Расчет вытяжной вентиляции с дефлекторами зала электродвигателей СТД-1250-2

 

ТАБЛИЦА 2.1 СТАНДАРТНЫЕ РАЗМЕРЫ КРУГЛЫХ ВОЗДУХОВОДОВ ИЗ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ

 

d,мм	Площадь поперечного сечения, м2	Периметр, мм	Площадь  поверх- ности 1 м2		d,мм	Площадь поперечного сечения, м  2	Перметр, мм	Площадь  поверх- ности 1 м2
100	0,0079	314	0,314		500	0,196	1570	1,57
125	0,0123	392	0,392		560	0,246	1760	1,76
140	0,0154	440	0,44		630	0,312	1978	1,98
160	0,02	502	0,502		710	0,396	2230	2,23
180	0,0255	566	0,566		800	0,501	2512	2,51
200	0,0314	628	0,623		900	0 , 635	2830	2,83
225	0,0397	706	0,706		1000	0,785	3140	3.14
250	0,0490	785	0,785		1120	0,985	3520	3,52
280	0,0615	879	0,879		1250	1,23	3930	3,93
315	0,078	990	0,990		1400	1,54	4400	4,4
355	0,099	1115	1,115		1600	2,01	5030	5, 03
400	0,126	1256	1,26		1800	2,54	5652	5,65
450	0,159	1413	1,41		2000	3,14	6280	6,28

 

Необходимо  учитывать, что на концевых участках воздуховодах при небольших расходах рекомендуется  скорость 4-8 м/с;

тогда

, м ²                      (2.6)

где L-расчетный расход воздуха на участке,  ;

υ _р- рекомендуемая скорость, м/с; F =921,96/(3600*7)= 0,037 м². По

подобранному сочетанию определяют действительную скорость по выбранному стандартному сечению диаметр воздуховода  200 мм с площадью сечения S=0,0314 м².

   

                (2.7)

Тогда скорость движения воздуха: ʋ = 921,96/(3600×0,0314)= 8,2 м/с

Определим динамическое давление приняв удельную плотность  воздуха r=1,2 кГ/м ³  (P _d):

                      ,  Па                 (2.8)

                                 P _d = (1,2×8,2²)/2 = 40,34 Па

Определим коэффициент гидравлического трения l по формуле:

 

     

                 (2.9)

где Rе – критерий Рейнольдса.

                                                                                          (2.10)

где  - средняя кинематическая вязкость воздуха.

Re = (8,2×0,2)/(15,6×10^-6) = 105128

λ = 0,1266×105128^-0,167 = 0,01

Определим удельные потери давления на трение R, Па/м по формуле:

 (2.11)

R = 0,01×(1,2×8,2²)/2×0,2= 2,02 Па/м

Рассчитаем цилиндрический стальной воздуховод d = 200 мм с прямоугольными отверстиями различной площади при следующих данных: длина воздуховода ℓ = 18 м, отверстия расположены с одной стороны; количество выпускных отверстий n = 5 шт.; с целью направления потока отверстия снабжены направляющими решетками; количество воздуха, подлежащее равномерной раздаче, L = 921,96 м³/ч, или 0,17 м³/с.

 

 

Рис. 2.2Отверстия с направляющими решетками.

Для устранения настильности потока применяем направляющие решетки.

Определяем расход воздуха  через одно (каждое) отверстие:

DL = L/n =921,96/(5*3600) = 0,05 м³/с

Скорость воздуха в  корне воздуховода

u₁ = 0,17*5/(3,14*0,2²) = 6,8 м/с

Статическое давление в  сечении первого отверстия Р_ст1 

                                                                                                                                              (2.12)

откуда 

                                              (2.13)

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

Задаемся размерами первого отверстия f=a·δ=0,1·0,15=0,015 м²

Подставим все значения величин в формулу (1), найдем

                                     Р_ст1 =0,05² *1,2/(2*0,56² *0,015²)=21,26 Па

Определим динамическое давление в сечении I-I воздуховода:

u₁² ρ/2 = 6,8²*1,2/2 = 27,7 Па

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

Статическое давление по длине воздуховода

                   

             (2.14)

Ширина отверстия δ_х при постоянной высоте α определяем по формуле

                                   

;             (2.15)

Откуда

       (2.16)

Для удобства расчета  составляем таблицу 2.2, в которой х – расстояние от центра первого отверстия до центра каждого из последующих:

     Таблица 2.2

№ От- вер- стия	х	ℓ– х	(ℓ–х)2 /ℓ2	(ℓ–х)2		ρстх, Па	δх
1	0	18	1	324	0	21,26	0,15
2	4	14	0,6	196	0,16	21,93	0,15
3	8	10	0,3	100	0,25	24,35	0,14
4	12	6	0,11	36	0,29	27,21	0,13
5	16	2	0,01	4	0,3	29,25	0,12

 

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

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

       Далее  рассчитывают потери давления  в местных сопротивлениях:

  

,    Па                                                       (2.17)

где ξ-сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке. Определяют сумму потерь давлений по участкам. Участком называют отрезок воздуховода где не меняется расход воздуха и диаметр воздуховода:

 

    ,    Па  ;                               (2.18)

Примем для всасывающего отверстия первого участка, местное  сопротивление по таблице 2.3:

