Diseño y cálculo de sistemas de ventilación. Determinación de coeficientes de resistencia local de tes en sistemas de ventilación Cálculo de kms de apertura lateral del conducto de aire
Leer también
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Objetivo |
Requisito básico | ||||
| Silencio | Mín. pérdida de cabeza | ||||
| canales principales | canales principales | Sucursales | |||
| Afluencia | Capucha | Afluencia | Capucha | ||
| Espacios habitables | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Hoteles | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Instituciones | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Restaurantes | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Las tiendas | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Con base en estos valores, se deben calcular los parámetros lineales de los conductos de aire.
Algoritmo para calcular las pérdidas de presión del aire.
El cálculo debe comenzar con la elaboración de un diagrama del sistema de ventilación con la indicación obligatoria de la ubicación espacial de los conductos de aire, la longitud de cada sección, rejillas de ventilación, equipamiento adicional para purificación de aire, equipamiento técnico y ventiladores. Las pérdidas se determinan primero para cada línea individual y luego se suman. Para una sección tecnológica separada, las pérdidas se determinan mediante la fórmula P = L×R+Z, donde P es la pérdida de presión de aire en la sección de diseño, R es la pérdida por metro lineal de la sección, L es la longitud total de los conductos de aire en la sección, Z es la pérdida en los accesorios adicionales del sistema de ventilación.
Para calcular la pérdida de presión en un conducto circular se utiliza la fórmula Ptr. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – coeficiente tabular de fricción del aire, depende del material del conducto de aire, L – longitud de la sección calculada, d – diámetro del conducto de aire, V – velocidad requerida flujo de aire, Y – densidad del aire teniendo en cuenta la temperatura, g – aceleración de caída (libre). Si el sistema de ventilación tiene conductos de aire cuadrados, entonces se debe utilizar la tabla No. 2 para convertir valores redondos en cuadrados.
Mesa No. 2. Diámetros equivalentes de conductos de aire redondos a cuadrados.
| 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | |
| 250 | 210 | 245 | 275 | |||||
| 300 | 230 | 265 | 300 | 330 | ||||
| 350 | 245 | 285 | 325 | 355 | 380 | |||
| 400 | 260 | 305 | 345 | 370 | 410 | 440 | ||
| 450 | 275 | 320 | 365 | 400 | 435 | 465 | 490 | |
| 500 | 290 | 340 | 380 | 425 | 455 | 490 | 520 | 545 |
| 550 | 300 | 350 | 400 | 440 | 475 | 515 | 545 | 575 |
| 600 | 310 | 365 | 415 | 460 | 495 | 535 | 565 | 600 |
| 650 | 320 | 380 | 430 | 475 | 515 | 555 | 590 | 625 |
| 700 | 390 | 445 | 490 | 535 | 575 | 610 | 645 | |
| 750 | 400 | 455 | 505 | 550 | 590 | 630 | 665 | |
| 800 | 415 | 470 | 520 | 565 | 610 | 650 | 685 | |
| 850 | 480 | 535 | 580 | 625 | 670 | 710 | ||
| 900 | 495 | 550 | 600 | 645 | 685 | 725 | ||
| 950 | 505 | 560 | 615 | 660 | 705 | 745 | ||
| 1000 | 520 | 575 | 625 | 675 | 720 | 760 | ||
| 1200 | 620 | 680 | 730 | 780 | 830 | |||
| 1400 | 725 | 780 | 835 | 880 | ||||
| 1600 | 830 | 885 | 940 | |||||
| 1800 | 870 | 935 | 990 |
El eje horizontal indica la altura del conducto cuadrado y el eje vertical indica el ancho. Valor equivalente sección redonda está en la intersección de líneas.
Las pérdidas de presión del aire en curvas se toman de la tabla No. 3.
Mesa No 3. Pérdida de presión en curvas.
Para determinar las pérdidas de presión en difusores se utilizan los datos de la tabla No. 4.
Mesa No. 4. Pérdida de presión en difusores.
