Потери давления в воздуховоде калькулятор. Порядок расчета потерь давления в воздуховодах

Чтобы определиться с размерами сечений на любом из отрезков воздухораспределительной системы, необходимо произвести аэродинамический расчет воздуховодов. Показатели, полученные при таком расчёте, определяют работоспособность как всей проектируемой системы вентиляции, так и отдельных её участков.

Для создания комфортных условий в кухне, отдельной комнате или помещении в целом необходимо обеспечить правильную проектировку воздухораспределительной системы, которая состоит из множества деталей. Важное место среди них занимает воздуховод, определение квадратуры которого оказывает влияние на значение скорости воздушного потока и шумность вентиляционной системы в целом. Определить эти и ряд других показателей позволит аэродинамический расчет воздуховодов.

Последовательность выполнения

Включает несколько этапов, каждый из них определяет ряд показателей, а также их суммарные значения. Все элементы формируются в виде таблиц.

1. Разрабатывается аксонометрическая схема воздухораспределительной системы и подготавливается к расчёту и выбору сечений воздуховодов.
2. Рассчитываются аэродинамические сопротивления.
3. Производится увязка основной линии (магистрали) и ответвлений.

Этап первый

Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных операций.Составляется схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.

Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.

Формирование схемы

Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.

Здесь следует определиться с магистралью – основной линией исходя из которой проводятся все операции. Она представляет собой цепь последовательно соединённых отрезков, с наибольшей нагрузкой и максимальной протяжённостью.

Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная.

Приточная

Здесь линия расчёта выстраивается от самого удалённого распределителя воздуха с наибольшим потреблением. Она проходит через такие приточные элементы, как воздуховоды и вентиляционная установка вплоть до места где происходит забор воздуха. Если же система должна обслуживать несколько этажей, то распределитель воздуха располагают на последнем.

Вытяжная

Строится линия от самого удалённого вытяжного устройства, максимально расходующего воздушный поток, через магистраль до установки вытяжки и дальше до шахты, через которую осуществляется выброс воздуха.

Если планируется вентиляция для нескольких уровней и установка вытяжки располагается на кровле или чердаке, то линия расчёта должна начинаться с воздухораспределительного устройства самого нижнего этажа или подвала, который тоже входит в систему. Если установка вытяжки находится в подвальном помещении, то от воз

Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции и кондиционирования

Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.

Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:

P = R*l + z,

где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр считаются так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

• Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)

2. Потери на местные сопротивления:

Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:

• Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
• Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
• Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
• Вычисляем потери давления на трение P тр.
• По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
• Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду

 

Назначение	Основное требование
	Бесшумность	Мин. потери напора
	Магистральные каналы	Главные каналы		Ответвления
		Приток	Вытяжка	Приток	Вытяжка
Жилые помещения	3	5	4	3	3
Гостиницы	5	7.5	6.5	6	5
Учреждения	6	8	6.5	6	5
Рестораны	7	9	7	7	6
Магазины	8	9	7	7	6

Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду

Метод постоянной потери напора

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции:

• В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
• По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
• Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
• Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.

Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.

Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов

Правильный аэродинамический расчет по формулам и онлайн

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта. Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции. Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

Содержание статьи:

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор. 

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой: 

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки  необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой.  Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

• Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.

• Записываем длину каждого участка.
• Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции. Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250. 

  V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с. 

  V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с

  Нас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.

• Начинаем расчеты потерь давления. Определяем эквивалентный диаметр для каждого участка, например первого dэ=2*150*150/(150+150)=150.  Затем заполняем все данные необходимые для расчета из справочной литературы или вычисляем: Re=1,23*0,150/(15,11*10^-6)=12210.  λ=0,11(68/12210+0,1/0,15)^0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.

• Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
• Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м  и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
• Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
• Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
• Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.

 При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15%, если воздух поступает в одно помещение (цех) и не более 10%, если в разные помещения

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

 По ссылке размещен файл Excel, который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

1. Расход воздуха на каждом участке.
2. Длину каждого из них.
3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
7. Наслаждаться результатом расчетов!

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов!!!

