Ответы на экзаменационные вопросы № 1-85 по дисциплине "Вентиляция" (Полное, статическое и динамическое давление. Вентиляция помещений птицеводческих зданий), страница 3. Вентиляция статическое давление


Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по курсу

"Теплотехника и теплоэнергетика"

и

"Теоретические основы теплотехники"

для студентов технических специальностей

Утверждено

на заседании кафедры

химии и охраны труда.

Протокол №5

от 25 ноября 2003 г.

Краматорск 2004

УДК 621.1.016 (175.8)

Методические указания к лабораторным работам по курсу "Теплотехника и теплоэнергетика" и "Теоретические основы теплотехники" для студентов технических специальностей / Сост.: Ю.В.Менафова, С.А.Коновалова. – Краматорск: ДГМА, 2004. - 92 с.

Содержат сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ: краткие теоретические сведения, описание лабораторных установок, методику обработки экспериментальных результатов.

Составители: Ю.В. Менафова, ст. преп.,

С.А. Коновалова, ассист.

Отв. за выпуск А.П. Авдеенко, проф.

Введение

Настоящие методические указания являются учебно-методическим пособием для выполнения лабораторных работ по теплотехнике и теплоэнергетике студентами машиностроительных специальностей.

Цель лабораторного практикума – закрепление теоретических знаний, полученных студентами на лекциях, ознакомление с конструкцией и принципом действия теплотехнических устройств, приобретение навыков эксплуатации оборудования, определение основных характеристик устройств.

На первом занятии со студентами проводится инструктаж по технике безопасности.

При подготовке к каждой лабораторной работе студенту необходимо:

  1. изучить теоретический материал по соответствующей теме с помощью методических указаний и специальной литературы, указанной в списке литературы;

  2. изучить порядок проведения эксперимента;

  3. дать ответы на все контрольные вопросы;

  4. оформить заготовку отчета (при отсутствии заготовки отчета студент не допускается к выполнению лабораторной работы).

Заготовка отчета оформляется на отдельных листах и должна обязательно содержать название работы, цель работы, схему лабораторной установки с указанием всех ее составляющих частей и таблицы, в которые будут заноситься результаты измерений.

На занятии студенты сдают теорию по соответствующей теме, выполняют лабораторную работу, делают необходимые расчеты, строят графики, если это необходимо, и обязательно делают выводы.

Правильно оформленный отчет в конце занятия подписывается преподавателем.

Лабораторная работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Цель работы

Изучить устройство и принцип работы центробежного вентилятора и определить характеристики вентилятора. Найти оптимальный режим работы вентилятора.

Общие сведения

Машины, предназначенные для сжатия газа или пара, называютсякомпрессорами.В зависимости от конструктивного исполнения и принципа работы компрессоры делятся на поршневые, ротационные, центробежные и осевые.

Важной качественной характеристикой компрессоров является степеньповышения давления , равная отношению давления газа за компрессором Р2к давлению газа перед компрессором Р1:

.(1.1)

В зависимости от величины степени повышения давления компрессоры имеют различное назначение. При= 1,0…1,1 компрессоры называют вентиляторами, основное назначение которых заключается в перемещении газов; при= 1,1…4,0 – нагнетателями или воздуходувками, а при4,0 – собственно компрессорами.

Вентиляторы– это воздуходувные машины, создающие определенное давление и служащие для перемещения воздуха при потерях давления в вентиляционной сети не более 12кПа.

В зависимости от развиваемого давления вентиляторы делят на следующие группы:

  • низкого давления - до 1кПа с окружной скоростью колеса 23…55 м/с;

  • среднего давления – 1…3кПа с окружной скоростью колеса 40…100 м/с;

  • высокого давления – 3…12кПа с окружной скоростью колеса 100…150 м/с.

Вентиляторы низкого и среднего давления применяют в установках общеобменной и местной вентиляции, для сушилок и печей. Вентиляторы высокого давления используют в основном для технологических целей, например для дутья в вагранки, в агломерационных установках, для подачи воздуха к форсункам, в фильтроочистительных системах и в системах пневмопочты.

Наиболее распространенными являются осевые и центробежные вентиляторы.

Осевой вентилятор представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе лопаточное колесо, при вращении которого поступающий в вентилятор воздух под действием лопаток перемещается в осевом направлении. Преимуществамиосевых вентиляторов являются простота конструкции, возможность эффективного регулирования производительности в широких пределах посредством поворота лопаток колеса, большая производительность, реверсивность работы. К недостаткам относятся относительно малая величина давления и повышенный шум. Чаще всего эти вентиляторы применяют при малых сопротивлениях вентиляционной сети (примерно до 200Па), хотя возможно использование этих вентиляторов при больших сопротивлениях (до 1кПа).

Центробежный вентилятор(рис.1.1) состоит из рабочего колеса 1 с лопатками 2, закрепленного на валу 3 электродвигателя (на рисунке электродвигатель не показан), входного или всасывающего патрубка 4, нагнетательного патрубка 5 и кожуха вентилятора 6.