La Tabla No. 5 da diagrama general pérdidas en línea recta.
Mesa No. 5. Diagrama de pérdida de presión de aire en conductos de aire rectos.
Todas las pérdidas individuales en una sección determinada del conducto de aire se suman y ajustan con la tabla No. 6. Tabla. No. 6. Cálculo de la reducción de la presión de flujo en sistemas de ventilación.
Durante el diseño y los cálculos, los existentes regulaciones Se recomienda que la diferencia en la pérdida de presión entre secciones individuales no supere el 10%. El ventilador debe instalarse en la zona del sistema de ventilación con mayor resistencia; los conductos de aire más alejados deben tener la mínima resistencia. Si no se cumplen estas condiciones, es necesario cambiar el diseño de los conductos de aire y el equipo adicional, teniendo en cuenta los requisitos de la normativa.
Creación condiciones confortables permanecer en el local es imposible sin un cálculo aerodinámico de los conductos de aire. A partir de los datos obtenidos se determina el diámetro de la sección transversal de las tuberías, la potencia de los ventiladores, el número y características de las ramas. Además, se puede calcular la potencia de los calentadores y los parámetros de las aberturas de entrada y salida. Dependiendo del propósito específico de las habitaciones, se tienen en cuenta el nivel de ruido máximo permitido, la tasa de intercambio de aire, la dirección y la velocidad de los flujos en la habitación.
Los requisitos modernos se especifican en el Código de Reglas SP 60.13330.2012. Los parámetros normalizados de los indicadores de microclima en locales para diversos fines se dan en GOST 30494, SanPiN 2.1.3.2630, SanPiN 2.4.1.1249 y SanPiN 2.1.2.2645. Durante el cálculo de indicadores. sistema de ventilación Se deben tener en cuenta todas las disposiciones.
Cálculo aerodinámico de conductos de aire - algoritmo de acciones.
El trabajo incluye varias etapas sucesivas, cada una de las cuales resuelve problemas locales. Los datos obtenidos se formatean en forma de tablas y, en base a ellas, se elaboran diagramas esquemáticos y gráficos. El trabajo se divide en las siguientes etapas:
- Desarrollo de un diagrama axonométrico de distribución de aire en todo el sistema. A partir del diagrama, se determina una metodología de cálculo específica, teniendo en cuenta las características y tareas del sistema de ventilación.
- Se realiza un cálculo aerodinámico de los conductos de aire tanto en las rutas principales como en todos los ramales.
- En base a los datos recibidos, se selecciona. forma geometrica y se determinan el área de la sección transversal de los conductos de aire. especificaciones técnicas ventiladores y calentadores. Además, se tiene en cuenta la posibilidad de instalar sensores de extinción de incendios, evitando la propagación de humo, y la posibilidad de ajustar automáticamente la potencia de ventilación teniendo en cuenta el programa elaborado por los usuarios.
Desarrollo de un diagrama del sistema de ventilación.
Dependiendo de parámetros lineales diagrama, se selecciona la escala, el diagrama indica la posición espacial de los conductos de aire, los puntos de conexión de adicionales dispositivos tecnicos, sucursales existentes, puntos de suministro y toma de aire.
El diagrama indica la carretera principal, su ubicación y parámetros, puntos de conexión y especificaciones sucursales. La ubicación de los conductos de aire tiene en cuenta las características arquitectónicas del local y del edificio en su conjunto. Durante la compilación circuito de suministro El procedimiento de cálculo comienza desde el punto más alejado del ventilador o de la habitación para la que se requiere el índice máximo de intercambio de aire. Durante la compilación ventilación de escape El criterio principal es el caudal máximo de aire. linea comun durante los cálculos, se divide en secciones separadas, y cada sección debe tener las mismas secciones transversales de conductos de aire, consumo de aire estable, los mismos materiales de fabricación y geometría de tubería.
Los segmentos están numerados en secuencia desde la sección con el caudal más bajo y en orden creciente hasta el más alto. A continuación se determina la longitud real de cada sección individual, se suman las secciones individuales y se determina la longitud total del sistema de ventilación.