Читайте также:

Расчет удельной потери давления воздуховода

Перейти к основному содержанию Login

• RU
• CZ
• EN

Форма поиска

Найти

• Продукты
  • Установки
    • AeroMaster Cirrus
    • AeroMaster XP
    • AeroMaster FP
    • Vento
    • CAKE
  • Зaвeсы
    • DoorMaster C
    • DoorMaster D
    • DoorMaster P
  • Управление
    • VCS
    • Мобильное приложение
• Приложения
  • Стандартная вентиляция
  • Бассейновые помещения
  • Чистые помещения и здравоохранение
  • Сейсмическая среда
  • Взрывозащищенная среда
• Референции
• Поддержка
  • Программное обеспечение AeroCAD
  • Бланк претензии
• Услуги
• О компании
  • Новости
  • Профиль компании
  • Представительства в Роcсии
  • Материалы для загрузки
• Контакты
  • Головной офис
  • Торговая команда ЧР / СР
  • Бизнес представительство
  • Сервисный отдел
  • Отдел кадров
• Скачать

• h-x diagram
• Расчет параметров влажного воздуха
• Расчет площади машинного зала
• Подбор профиля канального воздуховода
• Расчет толщины изоляции и потерь тепла воздуховода
• Расчет удельной потери давления воздуховода
• Конвертор установок объемного расхода воздуха
• Общий расчет потерь давления местным сопротивлением
• Расчет состояния воздуха при обогреве и мощность обогревателя

1.Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе 6

2.Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе 10

3.Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе 13

3.1Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при нормальном режиме 13

3.2 Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при аварийном режиме работы 16

Список литературы 20

1. Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе

Магистральный трубопровод имеет компенсаторы через каждые 100м длины и следующие параметры:

Длина, м	Диаметр, мм	Перепад высот, м	Материал	Качество труб	Компенсаторы
900	616	6	бетон	новые	Лирообразные

Перепад давления , необходимый для транспортировки жидкости на расстояние L, складывается из перепада, необходимого для преодоления сопротивления при стабилизированном движении и местных сопротивлений, то есть.

Потери при стабилизированном движении и местных сопротивлений можно вычислить из формул Дарси-Вейсбаха:

, [Па]

, [Па]

где – гидравлический коэффициент трения;

L– длина трубопровода, м;

–диаметр трубопровода, м;

– коэффициент местного сопротивления;

–плотность жидкости в трубопроводе, ;

–скорость потока жидкости в трубопроводе, .

Так как трубопровод круглого сечения, то площадь его сечения можно найти по формуле:

[м²]

Полный расход жидкости в трубопроводе выражается формулой:

[]

Подставляя эти формулы в формулы расчёта потерь давления при стабилизированном движении и местных сопротивлениях получим:

,

,

Записав полученные выражения в формулу перепада давлений, получим:

Для упрощения дальнейших записей обозначим , получим

Через каждые 100м длины трубопровода установлены лирообразные компенсаторы, которые играют роль местных сопротивлений, т.е. n=8.

Для лирообразного компенсатора коэффициент местного сопротивления равен =2,832.

Температуру воды в трубопроводе возьмём равной 0. Тогда плотность воды равна, коэффициент вязкости воды равен

Вычислим гидравлический коэффициент трения . Для этого необходимо определить зону сопротивления, вычислив число Рейнольдса и определив эквивалентную шероховатость, определяемую материалом труб и степенью их износа. Для новых бетонных труб. Число Рейнольдсаопределяется по формуле:

,

где – кинематический коэффициент вязкости, зависящий от температуры воды,

Число Рейнольдса, равно:

Следуя из неравенства , получаем зону квадратичного сопротивления, для которой коэффициент трения  находится по формуле Шифринсона:

где – относительная шероховатость.

Получим перепад давления , равный:

Из уравнения Бернулли выразим разность статических давлений , учитывая что скорость потока жидкости в трубе постоянна:

Па

2. Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе

Падение давления в ветвях параллельного трубопровода обусловлено местными сопротивлениями, включающими:

№ ветви	Диаметр, мм	Задвижка, шт.	Вентиль, шт.	Колено, шт.	Клапан, шт.	Тройник, шт.
1	359	4	2	14	3	5
2	404	2	3	12	2	6
3	307	5	4	18	4	3

При параллельном соединении трубопроводов все они имеют общие начальную и конечную точки. Уравнение Бернулли для начального и конечного сечения каждого трубопровода будет иметь один и тот же вид:

Следовательно, потери давления во всех ветвях параллельного соединения будут одинаковы: , где.

Из уравнения неразрывности сумма расходов в ветвях равна полному подводимому расходу:

Решим систему уравнений:

Получим уравнение:

Падение давлений в ветвях происходит на местных сопротивлениях.

Примем следующие коэффициенты местного сопротивления:

1. Задвижка (простая задвижка на трубе круглого сечения диаметром d):, при

2. Вентиль (с прямым затвором):

3. Колено (с острыми кромками в месте поворота):

, при

4. Клапан (шарнирный клапан):

, при

5. Тройник:

Коэффициент местного сопротивления равен:

Получим ₁ для первой ветви параллельного трубопровода ₁=49,4, для второй ветви – ₂=40, а для третьей – ₃=65,8.

Рассчитаем С₁, С₂ и С_3.

Найдём объёмный расход жидкости в первой ветви трубопровода:

Следовательно, потери давления в параллельном трубопроводе: