1. Вихідні дані для обчислень
2. З чого починати?
3. порядок обчислень

Серцем будь-якої вентиляційної системи з механічним спонуканням повітряного потоку є вентилятор, який створює цей потік в повітроводах. Потужність вентилятора безпосередньо залежить від напору, який необхідно створити на виході з нього, а для того, щоб визначити величину цього тиску, потрібно провести розрахунок опору всієї системи каналів.

Для розрахунку втрат тиску потрібна схема і розміри воздуховода і додаткового обладнання.

Вихідні дані для обчислень

Коли відома схема вентиляційної системи, розміри всіх повітропроводів підібрані і визначено додаткове обладнання, схему зображують у фронтальній ізометричної проекції, тобто аксонометрии. Якщо її виконати відповідно до діючих стандартів, то на кресленнях (або ескізах) буде видна вся інформація, необхідна для розрахунку.

Аеродинамічна характеристика по вентилятора.

1. За допомогою поверхових планувань можна визначити довжини горизонтальних ділянок повітропроводів. Якщо ж на аксонометрической схемою проставлені відмітки висот, на яких проходять канали, то протяжність горизонтальних ділянок теж стане відома. В іншому випадку будуть потрібні розрізи будівлі, у яких прокладені трасами повітропроводів. І в крайньому випадку, коли інформації недостатньо, ці довжини доведеться визначати за допомогою замірів за місцем прокладки.
2. На схемі повинно бути зображено за допомогою умовних позначень все додаткове обладнання, встановлене в каналах. Це можуть бути діафрагми, заслінки з електроприводом, протипожежні клапани, а також пристрої для роздачі або витяжки повітря (решітки, панелі, парасолі, дифузори). Кожна одиниця цього обладнання створює опір на шляху повітряного потоку, яке необхідно враховувати при розрахунку.
3. Відповідно до нормативів на схемі біля умовних зображень повітропроводів повинні бути проставлені витрати повітря і розміри каналів. Це визначають параметри для обчислень.
4. Всі фасонні та розгалужується елементи теж повинні бути відображені на схемі.

Якщо такої схеми на папері або в електронному вигляді не існує, то доведеться її накреслити хоча б в чорновому варіанті, при обчисленнях без неї не обійтися.

З чого починати?

Діаграма втрати напору на кожен метр повітроводу.

Дуже часто доводиться стикатися з досить простими схемами вентиляції, в яких присутня повітропровід одного діаметра і немає ніякого додаткового обладнання. Такі схеми прораховуються досить просто, але що робити, якщо схема складна з безліччю відгалужень? Згідно з методикою прорахунку втрат тиску в повітроводах, яка викладена в багатьох довідкових виданнях, потрібно визначити найдовшу гілка системи або гілку з найбільшим опором. З'ясувати таку по опору на око вдається рідко, тому прийнято вести розрахунок по найдовшою гілки. Після цього користуючись величинами витрат повітря, проставлених на схемі, всю гілку ділять на ділянки за цією ознакою. Як правило, витрати змінюються після розгалужень (трійників) і при розподілі найкраще орієнтуватися на них. Бувають і інші варіанти, наприклад, припливні або витяжні решітки, вбудовані прямо в магістральний повітропровід. Якщо на схемі це не показано, а така решітка є, буде потрібно витрата після неї вирахувати. Ділянки нумерують починаючи від самого віддаленого від вентилятора.

порядок обчислень

Таблиця максимальної швидкості повітря.

Загальна формула розрахунку втрат тиску в повітроводах для всієї вентиляційної системи виглядає наступним чином:

HB = Σ (Rl + Z), де:

• HB - втрати тиску у всій системі повітропроводів, кгс / м²;
• R - опір тертю 1 м воздухопровода еквівалентного перерізу, кгс / м²;
• l - довжина ділянки, м;
• Z - величина тиску, теряемого повітряним потоком в місцевих опорах (фасонних елементах і додатковому устаткуванні).

Примітка: значення площі поперечного перерізу воздуховода, яка бере участь в розрахунку, приймається спочатку як для круглої форми каналу. Опір тертю для каналів прямокутної форми визначається по площі перетину, еквівалентному круглому.

Розрахунок починають від найвіддаленішого ділянки №1, потім переходять до другого ділянці і так далі. Результати обчислень по кожній ділянці складаються, про що і говорить математичний знак підсумовування в розрахунковій формулі. Параметр R залежить від діаметра каналу (d) і динамічного тиску в ньому (Рд), а останнє, в свою чергу, залежить від швидкості руху повітряного потоку. Коефіцієнт абсолютної шорсткості стінок (λ) традиційно приймається як для повітропроводу з оцинкованої сталі і становить 0,1 мм:

R = (λ / d) Рд.

Діаграма визначення втрат напору і діаметра воздуховодов.

Користуватися цією формулою в процесі розрахунку втрат тиску не має сенсу, так як значення R для різних швидкостей повітря і діаметрів вже прораховані і є довідковими величинами (Р. В. Щокін, І.Г. старовірів - довідники). Тому просто необхідно знайти ці значення відповідно до конкретних умов переміщення повітряних мас і підставити їх в формулу. Ще один показник, динамічний тиск Рд, який пов'язаний з параметром R і бере участь в подальшому підрахунку місцевих опорів, теж величина довідкова. З огляду на цей зв'язок між двома параметрами, в довідкових таблицях вони наводяться спільно.

Значення Z втрат тиску в місцевих опорах розраховують за формулою:

Z = Σξ Рд.

Знак підсумовування позначає, що потрібно скласти результати розрахунку по кожному з місцевих опорів на заданій ділянці. Крім вже відомих параметрів, у формулі присутній коефіцієнт ξ. Його величина безрозмірна і залежить від виду місцевого опору. Значення параметра для багатьох елементів вентиляційних систем пораховані або визначені дослідним шляхом, тому знаходяться в довідковій літературі. Коефіцієнти місцевого опору вентиляційного устаткування найчастіше вказують самі виробники, визначивши їх значення дослідним шляхом на виробництві або в лабораторії.

Таблиця еквівалентних діаметрів повітропроводів.

Обчисливши довжину ділянки №1, кількість і вид місцевих опорів, слід правильно визначити всі параметри і підставити їх в розрахункові формули. Отримавши результат, переходити до другого ділянці і далі, до самого вентилятора. При цьому не слід забувати про ту ділянку воздухопровода, який розташований вже за вентиляційної установкою, адже напору вентилятора повинно вистачити і на подолання його опору.

Закінчивши розрахунки по найдовшою гілки, виробляють такі ж по сусідній гілці, потім за наступною і так до самого кінця. Зазвичай ці всі гілки мають багато спільних ділянок, тому обчислення підуть швидше. Метою визначення втрат тиску на всіх гілках є їх загальна ув'язка, адже вентилятор повинен розподілити свій витрата рівномірно по всій системі. Тобто в ідеалі втрати тиску в одній гілці повинні відрізнятися від іншого не більше ніж на 10%. Простими словами, це означає, що саме ближнє до вентилятора відгалуження повинно мати найвище опір, а далеке - найнижче. Якщо це не так, рекомендується повернутися до перерахунку діаметрів повітропроводів і швидкостей руху повітря в них.

Коли з якої-небудь причини пов'язати гілки неможливо, в них встановлюють додаткові штучні опору - діафрагми, які слід підбирати. Для спрощення процесу замість діафрагм встановлюють дросель - клапани, з їх допомогою можна опір гілки регулювати, перекриваючи потік заслінкою.

Як показує практика, правильно прорахована і відрегульована після монтажу вентиляційна система працює бездоганно.