Al planificar un esquema de ventilación, se pueden tomar como comunes las siguientes habitaciones:
- residencial o público en cualquier combinación;
- industriales, si pertenecen al grupo A o B según la categoría de seguridad contra incendios y están ubicados en no más de tres pisos;
- una de las categorías edificios industriales categorías B1 – B4;
- Los edificios industriales de categoría B1 m B2 pueden conectarse a un sistema de ventilación en cualquier combinación.
Si los sistemas de ventilación carecen por completo de la posibilidad de ventilación natural, entonces el diagrama debe prever la conexión obligatoria equipo de emergencia. La potencia y la ubicación de instalación de ventiladores adicionales se calculan según reglas generales. Para habitaciones que tienen aberturas que están constantemente abiertas o abiertas cuando es necesario, el diagrama se puede elaborar sin posibilidad de conexión de emergencia de respaldo.
Los sistemas de succión de aire contaminado directamente de áreas tecnológicas o de trabajo deben tener un ventilador de respaldo; la puesta en funcionamiento del dispositivo puede ser automática o manual. Los requisitos se aplican a áreas de trabajo de las clases de peligro 1 y 2. Se permite no incluir un ventilador de respaldo en el diagrama de instalación solo en los siguientes casos:
- Parada sincronizada de dañinos. procesos de producción en caso de mal funcionamiento del sistema de ventilación.
- EN locales de producción Se proporciona ventilación de emergencia separada con sus propios conductos de aire. Dichos parámetros de ventilación deben eliminar al menos el 10% del volumen de aire suministrado por los sistemas estacionarios.
El sistema de ventilación debe prever una posibilidad separada de ducharse en lugar de trabajo con mayores niveles de contaminación del aire. Todas las secciones y puntos de conexión están indicados en el diagrama e incluidos en algoritmo general cálculos.
Está prohibido colocar dispositivos receptores de aire a menos de ocho metros horizontalmente de vertederos de basura, zonas de aparcamiento, vías con mucho tráfico, tubos de escape y chimeneas. Recepcionistas dispositivos de aire sujeto a protección dispositivos especiales en el lado de barlovento. Indicadores de resistencia dispositivos de protección tenido en cuenta durante los cálculos aerodinámicos sistema común ventilación.
Cálculo de la pérdida de presión del flujo de aire. El cálculo aerodinámico de conductos de aire basado en las pérdidas de aire se realiza con el objetivo de la elección correcta secciones para asegurar requerimientos técnicos sistema y selección de potencia del ventilador. Las pérdidas están determinadas por la fórmula:
Ryd - valor pérdidas específicas presión en todas las secciones del conducto de aire;
P gr – presión gravitacional del aire en canales verticales;
Σ l – la suma de las secciones individuales del sistema de ventilación.
Las pérdidas de presión se obtienen en Pa, la longitud de los tramos se determina en metros. Si el movimiento de los flujos de aire en los sistemas de ventilación se produce debido a una diferencia de presión natural, entonces la reducción de presión calculada es Σ = (Rln + Z) para cada sección individual. Para calcular la presión gravitacional necesitas usar la fórmula:
P gr – presión gravitacional, Pa;
h – altura de la columna de aire, m;
ρ n – densidad del aire fuera de la habitación, kg/m3;
ρ pulg – densidad del aire interior, kg/m3.
Otros cálculos para sistemas. ventilación natural se llevan a cabo según las fórmulas:
Definición sección transversal conductos de aire
Determinación de la velocidad de movimiento de masas de aire en conductos de gas.
Cálculo de pérdidas en base a resistencias locales del sistema de ventilación.
Determinación de la pérdida por fricción.
Determinación de la velocidad del flujo de aire en canales.
El cálculo comienza con la sección más larga y remota del sistema de ventilación. Como resultado de los cálculos aerodinámicos de los conductos de aire, se debe garantizar el modo de ventilación requerido en la habitación.