Рисунок 1.1 – Схема центробежного вентилятора

Принцип действия центробежного вентилятора заключается в следующем. При вращении рабочего колеса 1 частицы воздуха увлекаются лопатками 2 во вращательное движение, при этом на частицы воздуха действуют центробежные силы, которые направлены от центра к стенкам кожуха 6. Таким образом, каждая частица воздуха совершает сложное движение: с одной стороны, движется вдоль лопатки, а с другой – вращается вместе с рабочим колесом вокруг его оси. Так как частицы воздуха движутся от центра к стенке кожуха, то в центре вращения и во всасывающем патрубке 4 создается разрежение, то есть давление воздуха меньше атмосферного давления. Под действием разности давлений во всасывающий патрубок поступают новые частицы воздуха из окружающей атмосферы. Таким образом, удаляется загрязненный воздух от любого источника в машиностроительных, металлургических и других цехах.

Частицы воздуха, отброшенные от центра вращения к кожуху вентилятора, движутся вдоль кожуха и попадают в нагнетательный патрубок 5. При этом происходит сжатие воздуха, его давление увеличивается и становится больше атмосферного.

При постоянной частоте вращения работа центробежного вентилятора характеризуется следующими параметрами:

  1. объемный расход перемещаемого газа - производительностьV, м3/с;

  2. перепад давлений("напор"), создаваемый вентилятором – разность полных давлений на входе (во всасывающем патрубке) и на выходе (в нагнетательном патрубке) вентилятора –ΔРв, Па,

, (1.2)

где - полное давление на выходе (в нагнетательном патрубке) вентилятора, Па;

- полное давление на входе (во всасывающем патрубке) вентилятора, Па;

  1. коэффициент полезного действияηотношение мощности, требуемой для перемещения воздуха, к мощности, затрачиваемой в действительности вентилятором:

;(1.3)

  1. затраченная мощность вентилятора Nв, Вт.

У центробежных вентиляторов параметры V,ΔРвиNвсвязаны между собой, и изменение одной из этих величин вызывает изменение остальных.

Графические зависимости ΔРв= f1(V),Nв= f2(V),η = f3(V) называютхарактеристиками вентилятора. Они наглядно отражают особенности работы вентилятора и позволяют подобрать для данного воздуховода наиболее экономичный вентилятор. На основании теоретических расчётов эти характеристики с достаточной точностью получить нельзя. Поэтому на практике применяют характеристики вентиляторов, полученные опытным путём. На рисунке 1.2 показаны типичные характеристики центробежного вентилятора при постоянной частоте вращения рабочего колесаn(об/мин).

Значение максимального КПД определяет решающее качество вентилятора – экономичность. Производительность вентилятора, соответствующая максимальному КПД, называется оптимальной, а соответствующий режим работы вентилятора –оптимальным.

Рисунок 1.2 – Полная характеристика вентилятора

Наиболее важной является кривая зависимости между давлением и производительностью P–V– так называемаяхарактеристика давлениявентилятора (напорная характеристика). Для ее определения необходимо сделать замеры полного давления на входе и выходе вентилятора при различных значениях производительности.

Полное давлениепредставляет собой алгебраическую сумму статического и динамического давлений:

Рпол=Рст+Рдин. (1.4)

Статическое давление– это разность давлений газа внутри трубопровода и окружающего воздуха. На входе в вентилятор статическое давление меньше атмосферного, поэтому имеет отрицательную величину. На выходе вентилятора статическое давление больше атмосферного и имеет положительный знак.

Динамическое, или скоростное давлениезависит только от скорости движения газа и всегда положительно. Определяется динамическое давление по формуле

(1.5)

где ρ - плотность газа, кг/м3;

ω- скорость газа, м/с.

На практике давление в трубопроводе можно измерить с помощью U-образного манометра и пневмометрической трубки.

При измерении давления жидкостным U-образным манометром измеряемая среда с давлениемРасоединяется при помощи металлической или резиновой трубки с одним коленом манометра, а второе колено – с атмосферой, имеющей барометрическое давлениеРб. Высота столба жидкостиhизмеряет избыточное давление (рис 1.3,а)

Ризб=hρg, (1.6)

Где ρ- плотность жидкости, кг/м3;

g- ускорение свободного падения, м/с2.

В качестве рабочей жидкости чаще всего используют воду или спирт. Точность измерения U-образным манометром при правильном отсчете уровней жидкости в трубках достаточно высока. Отсчет показаний жидкостных манометров приведен на рис.1.3,б,в.

Рисунок 1.3 – Измерение давления жидкостным U-образным манометром

Полное давление в вентиляторе может быть измерено при помощи открытой пневмометрической трубки (трубка Пито), поставленной навстречу потоку (рис 1.4, а), а статическое давление – при помощи трубки или отверстия в трубопроводе, расположенных перпендикулярно к потоку (рис 1.4,б).

Если обе трубки присоединить к противоположным концам манометра, то разность уровней рабочей жидкости в коленах манометра покажет разность между полным и статическим давлением в данной точке потока, то есть величину динамического давления (рис 1.4, в).

Перепад полного давления определяется с помощью двух загнутых трубок, помещенных навстречу потоку воздуха в двух сечениях канала (рис.1.4, г). Перепад статического давления определятся с помощью двух трубок, расположенных в канале перпендикулярно направлению движения воздуха (рис.1.4,д).

Рисунок 1.4 – Определение давления и перепадов давления с помощью

U-образного манометра

Для определения производительности вентилятораиспользуют пневмометрические трубки или дроссельные приборы –сужающие устройства. Сужающие устройства могут быть использованы для измерения расхода любых однофазных сред, они могут быть установлены в трубопроводах любого диаметра; температура и давление измеряемой среды могут иметь практически любое значение. Очень существенно, что градуировочная характеристика стандартных сужающих устройств может быть определена расчётным путём.

