Пользовательского поиска
|
Пользовательского поиска
|
ОРДЕНА ТРУДОВОГО
КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
Главный
инженер института И.Б.Львовский
Главный
специалист Б.В.Баркалов
Рекомендовано
к изданию решением секции Технического Совета арендного предприятия
Промстройпроект.
Пособие 3.91
к СНиП 2.04.05-91 разработано Промстройпроектом (канд. техн. наук Б.В.Баркалов)
при участии ин-та СантехНИИПроект (канд. техн. наук Л.А.Бычкова) взамен раздела
11 пособия к СНиП 2.04.05.86.
В Пособии
3.91 приводятся указания по расчету потерь давления в установках радиальных
вентиляторов и их аэродинамических характеристик. Течение воздуха в вентиляторе
и присоединение к нему фасонных частей взаимосвязаны.
Пособие
предназначено для специалистов в области отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха.
Редактор
инженер Н.В.Агафонова
1. Вентиляторной
установкой называют вентилятор с присоединенными фасонными элементами сети,
находящимися на расстоянии до пяти диаметров (5Dv) от входного и 3Dg от
выходного отверстия, где Dg = 4,4v/P, Av и P – площадь и периметр выходного отверстия вентилятора.
Течение воздуха в вентиляторе и присоединенных фасонных элементах
взаимосвязаны, поэтому потери давления в установках с радиальными вентиляторами
и аэродинамические характеристики вентустановок следует рассчитывать по данному
Пособию. Характеристики вентустановок с осевыми вентиляторами следует
рассчитывать по работе [1].
__________
1. Бычкова
Л.А. Рекомендации по расчету гидравлических сопротивлений сложных элементов
систем вентиляции - М., Стройиздат, 1981, 29 с.
2. Коэффициенты
гидравлического сопротивления (потерь давления) входного и выходного элементов
вентустановки z
определены экспериментально и отнесены к динамическому давлению вентилятора Pdv Па. Величина z
зависит от вида элемента, его геометрических характеристик, аэродинамической
схемы вентилятора, режима его работы и дается при фиксированном расходе воздуха
для трех характерных режимов: оптимального, соответствующего расходу Lopt м3/ч, при
максимальном значении КПД, и на границах аэродинамической характеристики
вентилятора, соответствующих значению 0,9hmax слева L1 и справа L2 от оптимального режима
(рис. 1). При расположении рабочей точки на характеристике вентилятора в
промежутке между оптимальным режимом и границей рабочей области величину
коэффициента z
следует определять интерполяцией.
3. Потери
полного давления во входном и выходном элементах вентустановки DP, Па, рассчитываются по формуле:
(1)
- сумма
коэффициентов сопротивления входного и выходного элементов,
- динамическое давление вентилятора в рабочей точке,
Па.
4. Коэффициенты
сопротивления фасонных элементов вентиляторной установки z рекомендуется определять:
a)
для входных элементов – по табл. 1 и 2;
b)
для выходных элементов – по табл. 3-5;
для составных
элементов за вентиляторами с лопатками, загнутыми назад, показанных на рис. 2,
при 
= l / Dg = 1-1,5; n = A / Av = 1,5 - 2,6; 
= H / Dg = 1 - 2 принимать
равными z=2 при L1, z
=0,7 при Lopt и L2.
5. Полное
давление вентустановки 
, Па, меньше полного давления вентилятора на
величину потерь в присоединенных фасонных элементах и равно:
= Pv - DP (2)
6. КПД
вентустановки h' меньше
КПД вентилятора на величину потерь, вызванных присоединительными элементами на
входе и выходе
h' = h - Dh = h (1 - 
) (3)
где h-
Кпд вентилятора при заданном расходе воздуха;
Dh
и - суммарное, действительное и
относительное снижение КПД, вызванное присоединительными элементами.
7. Относительное
снижение КПД вентустановки определяется:
a) для
входных элементов по табл. 1 и 2;
b) для
выходных элементов величина относительного снижения КПД равна:
(4)
8. Применение
оптимальных способов присоединения вентилятора к сети и учет потерь в элементах
присоединения особенно важен, когда доля динамического давления вентилятора в
полном Pdv/Pv велика, т.е.
при расположении рабочей точки вблизи оптимального режима и в правой части
рабочей области аэродинамической характеристики вентилятора.
9. Для
преобразования характеристики полного давления вентилятора и характеристику
полного давления вентиляторной установки необходимо рассчитать согласно п.п. 3 и 4 потери полного давления в элементах присоединения
при фиксированном расходе воздуха в названных в п. 2 трех характерных точках.
Затем вычесть эти потери из характеристики вентилятора (п.5) и по полученным
трем точкам построить характеристику
полного давления вентиляторной установки (рис.1).
Аналогично могут быть
построены кривые КПД h' (рис.1) и статистического КПД 
вентиляторной
установки.
10. Рабочая
точка вентиляторной установки 4 (рис.1) находится на пересечении характеристики
сети с характеристикой полного давления вентиляторной установки. Рабочей точкой
5, находящейся на пересечении характеристики сети с каталожной характеристикой
вентилятора, пользоваться не следует, т.к. это может явится причиной
значительного снижения фактического расхода воздуха 
по сравнению с его
расчетной величиной L.
11. Если
потери в вентустановке вызвали снижение расхода воздуха с L до м3/ч
(рис.1), то для получения требуемого расхода скорость вращения n должна быть увеличена до
определяемой по формуле:
n' = n L / L' (5)
12. Входные элементы, усиливающие
неравномерность воздушного потока (прямоугольные колено, коробка, диффузор и
т.п.) рекомендуется размещать от вентилятора на расстоянии, превышающем
указанные в п. 1.
Примечание. Потери в
прямоугольной входной коробке, поворачивающей поток воздуха на 90оС,
не могут значительно превышать потери в прямоугольном колене.
13. Хорошо изготовленные и
смонтированные гибкие вставки практически не влияют на характеристики
вентустановок, но при несносности их с входом в вентилятор, при провисании
материала и уменьшении проходного сечения гибкие вставки являются источником
существенных потерь.
Пример 1. Задано определить оптимальные геометрические
характеристики и гидравлические потери пирамидального диффузора за радиальным
вентилятором с лопатками, загнутыми вперед. Относительная длина диффузора = l / Dg = 1,5.
Решение. По
рис.3б находим, что длине = 1,5
соответствует оптимальная степень расширения n=1,9. Коэффициент сопротивления в таком
диффузоре согласно табл. 3 составит на оптимальном режиме 0,3, на левой границе
рабочей области 0,5, на правой границе 0,31.
Пример 2. Требуется по
заданной характеристике полного давления радиального вентилятора с лопатками,
загнутыми назад, построить характеристики вентустановки (рис.1).
Перед входом
в вентилятор размещен плавный отвод, за вентилятором следует диффузор, отвод,
короб.
Решение. Согласно табл. 2 коэффициенты z и относительное снижение КПД
установки с плавным отводом R=1,5D0 на входе для трех характерных режимов
составят: z=0,4; 0,45 и 0,36;а 
=0,01; 0,01 и
0,02.
За вентилятором размещен диффузор ( = 1,5, n = 2), отвод (R = Dg) и короб = H/ Dg = 2. Для
выходного элемента по п. 4в коэффициенты z для трех характерных режимов работы
вентилятора составят: при L1
коэффициент z = 2,
при Lopt и L2, z = 0,7. Используя эти значения, рассчитываем по формуле 4 относительное
снижение КПД установки под влиянием элементов выхода.
Полное давление вентиляторной установки на
характерных режимах определяется по формуле (1) как разность полного давления
вентилятора и суммарных потерь давления во входных и выходных элементах
установки.
Относительное снижение КПД установки в каждой из трех точек суммируется
для элементов входа и выхода, а КПД рассчитывается по формуле (3). По
полученным трем точкам строится кривая
КПД вентустановки.
Рис. 1.
Аэродинамические характеристики вентилятора и вентиляторной установки: 1-
кривая полного давления вентилятора; 2- кривая полного давления вентиляторной
установки;
3-
характеристика сети; 4- рабочая точка вентиляторной установки; 5- рабочая точка
вентилятора (без учета потерь давления в фасонных присоединительных элементах
сети);
6- кривая
КПД вентилятора; 7- кривая КПД вентиляторной установки; 8- значение КПД
вентилятора, соответствующее рабочей точке 5; 9- значение КПД вентиляторной
установки, соответствующее рабочей точке
Рис. 2. Составной
присоединительный элемент вентиляторной установки: Av, A – площади поперечного сечения
диффузора, м2; l –
длина диффузора, м; H - высота
воздуховода, м;
Dg - гидравлический диаметр выходного
сечения вентилятора Dg=4Av/Ф, где Ф-
периметр выходного сечения вентилятора, м.
Рис. 3. Геометрические характеристики оптимальных
пирамидальных диффузоров за радиальными вентиляторами: а - размеры диффузоров;
б - график оптимальных относительных размеров диффузоров 
и nopt=A/Av за вентиляторами с лопатками загнутыми вперед; в- то
же, но с лопатками загнутыми назад; Av, A-
площадь поперечного сечения диффузора, м2; l- длина
диффузора, м; Ф- периметр выходного
сечения вентилятора, м.
Рис. 4. Геометрические характеристики оптимальных,
плоских несимметричных диффузоров за радиальными вентиляторами: а - размеры
диффузоров; б - график оптимальных относительных размеров диффузоров и nopt = A/Av за вентиляторами с
лопатками загнутыми вперед; в- то же, но
с лопатками загнутыми назад; Av, A - площадь поперечного сечения диффузора, м2; l- длина
диффузора, м; Ф- периметр выходного
сечения вентилятора, м.
Таблица 1
Значение коэффициентов сопротивления z и относительного снижения КПД 
установок радиальных вентиляторов с
лопатками, загнутыми вперед
|
Схемы элементов входа |
|
z/ |
Режим работы вентилятора |
||
|
|
|
|
L1 |
Lорт |
L2 |
|
Схема 1
|
R=1-1,5D0 |
z
|
0,4 0,05 |
0,4 0,05 |
0,35 0,1 |
|
Схема 2
|
¾ |
z
|
2 0,3 |
2 0,3 |
2 0,4 |
|
Схема 3
n = (D0
/ D1)2 |
n = 0,4 - 0,7 |
z
|
0 0 |
0 0 |
0 0 |
|
Схема 4
|
n = 1,5
n = 2 |
z
z
|
0 0,04 0,5 0,08 |
0,2 0,08 0,8 0,20 |
0,2 0,12 0,7 0,41 |
|
n = (D0
/ D1)2 |
n = 1,5
n = 2 |
z
z
|
0,1 0 0,3 0,06 |