El área de la sección transversal está determinada por la fórmula:
FP = LP /V T .
F P – área de la sección transversal del canal de aire;
L P – flujo de aire real en la sección calculada del sistema de ventilación;
V T: velocidad del flujo de aire para garantizar la frecuencia requerida de intercambio de aire en el volumen requerido.
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se determina la pérdida de presión durante el movimiento forzado de masas de aire a través de los conductos de aire.
Para cada material del conducto de aire, se aplican factores de corrección, dependiendo de los indicadores de rugosidad de la superficie y la velocidad de movimiento de los flujos de aire. Para facilitar los cálculos aerodinámicos de los conductos de aire, puede utilizar tablas.
Mesa N° 1. Cálculo conductos de aire metálicos perfil redondo.
Cuadro No. 2. Valores factores de corrección teniendo en cuenta el material de los conductos de aire y la velocidad del flujo de aire.
Los coeficientes de rugosidad utilizados para los cálculos de cada material dependen no sólo de su características físicas, sino también de la velocidad del flujo de aire. Cuanto más rápido se mueve el aire, más resistencia experimenta. Esta característica debe tenerse en cuenta al seleccionar un coeficiente específico.
Los cálculos aerodinámicos para el flujo de aire en conductos de aire cuadrados y redondos muestran diferentes caudales para la misma área de sección transversal pasaje condicional. Esto se explica por las diferencias en la naturaleza de los vórtices, su significado y su capacidad para resistir el movimiento.
La condición principal para los cálculos es que la velocidad del movimiento del aire aumente constantemente a medida que el área se acerca al ventilador. Teniendo esto en cuenta, se imponen requisitos sobre los diámetros de los canales. En este caso, se deben tener en cuenta los parámetros de intercambio de aire en el local. Las ubicaciones de los flujos de entrada y salida se seleccionan de tal manera que las personas que se encuentran en la habitación no sientan corrientes de aire. Si no es posible lograr el resultado regulado utilizando una sección recta, se insertan diafragmas con orificios pasantes en los conductos de aire. Cambiando el diámetro de los orificios se consigue una regulación óptima del flujo de aire. La resistencia del diafragma se calcula mediante la fórmula:
El cálculo general de los sistemas de ventilación debe tener en cuenta:
- Presión de aire dinámica durante el movimiento. Los datos corresponden a las especificaciones técnicas y sirven como criterio principal a la hora de elegir un ventilador específico, su ubicación y principio de funcionamiento. Si es imposible garantizar los modos de funcionamiento planificados del sistema de ventilación con una sola unidad, se prevé la instalación de varias. La ubicación específica de su instalación depende de las características. diagrama esquemático Conductos de aire y parámetros permitidos.
- El volumen (caudal) de masas de aire transportadas en el contexto de cada rama y habitación por unidad de tiempo. Datos iniciales: requisitos de las autoridades sanitarias para la limpieza de las instalaciones y sus características. proceso tecnológico empresas industriales.
- Pérdidas de presión inevitables resultantes de fenómenos de vórtice durante el movimiento de los flujos de aire en varias velocidades. Además de este parámetro, se tienen en cuenta la sección transversal real del conducto de aire y su forma geométrica.
- Velocidad óptima de circulación del aire en el canal principal y por separado para cada ramal. El indicador influye en la elección de la potencia de los ventiladores y su ubicación de instalación.
Para facilitar los cálculos, se permite utilizar un esquema simplificado; se utiliza para todas las instalaciones con requisitos no críticos. Para garantizar los parámetros requeridos, la selección de ventiladores en cuanto a potencia y cantidad se realiza con un margen de hasta el 15%. Los cálculos aerodinámicos simplificados de los sistemas de ventilación se realizan utilizando el siguiente algoritmo:
- Determinación del área de la sección transversal del canal en función de la velocidad óptima del flujo de aire.
- Seleccionar una sección de canal estándar cercana a la de diseño. Los indicadores específicos siempre deben seleccionarse hacia arriba. Canales de aire pueden tener indicadores técnicos aumentados; está prohibido reducir sus capacidades. Si es imposible seleccionar canales estándar en condiciones tecnicas Está previsto que se fabriquen según bocetos individuales.
- Comprobación de los indicadores de velocidad del aire teniendo en cuenta valores reales Sección transversal convencional del canal principal y todos los ramales.
La tarea del cálculo aerodinámico de los conductos de aire es garantizar las tasas de ventilación planificadas de las habitaciones con pérdidas mínimas. recursos financieros. Al mismo tiempo, es necesario lograr una reducción de la intensidad de mano de obra y del consumo de metales en los trabajos de construcción e instalación, garantizando un funcionamiento fiable. equipo instalado en varios modos.
Se debe instalar equipo especial en lugares accesibles, cuenta con acceso sin obstáculos para inspecciones técnicas de rutina y otros trabajos para mantener el sistema en condiciones de funcionamiento.
De acuerdo con las disposiciones de GOST R EN 13779-2007 para calcular la eficiencia de la ventilación. ε v necesitas aplicar la fórmula:
con ENA– indicadores de la concentración de compuestos nocivos y sustancias en suspensión en el aire eliminado;
Con AIF– concentración de sustancias nocivas compuestos químicos y sustancias en suspensión en la habitación o área de trabajo;
c sup– indicadores de contaminantes que ingresan con el aire de suministro.
La eficiencia de los sistemas de ventilación depende no sólo de la potencia de los dispositivos de escape o sopladores conectados, sino también de la ubicación de las fuentes de contaminación del aire. Durante los cálculos aerodinámicos se debe tener en cuenta. indicadores mínimos sobre la eficiencia del sistema.
La potencia específica (P Sfp > W∙s / m 3) de los ventiladores se calcula mediante la fórmula:
de P – potencia del motor eléctrico instalado en el ventilador, W;
q v – caudal de aire suministrado por los ventiladores durante el funcionamiento óptimo, m 3 /s;
∆ p – indicador de la caída de presión en la entrada y salida de aire del ventilador;
η niño - coeficiente global acción útil para motor eléctrico, ventilador y conductos de aire.
Durante los cálculos queremos decir siguientes tipos el aire fluye según la numeración en el diagrama:
Diagrama 1. Tipos de flujos de aire en el sistema de ventilación.
- Externo, ingresa al sistema de aire acondicionado desde el ambiente externo.
- Suministrar. Flujos de aire que ingresan al sistema de conductos después preparación preliminar(calefacción o limpieza).
- El aire en la habitación.
- Corrientes de aire que fluyen. Aire que pasa de una habitación a otra.
- Escape. Aire expulsado de la habitación hacia el exterior o hacia el sistema.
- Recirculación. La porción del flujo que regresa al sistema para mantener la temperatura interna dentro de los valores especificados.
- Retirable. Aire que se retira del local de forma irrevocable.
- Aire secundario. Regresó a la habitación después de limpiar, calentar, enfriar, etc.
- Pérdida de aire. Posibles fugas debido a conexiones de conductos de aire con fugas.
- Infiltración. El proceso por el cual el aire ingresa al interior de forma natural.
- Exfiltración. Fuga de aire natural de la habitación.
- Mezcla de aire. Supresión simultánea de múltiples hilos.
Cada tipo de aire tiene su propio estándares estatales. Todos los cálculos de los sistemas de ventilación deben tenerlos en cuenta.
Con este material, los editores de la revista “Climate World” continúan la publicación de capítulos del libro “Sistemas de ventilación y aire acondicionado. Pautas de diseño para la producción.
agua y edificios públicos”. Autor Krasnov Yu.S.
El cálculo aerodinámico de conductos de aire comienza con la elaboración de un diagrama axonométrico (M 1: 100), anotando el número de tramos, sus cargas L (m 3 / h) y longitudes I (m). Se determina la dirección del cálculo aerodinámico: desde la zona más alejada y cargada hasta el ventilador. En caso de duda al determinar una dirección, considere todas las opciones posibles.