В данной работе для определения расхода воздуха применяется дроссельный прибор (расходомерная шайба). Принцип использования дроссельных приборов для замера расхода газа можно уяснить по графику распределения давления при установке в трубе диафрагмы (рис.1.5)

Поместим в трубопровод диаметром Dдиафрагму, представляющую собой шайбу с отверстиемd, и измерим давление в трубопроводе до диафрагмы и за ней. При сужении трубопровода скорость воздуха увеличивается отω1доω2, вследствие чего по закону Бернулли происходит падение давления отР1доР2. За диафрагмой скорость воздуха уменьшается, а давление растет доР3, ноР3<Р1, то есть наблюдается перепад давления на шайбеPш=Р1-Р3, который пропорционален квадрату скорости воздуха. Зная диаметрdотверстия шайбы, можно определить расход газа в кубических метрах за секунду:

V=c, (1.7)

где с– расходный коэффициент диафрагмы. Для расходомера, используемого в данной установке,с=0,64·10-2.

Рисунок 1.5 – Дросселирование газа диафрагмой и характер изменения

давления при дросселировании

Производительность вентилятора может регулироваться различными способами. Один из наиболее экономичных способов – изменение числа оборотов рабочего колеса – не получил до настоящего времени широкого распространения из-за затруднений, связанных с изменением числа оборотов электродвигателя. Наиболее широко используют способ дросселирования заслонкой, имеющий низкую экономичность. В данной работе регулирование производительности будет выполняться с помощью заслонки, установленной на входном патрубке.

Описание установки

Лабораторная установка (рис.1.6) состоит из центробежного вентилятора 1, асинхронного двигателя 2, всасывающего патрубка 3, заслонки 4, нагнетательного патрубка 5, трубопровода 6 и расходомерной шайбы 7. Для измерения перепада полного давления на входе и выходе вентилятора используют изогнутые под прямым углом пневмометрические трубки 8 и 9, закрепленные во входном и нагнетательном патрубках и присоединенные к U-образному манометру. Перепад статического давления на расходомерной шайбе измеряют с помощью прямых пневмометрических трубок 10 и 11, закрепленных перпендикулярно трубопроводу до и после шайбы 7 и подключенных к манометру 12.

studfiles.net

Ответы на экзаменационные вопросы № 1-85 по дисциплине "Вентиляция" (Полное, статическое и динамическое давление. Вентиляция помещений птицеводческих зданий), страница 17

Обеспечиваем треб. тем-ру воздуха, подаваемого завесой, кот. опр-ся из выражения:

, допустимое отклонение по тепловой мощности составл. 10%.

50.Неорганизованный воздухообмен в зданиях

На распределение давлений в-ха на огажд. зд. влияет разность плотностей нар и внутр в-ха, давление ветра и работа систем вентиляции.

В зав-ти от разницы давлений с внутр. и нар. стороны ограждения возникает естественный неорганизованный воздухообмен. При обтекании здания ветровым возд. потоком за ним образуется застойная зона, котора наз. зоной аэродинамического следа или аэродинамической тени.

1 – зд-ние, 2 – зона избыт. давл. 3 – ганица влияния здания на воздушный поток, 4 – зона разряжения и вихревого давл.воз-ха расп. с заветренной стороны.

5 – зона аэродинамической тени.

Сила и направление ветра непостоянны поэтому размеры зоны аэродинамической тени и циркуляция воздуха изменяются во времени. Распределение давления ветра на нар. ограждени необходимо учитывать при расчёте воздухообмена ч/з проёмы и неплотности нар. огр. Не реком. располагать воздухозаборные устр.  прит. систем вент.  с заветренной стороны, а также делать выброс загр. вент воздуха в эту зону т.к. в ней будут нак. вредные в-ва и их кол-во может превысить ПДК.  Воз-хо забор надо делать с наветренной стороны  фасада и торцов, а выброс выше зоны

Значение аэродинамич. коэф. для зданий различной конфигурации определяется экспериментальным путём на моделях обдуваемых в аэродинамической трубе.

При этом изм-ся динамич. давление набегающего потока( или ск-ть потока), статическое давление в различных точках пов-ти, температура воздуха, по которой определяется плотность, а также фиксируется влажность и барометрическое давление. Для зданий простой конфигурации в виде параллелепипеда с=0,8 с наветренной, с=-0,4 с заветренной.

51.Эпюры давления воздуха на ограждения здания при действии гравитационных сил

За усл. ноль приним. точка с минимальным давлением воздуха. Для гравитационного давл. эта точка находится с наружи в  верхней части здания. В здании действует избыточное давление относительно условного нуля внутреннее статическое давление . Суммарная эпюра внутри здания  - трапеция с основаниями po и po+.

Снаружи действует гравитац. давление . Внутр. и наружные давл. направлены противоположно друг другу. При вычитании эпюры внутреннего давления 2 из эпюры 3 получим с обеих сторон эпюру результирующего гравитационного давления 4. Если совместить эпюры 1 и 4 получим результирующую эпюру давл.5. На ней на высоте hнейтр.зоны нах-с плос-ть, избыточное давление которой равно 0.

Ч/з отверстия, находящиеся ниже нейтральной зоны нар. воздух будет поступать в здание, а выше – выходить.

52.Эпюры давления воздуха на ограждения здания при действии ветра

За условный 0 принимается точка с мин. аэродинамическим коэффициентом. Т.к. tн=tв, то гравитационное давл. = 0.

Под действием ветра с наветренной стороны создаётся избыточное давление:

 

С заветренной стороны разряжение:

 

Т.к. за усл. 0 приним. мин. давление( с заветренной стороны), то с наветренной стороны давление относительно данного 0 будет:

 

Для случая когда действует только ветер расчётными будут эпюра 1 внутреннего давления и эпюра 2. Результирующая эпюра получ. за счёт сложения или вычитания этих эпюр в зависимости от того, внутри здания избыточное давл. или разряжение.

53. Эпюры давления воздуха на ограждения здания при совместном действии ветра и гравитационных сил

 ,  ,

Построение эпюры давления ведем путем складывания заштрихованных эпюр (из вопроса 51 и 52, эпюра давления воздуха на ограждение здания при действии гравитационных сил и эпюра давления воздуха на ограждение здания действии ветра)

1-  Избыточное давление

2-  Результирующая гравитационных сил

3-  Эпюра действия ветра

На здание действуют:

-избыточное относительно условного нуля внутреннее давление  (эпюра 1) избыточным может быть и «+» и «-»

-с обеих наружных сторон результирующая гравитационного давления в виде треугольника (эпюра 2)

vunivere.ru

Эпюра распределения давлений простейшей вентиляционной сети при наличии потерь давления только на трение

Как известно, гидравлика и аэродинамика рассматривает три вида давлений при перемещении газа (воздуха) по воздуховодам или каналам:

1. статическое давление Рст. – представляет собой давление, действующее на стенки воздуховода или канала. Оно показывает на какую величину внутреннего давления на стенки воздуховода больше или меньше атмосферного. В первом случае оно имеет положительное значение, а во втором – отрицательное. Это давление выражают в кг/м2, или мм. вод. ст., или в Па. Статическое давление называется абсолютным, если за ноль отчета принять абсолютный вакуум. И относительное если за … ноль отчета принять атмосферное давление. Статическое давление можно рассматривать как потенциальную энергию сжатия, равную работе, которую может совершить 1 м3 газа или воздуха при расширении.

2. динамическое давление Рд – это давление, которое обладает только движущийся воздух, и оно представляет собой кинетическую энергию 1 м3 газа или воздуха. Динамическое давление определяется по формуле:

, Па (49)

Динамическое давление пропорционально квадрату скорости воздуха. Оно всегда положительно, измеряется в тех же единицах, что и статическое. Динамическое давление действует на любую площадку, помещенную на воздушный поток и лежащую в плоскости не параллельной оси воздушного потока.

3. суммарное (полное) давление Рп – представляет собой алгебраическую сумму статического и динамического давления, т.е., другими словами, выражает полную (суммарную) энергию 1 м3 газа или воздуха. Как и статическое давление оно может быть абсолютным и относительным.

На рис.44 показана простейшая вентиляционная сеть, которая не имеет местных сопротивлений, т.е. отводов, поворотов и т.д.

Рис.44

Условно предполагаем, что конструктивное выполнение всасывающего и нагнетательного отверстия исключает образование вихрей. И в этом плане наиболее оптимальной формой всасывающего отверстия является коллектор, выполненный по кривой лемнисжате. При бездействии вентилятора абсолютное статическое давление по всей длине воздуховода равно давлению окружающего воздуха, т.е. абсолютному давлению. Величина относительного статического давления будет равна нулю, т.к. воздух в воздуховоде неподвижен, то и динамическое давление воздуха равно нулю, а следовательно и полно давление воздуха равно нулю.

При пуске в действие вентилятор выполняет две задачи:

1. переводит воздух из состояния покоя в состояние движения с некоторой скоростью υ;

2. кроме того, воздух должен преодолеть сопротивление трения, возникающее при движении воздуха скоростью υ.

Для осуществления перехода воздуха от неподвижного состояния в состояние движения со скоростью υ, необходимо чтобы во всасывающем отверстии коллектора 1 абсолютное статическое давление было бы меньше атмосферного давления. Т.к. считаем, что скорость движения воздуха по всей длине воздуховода одинакова и равна υ, то для любого сечения воздуховода величина динамического давления равна постоянной. Поэтому преодолеть сопротивление трения можно только за счет изменения статического давления. У всасывающего отверстия коллектора 1 статическое давление на всасывание равно:

(50)

А у нагнетательного отверстия вентилятора статическое давление на нагнетание равно:

,

где Rтр – потеря давления на трение всего рассматриваемого участка воздуховода, работающего на трение Rтр.вс. или на нагнетание Rнагн..

Выход воздуха из нагнетательного отверстия 2 воздуховода обеспечивается за счет инерции воздуха, т.е. за счет скорости, созданной во всасывающем отверстии 1. Поэтому в воздуховоде у кромки нагнетательного отверстия 2 статическое давление равно нулю. У кромки всасываемого отверстия в коллекторе 1 полное давление равно нулю, т.к. затраты энергии на перемещение воздуха по воздуховоду еще не произошли. С учетом изложенного, что потери давления на трение являются линейно функцией по длине воздуховода строим эпюру давления.

При наличии за вентилятором диффузора эпюра распределения давлений простейшей вентиляционной сети показано на рис.45.

Рис. 45

Как видно из рис.45 за счет установки диффузора 2 после вентилятора 1 достигается перевод части динамического давления выхода воздуха из вентилятора, который мог быть бы бесполезной потерей статического давления, расходуемое на преодоление сопротивления в сети. Если бы переход от вентилятора 1 к диффузору 3 осуществлялся бы не с помощью диффузора, а путем резкого изменения сети, то потеря давления была бы больше, чем при наличии диффузора.

Вентиляторный агрегат 1 пришлось подобрать на большее давление, что в свою очередь привело бы к увеличению мощности установленного на нем электродвигателя.

6.2. Определение потерь давления на трение в вентиляционных воздуховодах

Давление, теряемое на преодоление трения потока воздуха о стенки вентиляционных воздуховодов или каналов можно выразить с помощью известной формулы Дарси-Вейсбаха:

, Па (51)

где λ – безразмерная величина, коэффициент трения

υ – скорость движения воздуха по участку воздуховода, м/с

ρ – плотность воздуха, кг/м3

l – длинна воздуховода, м

Rг – гидравлический радиус, который представляет собой частное от деления площади поперечного потока воздуха на смоченный периметр, т.к. для воздуха смоченный периметр равен полному периметру, то для воздуха Rг может быть определено:

, м

где F – площадь поперечного сечения воздуховода, м2.

р – периметр воздуха, м.

Коэффициент трения λ в формуле (51) зависит т.е. является функцией, в первую очередь от двух параметров:

Δ=k/d – относительная шероховатость воздуховода

к – абсолютная шероховатость, средняя высота отдельных неровностей стенок воздуховода

d – диаметр воздуховода круглого сечения

В отличии от отопительных приборов в вентиляционных воздуховодах, диапозон возможных изменений чисел Re и абсолютной шероховатости очень большой. Это обстоятельство усложняет расчеты и заставляет прибегать к вспомогательным таблицам или к номограммам, построенным на основании расчетных формул для воздуховодов круглого сечения. Существующие в справочной литературе по вентиляции таблицы и номограммы для определения потерь давления на трение, составлены для гидравлически гладких воздуховодов, в качестве которых приняты воздуховоды, выполненные из листовой стали (табл.22.15 справ. Павлова и Шиллера, часть 3, книга 2) в Па/м. Если необходимо определить потери давления на трение для гладкого в гидравлическом смысле канала не круглого, а прямоугольного сечения, то пользуются понятием эквивалентного диаметра. Под dэ понимают:

1. диаметр круглого канала, который при скорости движения воздуха равной скорости в прямоугольном канале дает такую же потерю давления на трение на единицу его длины, как и прямоугольный канал. Этот диаметр называется эквивалентным диаметром по скорости.

2. диаметр круглого воздуховода, который при расходе воздуха, равным расходу в прямоугольном канале дает такую же потерю давления на трение на единицу длины как и прямоугольный канал. Этот диаметр называется эквивалентным по расходу.

Найдем выражение для определения эквивалентного диаметра. Предположим, что имеется прямоугольный канал размером, а×в.

При той же скорости движения воздуха круглый канал, имеющий гидравлический радиус прямоугольного канала будет иметь, ту же потерю давления на трение, если выполняется следующее выражение:

(53)

Если вместо величин λкр и λпр в выражение (53) подставить их значения, выраженные через числа Re, то выражение (53) станет тождеством, если выполняется следующее:

(53а)

Подставляя вместо величины Rг в выражение (53а) величины, определяющие гидравлический радиус:

(53б)

Считаем вентиляционные воздуховоды гидравлическим гладких и потери давление на трение в них пропорциональными. Скорости движения воздуха в степени 1,75 (υ1,75). Профессор Г.А. Максимов получил зависимость для определения эквивалентного диаметра по расходу:

(54)

В инженерной практике, учитывая что коэффициенты трения для прямоугольного и круглого каналов являются одинаковыми, пользуются более приближенной формулой для расчета , которая основана на допущении, что коэффициенты трения для прямоугольного и круглого воздуховодов одинаковы:

(55)

Таким образом определение величины потери давления на трение в прямоугольных воздуховодах сводится к расчету эквивалентных диаметров по скорости или по расходу и к определнию потери давления на трение в круглом воздуховоде, диаметром или . При этом величиной пользуются тогда, когда в воздуховоде необходимо обеспечить не только определенный расход, но и определить скорость движения воздуха, а величиной пользуются тогда, когда величина скорости является ни чем не ограниченной.

Пользуясь понятием об эквивалентном диаметре по скорости нельзя делать обратные замены, т.е. нельзя рассчитывать круглый воздуховод и затем заменить его прямоугольным, т.к. при этом изменятся расходы воздуха по отдельным участкам. При пользовании таблицами для определения величин потерь давления на трение в круглых воздуховодах необходимо помнить, что в круглом воздуховоде, диаметром эквивалентном по скорости расход воздуха при той же скорости движения воздуха не будет совпадать с расходом в прямоугольном канале, а при расход воздуха будет совпадать, но не будет совпадать скорость.

Вентиляционные воздуховоды, выполненные из листовой стали считаются гидравлически гладкими каналами. Если вентиляционный воздуховод выполнен не из листовой стали, а из других материалов с шероховатыми стенками, то коэффициент трения λ возрастает. Для введения соответствующей поправки на величину потери давления на трение можно пользоваться достаточно удобным способом, предложенными профессором Б.М. Аше.

 

Он сопоставил значение коэффициента трения для гидравлически гладкого канала, которые определялись по формуле Шифринсона, при температуре перемещаемого воздуха 150С и кинематической вязкости воздуха ν=0,000015. Он получил . к – абсолютная шероховатость, средняя высота отдельных неровностей стенок воздуховодов в метрах.

Можно принимать следующие значения к:

  1. Для каналов из шлакобетонных плит к=1,5мм
  2. Для кирпичных каналов к=4 мм
  3. Для каналов оштукатуренных по сетке рабица к=10 мм

С.М. Кореневский для определения поправочных коэффициентов на трение в практических расчетах предложил для увеличение потерь давления на трение в воздуховодах выполненных не из листовой стали вводить поправочный коэффициент на увеличение потерь давления на трение. Потери давления на один погонный метр для воздуховодов с широховатостью, отличающиеся от шероховатости листовой стали, вводить поправочный коэффициент

Rп=R∙βш, Па/м. (56)

где R – табличное значение удельной потери давления на трение на один погонный метр воздуховода выполненного из листовой стали в Па/м. Численное значение которого принимается по таблице 22.15 справочника Павлова и Шиллера часть 3 книга 2.

βш,– поправочный коэффициент зависящий от абсолютной шероховатости и скорости (таблица 22.12).

refac.ru

Статическое давление - воздух - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Статическое давление - воздух

Cтраница 4

Определив диаметр газовыпускных отверстий, следует вычислить необходимую скорость истечения газа из отверстий по формуле (5.33) и убедиться в том, что она не выше максимально возможной скорости истечения газа, которая зависит от давления газа перед горелками рг и статического давления воздуха в подводящем канале горелки.  [46]

В процессе опыта измеряются следующие величины: давление воздуха перед электрическим нагревателем и перед рабочим соплом; температура воздуха а выходе из нагревателя; статическое и полное давление, а также температура в сечениях каждой секции на расстоянии 30 мм от плоскости разъема секций; статическое давление в двух промежуточных сечениях первой секции по ходу воздуха, в которой градиент давления наибольший; температуры внутренней поверхности стенки канала в тех же сечениях, в которых измеряются скорости, температуры и статические давления воздуха; перепад температур и расход охлаждающей воды во всех секциях; перепад давлений в мерной диафрагме.  [47]

При перемещении воздуха по воздуховодам в них создается статическое давление ( или напор) и динамическое давление. Под статическим давлением воздуха, перемещаемого по воздуховодам, понимают давление прямолинейно движущегося воздуха, которое он производит на стенки воздуховода. При этом статическое давление может быть направлено изнутри наружу и снаружи внутрь. В том и другом случае оно уравновешивается сопротивлением стенок воздуховода. В приточной системе воздух перемещается за счет некоторого избытка давления против атмосферного, создаваемого в воздуховодах вентилятором.  [48]

При установившейся работе сигнал статического давления в сети воздухораспределения через вышеуказанные промежуточные элементы регулятора не дает выходного импульса и заслонка находится в неподвижном состоянии. При отклонении статического давления воздуха в воздуховоде от величины, на которую настроен регулятор, появляется сигнал рассогласования и импульсное устройство выдает импульс определенного знака на реверсивный электродвигатель.  [50]

Для замера статических давлений воздуха при наладке систем в ограждениях камеры следует предусматривать заделку патрубков из труб диаметром 15 мм с заглушками. Патрубки должны размещаться до и после калориферов, фильтров и воздухоохладителей.  [52]

Для замера статических давлений воздуха при наладке систем в ограждениях камеры следует предусматривать заделку патрубков из труб диаметром 15 мм с заглушками.  [54]

Плотность воздуха значительно больше плотности природного газа. По высоте газопровода статическое давление воздуха уменьшается быстрее, чем статическое давление газа. В связи с этим возможны случаи, когда избыточное давление газа на верхних этажах может оказаться больше, чем на нижних этажах. Такое явление часто наблюдается при эксплуатации домовых газопроводов.  [56]

Плотность воздуха значительно больше плотности природного газа. По высоте газопровода статическое давление воздуха уменьшается быстрее, чем статическое давление газа. В связи с этим возможны случаи, когда избыточное давление газа на верхних этажах может оказаться больше, чем на нижних. Это явление часто наблюдается при эксплуатации домовых газопроводов.  [57]

Как видно из рис. 7.6, дифманометр 10 присоединен к трубкам Пито так, что он показывает разность между общим ( статическое динамическое) давлением в нагнетательном трубопроводе и общим давлением во всасывающем трубопроводе. Это показание дифманометра равно разности статических давлений воздуха после и до вентилятора, так как динамические давления во всасывающем и в нагнетательном трубопроводах одинаковы, потому что одинаковы диаметры обоих трубопроводов.  [58]

Подобный прибор применяется как манометр бензина, при этом трубопровод 9 соединяется с внутренней полостью трубки Бурдона. Второй трубопровод 10 служит для уравновешивания статического давления воздуха в корпусе 11 манометра. Аналогичная схема основного механизма встречается в мано-ме: рах масла, как это и показано на второй фигуре.  [59]

Все рассмотренные ранее регуляторы как для стабилизации статического давления, так и расхода воздуха по конструктивному построению и назначению выполнены либо в виде вставных секций воздуховода, либо в виде механизма, встраиваемого в воздуховоды сети воздухораспределения, и располагаются непосредственно, в самих воздуховодах до потребителей. Известно, что конечной целью регулирования статического давления воздуха ( применения РСДВ) является сохранение постоянства расхода воздуха через приточные устройства сети воздухораспределения. Однако при анализе существующих конструкций приборов и устройств установлено, что задачу поддержания постоянного расхода воздуха через воздухораспределительные устройства потребителей в СКВ и вентиляции при изменении давления в, напорной магистрали можно решить только при помощи индивидуальных регуляторов расхода, устанавливаемых непосредственно в каждом воздухораспределителе на выходе приточного воздуха в обслуживаемое помещение.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Потеря давления в системе Статьи о вентиляции

« Назад

Потеря давления в системе  24.02.2015 08:43

Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором или приточной установкой. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:

 

Тип   Скоросто воздуха, м/с
Магистральные воздуховоды   6,0 - 8,0
Боковые ответвления   4,0 - 5,0
Распределительные воздуховоды   1,5 - 2,0
Приточные решетки у потолка   1,0 – 3,0
Вытяжные решетки   1,5 – 3,0

Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

V= L / 3600*F (м/сек)

где L – расход воздуха, м3/ч;F – площадь сечения канала, м2.

Рекомендация 1.Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

Рекомендация 2.В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

Пример расчета вентиляционной системы:Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч.Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

Определение потерь давления в воздуховодах.

Определение потерь давления в обратном клапане.

Подбор необходимого вентилятора.

Определение потерь давления в шумоглушителях.

Определение потерь давления на изгибах воздухуводов.

Определение потерь давления в диффузорах.

cyclonespb.ru

Ответы на экзаменационные вопросы № 1-85 по дисциплине "Вентиляция" (Полное, статическое и динамическое давление. Вентиляция помещений птицеводческих зданий), страница 3

б)  при наличии в здании механического притока – от середины высоты помещения до устья вытяжной шахты;

- плотность наружного воздуха кг/м3; -плотность воздуха в помещении;Плотность воздуха определяем по формуле:                                                  

- коэффициент запаса на неучтенные потери, =0,9.(иногда вводят)

Естественные системы имеют небольшие гравитационные располагаемые давления с небольшими скоростями воздуха. Радиус действия естественной системы не более 10м.

Аэродинамический расчет следующим образом: 1.Определяем располагаемое гравитационное давление для этажей здания .

2.Определяем удельные потери давления через различные этажи. За расчетное направление в вытяжных системах с естественным побуждением принимают такое, удельные потери давления на котором имеют минимальную величину. ,       где Σl – сумма длин участков;

3. Определяем потери давления ∆Р=RLn+Z

Pгр 2этаж – расчетное ∑∆Р1,2,3,4<= Pгр 2этаж=10%

Потери давления на расчетном участке д.б.меньше либо равны распологаемому давлению. Если условие не выполняется, то можно: увеличить размеры воздуховодов, решеток, увеличить высоту вент.шахты и при этом увеличится гравитационное давление. Когда потери давления на участке отличаются от располагаемого более чем на 10% при большем располагаемым, то уменьшают воздуховоды,  ставят диафрагмы.

Увязка ответвлений должна производиться с учетом различного располагаемого гравитационного давления для этажей.

∆Ррасп5= Pгр 1этаж-∆Р2,3,4   ∆Ррасп10= Pгр 2этаж-∆Р8,9,4  4   ∆Ррасп11= Pгр 1этаж-∆Р9,4

Достоинство систем: нет затрат на электроэнергию, отсутствие шума.

Недостатки: зависит от этажей, метеорологических условий.

9. Конструкция воздуховодов равномерной раздачи.

Применяется в воздушной тепловой завесе, в местных отсосах. Для раздачи воздуха в помещении.

Под равномерным понимают одинаковую величину расхода по длине щели или равенство расходов отверстий воздуховодов. Сила, которая выталкивает или всасывает в-х является статическое давление на стенки, которое является избыточным по отнашению к атмосферному – выталкивание, меньше – всасывание.

Существует 3 способа равномерной раздачи, всасывания.

1.  Статическое давление по длине воздуховода постоянна, что обеспечивается подбором сечения воздуховода. Размеры отверстия, щели постоянны.

2.  Диаметр, размеры воз-да постоянны, меняется размер щели по длине воз-да, размеры отверстия.

3.  Воздуховод конструируется как камера , в которой статическое давление постоянно, либо изменяется в допустимых приделах. Это достигается поддержанием макс.возможной по технологическим условиям скорости в щели либо отверстии. Поэтому скорость в отверстии максимальна. Диаметры либо размеры подбираются так,  что бы потери по длине были незначительны.

Направление воз-ха перпендикулярно продольной оси – устанавливаются направляющие лопатки.

Постоянная площадь сечения и изменение размера щели. По направлению от начала к концу воздуховода скорость воздуха уменьшается. Рдинам.уменьшается в соответствии с сохранением закона энергии и будет переходить в статическое давление. Эту величину наз.освободившимся статическим давлением и соответственно Рст.должно увеличиваться. Однако одновременна она будет тратиться на преодоление сил трение и мест.сопротив..

Если освободившееся дин.давление >потерь, статическое давление увеличивается, < - уменьшается, = - ст.давление постоянно, чего и следует добиваться.

10. Расчет воздуховодов равномерной раздачи.

1.  Рст. = постоянна

Допущения:

При расчете коэф.местного сопротивления выхода воздуха для отверстий и щели постоянен по длине воздуховода

2.  Сопротивление движения воздуха по  создается трением. Местное сопротивление деления потока не учитывается.

Исходные данные: L – расход воздуха м3/час, длина воздуховода l в м.

Порядок расчета.

Разбиваем воздуховод на участки длиной 1-2 метра. Определяем расход воздуха через 1 м длины воздуховода либо  одно отверстие.

vunivere.ru

Статическое давление вентилятора, работающего в сети

    Для снижения шума самого источника необходимо 1) при выборе оборудования учитывать наряду с другими рабочими параметрами уровень звуковой мощности вентилятора 2) стремиться к тому, чтобы при заданном объемном расходе и сопротивлении сети вентилятор работал в режиме максимального КПД 3) снижать сопротивление сети и не устанавливать вентилятор с запасом по давлению 4) делать плавный подвод воздуха к входному патрубку вентилятора 5) особое внимание обращать на статическую и динамическую балансировку рабочего колеса вентилятора 6) отдавать предпочтение центробежным компрессорам и насосам как менее шумным по сравнению с поршневыми (компрессоры с четырьмя и более цилиндрами предпочтительнее, чем с одним или с двумя). [c.1001]     I. Вентилятор без диффузора. Поскольку вентилятор работает без сети воздуховодов и без диффузора, уравнение (12) примет вид р1 = Р л = 150 Па статическое давление р = 0 режим вентилятора соответствует рабочей точке А на характеристике вентилятора (рис. 22). На эпюре давлений с линией барометрического давления а б полное давление изображено столбиком Р .  [c.37]

    При работе на сеть, характеристика которой представляется параболой Е (см. фиг. 56), вентилятор с характеристикой АВ создает статическое давление, определяемое ординатой кс, и динамическое давление на выходе, соответствующее ординате / 0. Какова бы сеть ни была, эти точки устанавливаются автоматически в зависимости от ее характеристики. Если сеть будет иметь более крутую характеристику, то точка а передвинется влево по характеристике вентилятора, и наоборот. [c.136]

    Ордината ПС представляет собой полное давление, развиваемое вентилятором при работе на данную сеть. Ордината ВР представляет собой давление, развиваемое вентилятором при открытых входе и выходе, т. е, при отсутствии сети. Это давление является динамическим давлением, так как на этом режиме работы статическое давление равно нулю. Следовательно, это давление одновременно является и полным давлением для данного режима работы вентилятора (см. фиг. 56). [c.136]

    В данном справочнике приведены схемы и характеристики двух крышных центробежных вентиляторов ЦАГИ. За колесом вентилятора установлен небольшой специальный диффузор. Особенностью этих вентиляторов является то, что, поскольку они работают практически без сети, их рабочий режим соответствует нулевому или небольшому значению коэффициента статического давления и коэффициенту производительности, близкому к максимальному. Поэтому в крышных вентиляторах используют широкие колеса с загнутыми назад лопатками и с большим относительным диаметром входа. Для получения больших значений удельной производительности 0 [см. формулу (16)] лопатки колеса должны иметь малые углы выхода Ра, чтобы обеспечить небольшие значения теоретического давления. [c.41]

    Характеристику 2 дросселя представим зависимостью P6=ф(QR), где Ре — избыточное давление перед дросселем объемный расход через дроссель. При последовательном прикрытии дросселя его сопротивление возрастет и характеристики 3—6 расположатся выше. Рассмотрим характеристику 2. Равновесный, не изменяющийся по времени режим работы вентилятора определяется точкой О пересечения характеристик вентилятора н сети. Этот режим статически устойчив (анало  [c.109]

    Режим работы вентилятора в сети определяет точка А пересечения характеристик вентилятора Pr>(Q) и сети Ар(С) (рис. 18). В этой точке полное давление вентилятора равно потерям полного давления в сети. Если вбнтилятор работает на всасывание, то динамическое давление вентилятора следует также относить к потерям давления в сети или определять режим работы вентилятора точкой пересечения характеристики сети Ар (С) с характеристикой psv Q) статического давления вентилятора В таких случаях целесообразно на выходе из вентилятора установить диффузор, чтобы уменьшить динамическое давление вентилятора. [c.21]

    При работе центробежных и особенно крышных вентиляторов в сети с малым сопротивлением или вообще без сети, например при обдуве каких-либо устройств, за рабочий участок следует принять правую часть характеристики р ь(У) от точки, соответствующей режиму т)5 тах ДО ТОЧКИ, СООТВвТ ствующей максимально возможной производительности вентилятора при нулевом статическом давлении.  [c.12]

    Работа вентиляторов с седлообразной формой характеристики давления на сеть со значительным статическим напором в ряде случаев является неустойчивой. Это об-гтоятельстгю указывяет на нежелательность применения вентиляторов с сеплообразной формой характеристики. [c.191]

chem21.info