0,15 0,03 0,3 0,06 |
0,1 0,06 0,2 0,11 |
|
|
n = 1,5
n = 2 |
z
z
|
0,2 0,05 0,4 0,07 |
0,2 0,06 0,5 0,14 |
0,15 0,09 0,4 0,22 |
Таблица 2
Значение коэффициентов сопротивления z и относительного снижения КПД установок радиальных вентиляторов с
лопатками, загнутыми назад
|
Схемы элементов входа |
|
z/ |
Режим работы вентилятора |
||
|
|
|
|
L1 |
Lорт |
L2 |
|
Схема 1
|
R=1-1,5D0 |
z
|
0,4 0,01 |
0,4 0,02 |
0,36 0,02 |
|
Схема 2
|
¾ |
z
|
1 0,08 |
1 0,08 |
1 0,20 |
|
Схема 3
n = (D0
/ D1)2 |
n = 0,7
n = 0,5
n = 0,4 |
z
z
z
|
0,7 0,07 0,8 0,02 0,5 0,03 |
0,3 0,07 0,4 0,06 0,5 0,05 |
0,2 0,05 0,3 0,06 0,1 0,02 |
|
Схема 4
|
n = 1,5
n = 2 |
z
z
|
0,5 0,03 0,5 0,02 |
0,5 0,06 0,8 0,10 |
0,3 0,08 0,8 0,21 |
|
n = (D0
/ D1)2 |
n = 1,5
n = 2 |
z
z
|
0,2 0,01 0,2 0,02 |
0,3 0,04 0,3 0,04 |
0,3 0,07 0,7 0,08 |
Таблица 3
Значение коэффициентов сопротивления z установок радиальных вентиляторов с пирамидальными
диффузорами на выходе (рис. 3а)
|
Вентилятор |
Характеристика |
Режим работы вентилятора |
||
|
|
диффузора |
L1 |
Lopt |
L2 |
|
Лопатки загнуты вперед |
n = 1,5
2 |
0,4 0,75 |
0,2 0,4 |
0,2 0,5 |
|
|
n = 1,5
2,5 |
0,3 0,55 0,8 |
0,1 0,35 0,5 |
0,15 0,35 0,55 |
|
|
n = 2
3 |
0,35 0,4 0,55 |
0,1 0,3 0,3 |
0,1 0,3 0,45 |
|
Лопатки загнуты назад |
n = 1,5
2,5 |
1,1 1,25 1,5 |
0,25 0,2 0,6 |
0,1 0,15 0,4 |
|
|
n = 1,5
2,5 |
1,1 1,25 1,5 |
0,15 0,2 0,45 |
0,15 0,15 0,2 |
Таблица 4
Значение коэффициентов сопротивления z установок радиальных вентиляторов с плоскими
диффузорами на выходе (рис.4а)
|
Вентилятор |
Характеристика |
Режим работы вентилятора |
||
|
|
диффузора |
L1 |
Lopt |
L2 |
|
Лопатки загнуты вперед |
n = 1,2
1,8 |
0,2 0,3 0,45 |
0,1 0,2 0,5 |
0,1 0,35 0,6 |
|
|
n = 1,2
1,8 2 |
0,1 0,2 0,22 0,25 |
0,05 0,1 0,2 0,35 |
0,1 0,2 0,35 0,55 |
|
|
n = 1,5
2,5 |
0,1 0,15 0,3 |
0,1 0,15 0,4 |
0,1 0,35 0,6 |
|
Лопатки загнуты назад |
n = 1,2
1,8 |
1 1 1,2 |
0,05 0,15 0,45 |
0,1 0,2 0,6 |
|
|
n = 1,2
1,8 2 |
1 1 1,2 1,2 |
0,05 0,2 0,3 0,4 |
0,15 0,2 0,35 0,45 |
|
|
n = 1,5
2,5 |
1 1,2 1,2 |
0,15 0,15 0,4 |
0,1 0,25 0,45 |
Таблица
5
|
Схема |
Характеристика
выхода |
Лопатки вентилятора |
Режим работы
вентилятора |
||
|
|
|
|
L1 |
Lорт |
L2 |
|
Схема 5
|
R = Dou |
вперед z назад z |
0,2 0,6 |
0,3 0,2 |
0,3 0,3 |
|
Схема 6
|
Диффузор n = 2, a = 14°, отвод R = Dou |
вперед z назад z |
0,4 0,2 |
0,2 0,2 |
0,2 0,2 |
|
Схема 7
|
¾ |
вперед z назад z |
0,2 0,1 |
0,2 0,1 |
0,2 0,1 |
|
|
| 
|
|
|
