданий, где отсутствуют
местные отсосы, определяется для теплого, холодного периодов и
переходных условий: По избыткам явной теплоты:
=
3,6 ∙ ∑ изб
с ∙ ∙ ( ух − пр)
где Qизб - избытки явной теплоты в помещении, Вт;
c - теплоемкость воздуха, с = 1,005 кДж/кг·˚С
- плотность воздуха, = 1,2 кг/м
3
;
tух
- температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами
обслуживаемой или рабочей зоны, ˚С;

---

Page 32

tпр - температура приточного воздуха, ˚С.
Поскольку высота потолка 3 метра, то tух =tр.з. , где tр.з. - температура рабочей
зоны,˚С. В теплый период tух = 23,8 ˚С, в холодный период и промежуточный
tух = 18,0 ˚С. В теплый период tпр
равна температуре наружного воздуха:
tпр=20,8 ˚С. В холодный период tпр=12˚С.
Комната 1: Теплый период =
, ∙
, ∙ , ∙( ,
, )
=1116,4 м
3
/ч;
Холодный период =
, ∙
, ∙ , ∙(
)
=732,3 м
3
/ч;
Комната 2: Теплый период =
, ∙
, ∙ , ∙( ,
, )
=1834,8м
3
/ч;
Холодный период =
, ∙
, ∙ , ∙(
)
=1136,3 м
3
/ч;
Комната 3: Теплый период =
, ∙ ,
, ∙ , ∙( ,
, )
=548,7 м
3
/ч;
Холодный период =
, ∙ ,
, ∙ , ∙(
)
=345,5 м
3
/ч.
По избыткам влаги:
=
∙ ( ух − пр)
где М – избытки влаги в помещении, г/ч;
- плотность воздуха, = 1,2 кг/м
3
;
dух - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами
обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;
dпр - влагосодержание приточного воздуха, г/кг.
В теплый период по I–d диаграмме находим при tух = 23,8 ˚С и Ψ = 65%, dух =
12,0 г/кг и при tпр = 20,8 ˚С и Ψ = 44%, dпр = 10 г/кг.
В переходный период по I–d диаграмме находим при tух = 18 ˚С и Ψ = 60%, dух
= 7,8 г/кг и при tпр = 8 ˚С и Ψ = 79%, dпр = 0,4 г/кг.
В холодный период по I–d диаграмме находим при tух = 18 ˚С и Ψ = 60%, dух
= 7,8 г/кг и при tпр = -26,0 ˚С и Ψ = 79%, dпр =0,4 г/кг.

---

Page 33

Комната 1: Теплый период: =
, ∙( )
=175 м
3
/ч;
Холодный период: =
, ∙( , , )
=30,2 м
3
/ч;
Комната 2: Теплый период: =
, ∙( )
=350 м
3
/ч;
Холодный период: =
, ∙( , , )
=60,4 м
3
/ч;
Комната 3: Теплый период: =
,
, ∙( )
=71,75 м
3
/ч;
Холодный период: =
,
, ∙( , , )
=12,83 м
3
/ч.
Воздухообмен для углекислого газа: Воздухообмен для разбавления
углекислого газа определяется по формуле:
=
ух− пр
где
- расход углекислого газа, поступающего в воздух в помещение,
мг/ч;
qух - концентрация вредного вещества в воздухе, удаляемом за пределами
обслуживаемой зоны помещения, мг/м
3
;
qпр - концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение,
мг/м
3
.
Допустимая концентрация СО2 в помещениях с периодическим пребыванием
людей 2,3 г/м
3
; концентрация углекислого газов наружном воздухе крупных
городов qпр = 0,91 г/м
3
.
Комната 1: =
, ,
= 129,50 м3
/ч;
Комната 2: =
, ,
= 259,0 м3
/ч;
Комната 3: =
, ,
= 64,75 м3
/ч.
Результаты расчета сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Воздухообмен в помещениях

---

Page 34

Воздухообмен по
избыткам теплоты
Воздухообмен по
избыткам влаги
Воздухообмен по
избыткам
углекислого газа
Комната
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Теплый
период
1116,4 1834,8 548,7 175 350 71,75 129,5 259 64,75
Переходный
период
732,3 1136,3 345,5 30,2 60,4 12,83 129,5 259 64,75
Холодный
период
732,3 1136,3 345,5 30,2 60,4 12,83 129,5 259 64,75
Анализ данной таблицы показывает, что наибольший воздухообмен для:
-комнаты №1 – 1116,4 м
3
/ч в теплый период по избыткам теплоты;
-комнаты №2 – 1834,8 м
3
/ч в теплый период по избыткам теплоты;
-комнаты №3 – 548,7 м
3
/ч в теплый период по избыткам теплоты.
Воздухообмен по нормативному удельному расходу:
L=mN,
где m – нормируемый расход на единицу оборудования, м
3
/ч, зависит от
назначения оборудования;
N – количество оборудования.
Сан.узел: L=50·1=50 м
3
/ч.
10.3 Расчет трассы для вентиляции
Принимаем схему воздухообмена снизу-вверх, т.к. имеются избытки тепла и
влаги. Аэродинамический расчет вентиляционной системы состоит из двух
этапов:

---

Page 35

1) расчет участка основного направления магистрали (наиболее протяженной
и наиболее нагруженной ветви воздуховодов);
2) увязка всех остальных участков системы.
Площадь поперечного сечения каналов, воздуховодов, живого сечения
воздухораспределителей, м
2
.
=
реш∙
,
где Q – расход воздуха, м
3
/ч;
реш - рекомендуемая скорость движения воздуха в канале, воздуховоде,
воздухораспределителе, для естественной вентиляции реш = 0,5..1,5 м/с .
Комната 1: =
,
∙
= 0,310;
Принимаем канал 270х270.
Комната 2: =
,
∙
= 0,510;
Принимаем канал 270х270.
Комната 3: =
,
∙
= 0,152;
Принимаем канал 400х400.
Сан. узел: =
∙
= 0,014.
Принимаем канал 270х270.
В 1 и 3 комнаты устанавливаем решетки типа АРН сечением 200х200, в сан.
узел решетки типа АРН сечением 200х200, в комнату 2 – АРН 300х300 .
кол.реш. =
Комната 1: кол.реш. =
,
,
= 4 решетки.
Комната 2: кол.реш. =
,
,
= 6 решеток.
Комната 3: кол.реш. =
,
,
= 4 решетки.

---

Page 36

Сан. узел: кол.реш. =
,
,
= 1 решетка.
Определяем действительную скорость движения воздуха в каналах,
воздуховодах, воздухораспределителях, м/с.
=
кол.реш. ∙
∙ 3600
Комната 1: =
,
∙ , ∙
= 1,94 м/с;
Комната 2: =
,
∙ , ∙
= 0,94 м/с;
Комната 3: =
,
∙ , ∙
= 0,95 м/с;
Сан. узел: =
∙ , ∙
= 0,35 м/с.
Вычерчиваем трассу воздуховодов, руководствуясь определенными
принципами, и выбираем окончательный оптимальный вариант. Разбиваем
сеть на участки и выбираем главную магистраль.
Гравитационное давление, действующее в каналах равно:
Ргр = з ∙ ℎ ∙ ( н − в) ∙ 9,81
где h –высота воздушного столба, м, h=2,8 м (находим по чертежу);
kэ=0,9 – коэффициент запаса, на неучтенные потери;
н - плотность наружного воздуха, кг/ м
3
, ρН=1,27 кг/ м
3
;
в- плотность воздуха в помещении, кг/ м
3
, ρв=1,2 кг/ м
3
.
Ргр = 0,9 ∙ 5,7 ∙ (1,27 − 1,2) ∙ 9,81 = 3,52 Па.
Удельное располагаемое давление через каналы:
R
óä
Pãð
Σl
Rуд = 3,52/28,5=0,12 Па/м.
За расчётное направление в вытяжных системах с естественным
побуждением принимаем такое, удельные потери давления на котором
имеют минимальную величину.

---

Page 37

Главная магистраль состоит из участков: и имеет боковых ответвления.
Для участков принимаем абсолютную эквивалентную шероховатость
поверхности воздуховодов из стали kэ=0,1 мм, кирпича kэ=4 мм.
Участок 1
Пусть сечение будет 270х270, L=50+137,18=187,18 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 0,74 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,27 м = 270 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,06 Па; R=0,00593 Па/м; n=1,15 при э = 4 мм.
∆Р=1,5 Па.
25
,0
=
о
ζ
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
54
,1
5,
1
06
,0
)2
25
,0
(
15
,1
85
,0
00593
,0
Р
=
+
∙
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
.
Участок 2
Пусть сечение будет 400х400, L=187,18 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 0,32 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,4 м = 400 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,15 Па; R=0,0112 Па/м; n=1,33 при э = 4 мм.

