Stworzenie optymalnie działającego systemu kanałów powietrznych jest niemożliwe bez obliczeń aerodynamicznych. Dane te pozwalają wybrać średnicę przekroju, moc rur i wentylatorów, ilość odgałęzień, materiały. Nowoczesne wymagania reguluje zestaw zasad SP 60.13330.2012, a także GOST i SanPiN. Obliczenia wykonywane są według ściśle określonego algorytmu z wykorzystaniem znanych wzorów. Aby dokładnie określić wszystkie kryteria, możesz skorzystać z pomocy specjalistów lub samodzielnie obliczyć parametry.
Rodzaje kanałów powietrznych
Nowoczesne kanały powietrzne można sklasyfikować według kilku parametrów: metody instalacji, materiału produkcyjnego, kształtu przekroju.
Do instalacji rozróżnia się kanały zewnętrzne i wbudowane. Te pierwsze montowane są nad ścianami i są widoczne dla oka. Wewnętrzne montuje się w ścianach i konstrukcjach domu.
Materiał rury może się różnić. Są to różne metale (miedź, stal, aluminium) oraz tworzywa sztuczne. Produkty metalowe wyróżniają się wytrzymałością i niezawodnością, ale ich montaż jest trudniejszy. Urządzenia z tworzyw sztucznych są łatwiejsze w instalacji, ale nie są używane w wysokich temperaturach.
Sekcja może być prostokątna i okrągła. Rury prostokątne są uniwersalne, ale na rogach można tworzyć wiry. Modele okrągłe nie mają tej wady.
Obliczanie aerodynamiczne kanałów powietrznych krok po kroku
Praca składa się z kilku etapów, na każdym z których rozwiązywany jest lokalny problem. Na podstawie uzyskanych danych obliczane są różne parametry kanałów powietrznych.
Główne zadania urządzeń systemu wentylacji:
- Wlot świeżego powietrza z ulicy i jego przeniesienie do wnętrza budynku. Dodatkową funkcją jest ogrzewanie mas powietrza zimą i chłodzenie latem.
- Oczyszczanie powietrza z brudu, kurzu i kłaczków.
- Spadek ciśnienia akustycznego.
- Równomierne rozprowadzenie świeżego powietrza w całym mieszkaniu.
- Usuwanie powietrza wywiewanego i odprowadzanie go na ulicę.
System wentylacyjny charakteryzuje się następującymi parametrami:
- Ciało robocze. W tym przypadku jest to powietrze. Charakteryzuje się gęstością, lepkością dynamiczną, lepkością kinetyczną. Wartości te zależą od temperatury płynu roboczego.
- Prędkość płynu roboczego.
- Lokalny opór aerodynamiczny kanałów powietrznych.
- Spadek ciśnienia.
Algorytm wykonywania obliczeń aerodynamicznych:
- Opracowanie aksonometrycznego wykresu rozkładu mas powietrza w kanałach. Na jego podstawie wybierana jest najlepsza metoda obliczeniowa, biorąc pod uwagę specyfikę wentylacji.
- Przeprowadzanie obliczeń aerodynamicznych wzdłuż linii głównej i dodatkowej.
- Dobór kształtu geometrycznego i przekroju rur. Wyznaczanie charakterystyk technicznych wentylatorów i nagrzewnic. Określenie możliwości zainstalowania czujników gaszenia, automatyczne sterowanie mocą wentylacji.
To są główne etapy obliczeń.
Wszystkie otrzymane dane można zebrać w tabeli, a następnie wybrać materiały do stworzenia kanału.
Obliczenia
Głównym celem obliczeń aerodynamicznych jest wyznaczenie oporu cyrkulacji powietrza w każdej części systemu.
Istnieją bezpośrednie i odwrotne problemy obliczeń aerodynamicznych.Direct zajmuje się projektowaniem systemów wentylacyjnych i polega na określeniu pola przekroju każdej sekcji systemu. Problem odwrotny rozwiązuje się wyznaczając natężenie przepływu powietrza w danym obszarze.
Do obliczeń konieczne jest określenie częstotliwości wymiany powietrza. Jest to ilościowa charakterystyka pracy systemu, która pokazuje, ile razy powietrze w pomieszczeniu zostało odświeżone na godzinę. Wskaźnik zależy od cech pomieszczenia, jego przeznaczenia.
Tworzenie schematu systemu w rzucie aksonometrycznym odbywa się w skali M 1:100. Na schemacie należy zastosować kanały powietrzne, filtry, tłumiki hałasu, zawory i inne elementy wentylacyjne. Zgodnie z uzyskanymi danymi określa się długość odgałęzienia, natężenie przepływu w każdej sekcji i oblicza się opór kanału.
Następnie wybierana jest optymalna linia układania rur. To najdłuższy łańcuch kolejnych odcinków.
Jeśli w obwodzie jest kilka linii, główną jest ta, w której przepływ jest wyższy.
Podstawowe wzory do obliczania
Przekrój kanału może być okrągły lub kwadratowy. Oblicza się go według wzoru F = Q / vgdzie pod Q wskazywane jest natężenie przepływu powietrza, oraz v - zalecana prędkość powietrza (wartość referencyjna).
Średnica przekroju jest określana z obszaru reczy rury są okrągłe, czy wysokość i szerokość ALE i W dla prostokąta. Wartości są zaokrąglane do najbliższego większego standardu i otrzymują ALEst i Wst.
Dla kanałów prostokątnych średnicę zastępczą oblicza się ze wzoru DL = (2Ast*Wst) / (ALEst + Bst).
Wartość kryterium podobieństwa Reynoldsa oblicza się jako Re = 64100 * Dst * vfaktyka... Współczynnik tarcia zależy od tego wskaźnika, który jest określony wzoremλtr = 0,3164 ⁄ Re-0,25 w Re≤60000, λtr = 0,1266 ⁄ Re-0,167 w Odp>60 000.
Lokalny współczynnik oporuλm jest wybierany z księgi referencyjnej, a następnie wstawiany do wzoru na stratę ciśnienia w obliczonym obszarze Р = ((λtr* L) / Dst +m) * 0,6 * v2 fakt. L - długość obliczonego odcinka.
Po zsumowaniu wszystkich strat uzyskuje się łączne straty linii głównej i instalacji wentylacyjnej. Na podstawie tych wartości dobierany jest wentylator z marginesem 10%. Na podstawie jego cech bierze się pod uwagę wydajność niea potem moc N = (Qkratka wentylacyjna* Pkratka wentylacyjna) / (3600 * 1000 * n)... Tutaj Qkratka wentylacyjna, Pkratka wentylacyjna - przepływ powietrza i ciśnienie generowane przez wentylator.
Obliczenie straty ciśnienia w kanale można wykonać za pomocą wzoruDP = x * r * v2/2gdzie r - gęstość powietrza, v - prędkość ruchu, x - współczynnik lokalnego oporu.
Możliwe błędy
Obliczenie systemu wentylacji jest długie i składa się z kilku etapów, na każdym z których można popełnić błędy. Najczęstsze problemy to:
- Zaokrąglenie przekroju gazociągów w dół. Wtedy może wystąpić nadmierny hałas lub niemożność przejścia wymaganej liczby przepływów powietrza na jednostkę czasu.
- Nieprawidłowe obliczenie długości odcinka kanału. Prowadzi do nieprawidłowego doboru sprzętu i błędu w obliczaniu prędkości ruchu.
Cały projekt wymaga starannego i kompetentnego obliczenia aerodynamiki. Jeśli nie możesz samodzielnie obliczyć systemu, możesz skorzystać z kalkulatora online lub skorzystać z pomocy specjalistów.