ξотв1= F_ОТВ/F _о = 0,1×0,15/0,0314 = 0,48 = 9

ξотв2= F_ОТВ/F _о = 0,1×0,15/0,0314 = 0,48 = 9

ξотв3= F_ОТВ/F _о = 0,1×0,14/0,0314 = 0,45 = 9

ξотв4= F_ОТВ/F _о = 0,1×0,13/0,0314 = 0,41 = 14,9

ξотв5= F_ОТВ/F _о = 0,1×0,12/0,0314 = 0,38 = 14,9

Ʃξотв = 56,8

 

ТАБЛИЦА  2.3 ЗНАЧЕНИЯ МЕСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ  ζ _о  БОКОВЫХ ОТВЕРСТИЙ

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3

 

В режиме всасывания
Одно отверстие   ζ  О	F ОТВ / F о
	0,2	0,3	0,4	0.5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,4	1,8
	65,7	30,0	14,9	9,0	6,27	4,54	3,54	2,7	2,28	-	-

 

R×l = 2,02×18 = 36,36 Па

 

= 56,8×40,34 = 2291,31 Па

 

∆Р = R× l +Z = 36,36+ 2291,31 = 2327,67 Па

 

 

 

Второй участок

При расчете второго участка следует увеличить диаметр воздуховода до 400 мм, так как расход возрастает вдвое.

ʋ = 1843,92/(3600×0,126) = 4,07 м/с

P _d = (1,2×4,07 ²)2 = 39,75 Па

Re = (4,07×0,4)/(15,6×10^-6) = 104359,97

λ = 0,1266×104359,97^-0,167 = 0,018

R = 0,018×(1,2×4,07²)/2×0,4 = 0,5 Па/м

Определим сопротивления  тройника ξтр на проходе используя  таблицу 2.4

ТАБЛИЦА  2.4 ЗНАЧЕНИЯ МЕСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ζ ПРИ СЛИЯНИИ ПОТОКА (ДЛЯ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТСИСТЕМЫ)

 

1. Тройник при слиянии потоков
	α , град
				0,4	0,6	0,8	1	1.2	1,4	1,6	1,8	2
	15	1	1	0,6	0,55	0.45	0,3	0,1	-0,15	-0,45	-0,85	-1,3
		2	1.41	0,3	0,3	0,25	0,15	0	-0,2	-0,4	-0,65	_1
		4	2	0,15	0,15	0,1	0,05	0	-0,15	0,3	-0,45	-0,65
		9	3	0,05	0,05	0,05	0,0	0	-0.1	-0.15	-0,25	-0,35
		16	4	0,05	0,05	0,05	0,05	0	0, 0	-0,05	-0.1	-0,2
	30	1	1	0,6	0,6	0,55	0,45	0,3	0,1	-0,15	-0,4	-0,75
		2	1,41	0,3	0,355	0,3	0,25	0,15	0,1	-0.15	-0,4	-0,6
		4	2	0,15	0,15	0,15	0,1	0,05	-0,05	-0,15	-0,3	-0,45
		9	3	0,05	0,05	0,05	0,05	0,0	-0,05	0,1	-0,15	-0,.25
		16	4	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0	0	-0,05	-0,1
	45	1	1	0,65	0,65	0,65	0,6	0,5	0,35	0,2	0	-0,2
		2	1,41	0,35	0,35	0,35	О,3	0,25	0,15	0,05	-0,1	-0,25
		4	2	0,15	0,2	0,15	0,15	0,1	0,05	0	-0,1	-0,2
		9	3	0,05	0,1	0,1	0,05	0,05	0	0	-0,05	-0,15
		16	4	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0	6	-0,05	0,1

ʋ₀/ ʋ_п= 4,07/6,8 = 0,59 F_п/ F₀= 0,0314/0,126 = 0,25 d_п/ d₀ = 0,2/0,4 = 0,5

ξтр = 0,6 при α = 15º

 

 

 

 

 

Помимо сопротивления  тройника на втором участке определим  по таблице 2.5 сопротивление для  поворотного колена (гиба) ξг.

ТАБЛИЦА 2.5 ЗНАЧЕНИЯ МЕСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ζ _о ОТВОДА  ГНУТОГО   ИЛИ   ШТАМПОВАННОГО   КРУГЛОГО   СЕЧЕНИИ

 

 

 

 

 

 

 

α о	0	20	30	45	50	75	90	110	120	150	180
При R/d ЭU = 1
ζ о	0	0,06	0,09	0,13	0,16	0,19	0,21	0,24	0,25	0,27	0,29
При R/d ЭU = 1,5
ζ о	0	0,05	0,08	0,1	0,13	0,15	0,17	0,19	0,2	0,22	0,24
При R/d ЭU = 2,0
ζ о	0	0,05	0,07	0,09	0,12	0,14	0,15	0,17	0,18	0,19	0,21
Примечание. При прямоугольном  сечении ζ о следует умножить на значение С, принимаемое по примечанию к табл. 12.35.

 

ξг = 0,21 при R = 0,4 м, d = 0,4 м и угле поворота 90º.

 

R×l = 0,5×5 = 2,5 Па

 

= (0,6+0,3)×39,75 = 35,78 Па

 

  ∆Р = R× l +Z = 2,5+35,78 = 38,28 Па

 

Третий участок

Длина участка 5 метров, диаметр 560 мм.

ʋ = 3687,84/(3600×0,246) = 4,16 м/с

P _d = (1,2×4,16²)2 = 41,53 Па

Re = (4,16×0,56)/(15,6×10^-6) = 149333,33

λ = 0,1266×149333,33^-0,167 = 0,017

R = 0,014× (1,2×4,16²)/2×0,56 = 0,26 Па/м

Определим сопротивления  тройника ξтр на проходе используя  таблицу 2.4.