---

Page 38

Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
54
,1
0
15
,0
0
33
,1
5,
1
00112
,0
54
,1
Р
1
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
+
=
∑
∑
ζ
.
Участок 3
Пусть сечение будет 270х270, L=279,1+137,18=416,28 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 1,65 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,27 м = 270 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=1,8 Па; R=0,2039 Па/м; n=1,15 при э = 4 мм.
∆Р=1,5 Па.
25
,0
=
о
ζ
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
44
,2
5,
1
8,
1
)2
25
,0
(
15
,1
85
,0
2039
,0
Р
=
+
∙
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
=
∑
∑
ζ
.
Тройник 3-2
Зададимся диаметром объединенного тройника: D=400х400 мм, L=416,28
+187,18 =603,46 м
3
/ч. Находим коэффициенты сопротивления тройника по
отношениям из табл. 22.28:
о
п
=
,
,
= 0,44
31
,0
603,46
187,18
Q
Qб
=
=
По табл. 22.28 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном
и боковом участкахζ Б= 0,7, п
ζ =0,6.
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
65
,1
0
15
,0
7,
0
33
,1
5,
1
00112
,0
54
,1
Р
1
2
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
+
=
∑
∑
ζ
Па
Р
Н
n
l
R
Д
35
,3
5,
1
8,
1
)6
,0
2
25
,0
(
15
,1
85
,0
2039
,0
Р3
=
+
∙
+
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
=
∑
∑
ζ
.

---

Page 39

Различие в давлениях 10 %, что допустимо.
Выполним выравнивание потерь давления в крестовине между
участками 2 и 3 с помощью дополнительного сопротивления в виде
поворотной диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы:
33
,
11
15
,0
65
,1
35
,3
=
-
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
Округляем до ближайшего стандартного значения
=
диаф
ξ
11. Получаем
диафрагму размером 147 х147. Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
30
,3
0
15
,0
)
11
7,
0(
33
,1
5,
1
00112
,0
54
,1
Р
1
2
=
+
∙
+
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
+
=
∑
∑
ζ
Различие в давлениях менее 10 %, что допустимо.
Участок 4
Пусть сечение будет 400х400, L=603,46 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 1,05 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,4 м = 400 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,6 Па; R=0,038 Па/м; n=1,33 при э = 4 мм.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
43
,3
0
6,
0
0
33
,1
5,
1
038
,0
35
,3
Р
2
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
.
Участок 5
Пусть сечение будет 270х270, L=279,1+137,18=416,28 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:

---

Page 40

=
∙
=
,
∙ ,
= 1,65 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,27 м = 270 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=1,8 Па; R=0,2039 Па/м; n=1,15 при э = 4 мм.
∆Р=1,5 Па.
25
,0
=
о
ζ
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
44
,2
5,
1
8,
1
)2
25
,0
(
15
,1
85
,0
2039
,0
Р
=
+
∙
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
=
∑
∑
ζ
.
Тройник 4-5
Зададимся размерами объединенной крестовины: D=400х400 мм,
L=603,46+416,28=1019,74 м
3
/ч. Находим коэффициент сопротивления
тройника для участков 4-5, сечением 270х270:
;
44
,0
0,16
0,07
S
S
п
б
=
=
41
,0
1019,74
416,28
Q
Qб
=
=
;
По табл. 22.28 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном
и боковом участкахζ Б= 1, п
ζ =1.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
03
,4
0
6,
0
1
33
,1
5,
1
038
,0
35
,3
Р
2
4
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
+
=
∑
∑
ζ
Па
Р
Н
n
l
R
Д
24
,4
5,
1
8,
1
)1
2
25
,0
(
15
,1
85
,0
2039
,0
Р
5
=
+
∙
+
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
=
∑
∑
ζ
.
Участок 6

---

Page 41

Принимаем сечение канала 400х400, Q=1019,74 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
с
м
S
Q
v
/
77
,1
16
,0
3600
1019,74
3600
=
∙
=
∙
=
,
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим из приложения 7 по известным скорости и диаметру воздуховода:
НД=2,4 Па; R=0,1305 Па/м; n=1,16
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
26
,4
0
4,
2
0
16
,1
5,
1
1305
,0
03
,4
Р
4
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Участок 7
Пусть сечение будет 270х270, L=137,18 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 0,54 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,27 м = 270 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,15 Па; R=0,0174 Па/м; n=1,33 при э = 4 мм.
∆Р=1,5 Па.
25
,0
=
о
ζ
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
58
,1
5,
1
15
,0
)2
25
,0
(
33
,1
16
,2
00174
,0
Р
=
+
∙
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
.
Тройник 6-7

---

Page 42

Зададимся размерами объединенной крестовины: D=400х400 мм,
L=1019,74 +137,18=1156,92 м
3
/ч.
Находим коэффициент сопротивления тройника для участков 6-7,
сечением 270х270:
Находим коэффициент сопротивления крестовины для участков 6-7,
сечением 270х270:
;
44
,0
0,16
0,07
S
S
п
б
=
=
12
,0
1156,92
137,18
Q
Qб
=
=
;
По табл. 22.28 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном
и боковом участкахζ Б= -2,4, п
ζ =0,2.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
38
,4
0
6,
0
2,
0
16
,1
5,
1
1305
,0
03
,4
Р
4
6
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Па
Р
Н
n
l
R
Д
22
,1
5,
1
15
,0
)4
,2
2
25
,0
(
33
,1
16
,2
00174
,0
Р
7
=
+
∙
-
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике между участками
6 и 7 с помощью дополнительного сопротивления в виде поворотной
диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы:
27
,5
6,
0
22
,1
38
,4
=
-
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
Округляем до ближайшего стандартного значения
=
диаф
ξ
5,5. Получаем
диафрагму размером 166 х166. Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
38
,4
5,
1
8,
0
)5
,5
4,
2
2
25
,0
(
33
,1
16
,2
00174
,0
Р
7
=
+
∙
+
-
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
Различие в давлениях менее 10 %, что допустимо.

---

Page 43

Участок 8
Принимаем сечение канала 400х400, L=1019,74 +137,18=1156,92 м
3
/ч.
м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
с
м
S
Q
v
/
01
,2
16
,0
3600
1156,92
3600
=
∙
=
∙
=
,
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим из приложения 7 по известным скорости и диаметру воздуховода:
НД=2,4 Па; R=0,1305 Па/м; n=1,24
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
44
,4
0
4,
2
0
24
,1
2,
0
1305
,0
38
,4
Р
7
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Участок 9
Пусть сечение будет 270х270, L=279,1 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 1,11 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,27 м = 270 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,6 Па; R=0,0593 Па/м; n=1,50 при э = 4 мм.
∆Р=1,5 Па.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
86
,1
5,
1
6,
0
5,
0
5,
1
66
,0
0593
,0
Р
=
+
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
.
Тройник 8-9

---

Page 44

Зададимся размерами объединенной крестовины: D=400х400 мм,
L=1156,92 +279,1 =1436,02 м
3
/ч.
Находим коэффициент сопротивления тройника для участков 8-9,
сечением 270х270:
;
44
,0
0,16
0,07
S
S
п
б
=
=
19
,0
1436,02
279,1
Q
Qб
=
=
;
По табл. 22.28 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном
и боковом участкахζ Б= -0,6, п
ζ =0,4.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
00
,3
0
4,
2
)6
,0
(
24
,1
2,
0
1305
,0
38
,4
Р
7
8
=
+
∙
-
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Па
Р
Н
n
l
R
Д
10
,2
5,
1
6,
0
)4
,0
5,
0(
5,
1
66
,0
0593
,0
Р
9
=
+
∙
+
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
=
∑
∑
ζ
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике между участками
6 и 7 с помощью дополнительного сопротивления в виде поворотной
диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы:
52
,1
6,
0
10
,2
00
,3
=
-
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ
Округляем до ближайшего стандартного значения
=
диаф
ξ
1,6. Получаем
диафрагму размером 198 х198. Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Д
06
,3
5,
1
6,
0
)6
,1
4,
0
5,
0(
5,
1
66
,0
0593
,0
Р
9
=
+
∙
+
+
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
+
∙∙
=
∑
∑
ζ
Различие в давлениях менее 10 %, что допустимо.
Участок 10
Принимаем сечение канала 400х400, L=1436,02 м
3
/ч.

---

Page 45

Уточним скорость по формуле:
с
м
S
Q
v
/
49
,2
16
,0
3600
1436,02
3600
=
∙
=
∙
=
,
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим из приложения 7 по известным скорости и диаметру воздуховода:
НД=3,9 Па; R=0,1305 Па/м; n=1,24
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
32
,3
0
4,
2
0
24
,1
2,
0
1305
,0
00
,3
Р
8
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ

---

Page 46

Участок 17
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 0,53 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,15 Па; R=0,0112 Па/м; n=1,11 при э = 1 мм.
∆Р=1,5 Па.
Тогда потери давления
Па
Р
n
l
R
52
,1
5,
1
6,
0
0
11
,1
5,
1
0112
,0
Р
=
+
∙
+
∙
∙
=
∆
∑
+
∙
∙
=
∑
.
Участок 18
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8+305,8=611,6 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 1,06 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=0,6 Па; R=0,015 Па/м; n=1,16 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
n
l
R
P
59
,1
1,
1
5,
1
038
,0
52
,1
Р
17
=
∙
∙
+
=
∙
∙
+
=
∑
.
Участок 19
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8+611,6 =917,4 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 1,59 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.

---

Page 47

Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=2,4 Па; R=0,176 Па/м; n=1,22 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
n
l
R
P
91
,1
22
,1
5,
1
176
,0
59
,1
Р
18
=
∙
∙
+
=
∙∙
+
=
∑
.
Участок 20
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8+917,4 =1223,2 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 2,12 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=2,4 Па; R=0,176 Па/м; n=1,27 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
n
l
R
P
25
,2
27
,1
5,
1
176
,0
91
,1
Р
19
=
∙
∙
+
=
∙
∙
+
=
∑
.
Участок 21
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8+1223,2 =1529 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
∙ ,
= 2,65 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=5,4 Па; R=0,3648 Па/м; n=1,29 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
n
l
R
P
96
,2
29
,1
5,
1
3648
,0
25
,2
Р
20
=
∙
∙
+
=
∙
∙
+
=
∑
.

---

Page 48

Участок 22
Пусть сечение будет 200х800, L=305,8+1529=1834,8 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 3,19 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,32 м = 320 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=5,4 Па; R=0,3648 Па/м; n=1,33 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
Н
n
l
R
P
Д
69
,3
0
4,
5
33
,1
5,
1
3648
,0
96
,2
Р
21
=
∙
+
∙
∙
+
=
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
.
Тройник 10-22
Зададимся диаметром объединенного тройника: D=400х400 мм, L=
1834,8 +1436,02 =3270,82 м
3
/ч. Находим коэффициенты сопротивления
тройника по отношениям из табл. 12.38:
1
0,16
0,16
S
Sб
=
=
44
,0
3270,82
1436,02
Q
Qб
=
=
По табл. 22.28 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном
и боковом участкахζ Б= 0,3, п
ζ =0,7.
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
12
,4
0
4,
2
3,
0
24
,1
2,
0
1305
,0
00
,3
Р
8
10
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Па
Н
n
l
R
P
Д
47
,7
7,
0
4,
5
33
,1
5,
1
3648
,0
96
,2
Р
21
22
=
∙
+
∙
∙
+
=
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Выполним выравнивание потерь давления в тройнике между участками
10 и 22 с помощью дополнительного сопротивления в виде поворотной
диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы:
4,
1
4,
2
12
,4
47
,7
=
-
=
=
д
диаф
диаф
Н
Н
ξ

---

Page 49

Округляем до ближайшего стандартного значения
=
диаф
ξ
1,4. Получаем
диафрагму размером 200 х200. Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
Р
Д
48
,7
0
4,
2
)4
,1
3,
0(
24
,1
2,
0
1305
,0
00
,3
Р
8
10
=
+
∙
+
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
Различие в давлениях менее 10 %, что допустимо.
Участок 23
Пусть сечение будет 500х500, L=1834,8 +1436,02 =3270,82 м
3
/ч.
Уточним скорость по формуле:
=
∙
=
,
∙ ,
= 3,63 м/с
где S - площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
.
Эквивалентный диаметр э =
∙ ∙
=
∙ , ∙ ,
, ,
= 0,5 м = 500 мм.
Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода
находим по известным скорости и диаметру воздуховода из табл.2.22 [3]:
НД=7,5 Па; R=0,3450 Па/м; n=1,37 при э = 1 мм.
Тогда потери давления
Па
Р
Н
n
l
R
P
Д
35
,9
0
0
5,
7
37
,1
0,
3
4560
,0
48
,7
Р
22
=
+
∙
+
∙
∙
+
=
∆
∑
+
∙
+
∙
∙
+
=
∑
∑
ζ
.
Результаты вычислений сведены в общую таблицу В.2 (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).
Из нее видно, что общие потери давления по участкам составляют 20,23 Па,
что больше располагаемого Па, таким образом, неувязка получается
отрицательная.
Па
P
Pгр
83
,5
35
,9
52
,3
23
-
=
-
=
-

---

Page 50