El cálculo comienza con una sección remota: determine el diámetro D (m) de la sección redonda o el área F (m 2) de la sección transversal de un conducto de aire rectangular:
La velocidad aumenta a medida que te acercas al ventilador.
Según el Apéndice H, se toman los valores estándar más cercanos: D CT o (a x b) st (m).
Radio hidráulico de conductos rectangulares (m):
¿Dónde está la suma de los coeficientes? resistencia local en la sección del conducto de aire.
Las resistencias locales en el límite de dos secciones (te, cruces) se asignan a la sección con menor caudal.
Los coeficientes de resistencia local se dan en los apéndices.
Diagrama del sistema de ventilación de suministro que da servicio a un edificio administrativo de 3 pisos.
Ejemplo de cálculo
Datos iniciales:
| No. de parcelas | flujo L, m 3 / h | longitud L, metro | υ ríos, m/s | sección a × b, m |
υ f, m/s | Dl,m | Re | λ | kmc | pérdidas en el área Δр, pa |
| Rejilla de PP en la salida. | 0,2 × 0,4 | 3,1 | - | - | - | 1,8 | 10,4 | |||
| 1 | 720 | 4,2 | 4 | 0,2 × 0,25 | 4,0 | 0,222 | 56900 | 0,0205 | 0,48 | 8,4 |
| 2 | 1030 | 3,0 | 5 | 0,25×0,25 | 4,6 | 0,25 | 73700 | 0,0195 | 0,4 | 8,1 |
| 3 | 2130 | 2,7 | 6 | 0,4 × 0,25 | 5,92 | 0,308 | 116900 | 0,0180 | 0,48 | 13,4 |
| 4 | 3480 | 14,8 | 7 | 0,4 × 0,4 | 6,04 | 0,40 | 154900 | 0,0172 | 1,44 | 45,5 |
| 5 | 6830 | 1,2 | 8 | 0,5 × 0,5 | 7,6 | 0,50 | 234000 | 0,0159 | 0,2 | 8,3 |
| 6 | 10420 | 6,4 | 10 | 0,6 × 0,5 | 9,65 | 0,545 | 337000 | 0,0151 | 0,64 | 45,7 |
| 6a | 10420 | 0,8 | Yu. | Ø0,64 | 8,99 | 0,64 | 369000 | 0,0149 | 0 | 0,9 |
| 7 | 10420 | 3,2 | 5 | 0,53 × 1,06 | 5,15 | 0,707 | 234000 | 0,0312 × norte | 2,5 | 44,2 |
| Pérdidas totales: 185 | ||||||||||
| Tabla 1. Cálculo aerodinámico | ||||||||||
Los conductos de aire están fabricados en chapa de acero galvanizado, cuyo espesor y tamaño corresponden a aprox. N de. El material del eje de entrada de aire es ladrillo. Rejillas orientables tipo PP con posibles secciones: 100 x 200; 200 x 200; 400 x 200 y 600 x 200 mm, coeficiente de sombreado 0,8 y velocidad máxima salida de aire hasta 3 m/s.
La resistencia de la válvula de admisión aislada con palas completamente abiertas es de 10 Pa. La resistencia hidráulica de la unidad de calefacción es de 100 Pa (según un cálculo aparte). Resistencia del filtro G-4 250 Pa. Resistencia hidráulica del silenciador 36 Pa (según cálculo acústico). Los conductos de aire se diseñan en función de los requisitos arquitectónicos. sección rectangular.
Las secciones transversales de los canales de ladrillo se toman según la tabla. 22.7.
Coeficientes de resistencia local
Sección 1. Rejilla de PP en la salida de sección 200×400 mm (calculada por separado):
| No. de parcelas | Tipo de resistencia local | Bosquejo | Ángulo α, grados. | Actitud | Razón fundamental | kms | ||
| F 0/F 1 | L 0 /L st | f pasar /f stv | ||||||
| 1 | Difusor |
 |
20 | 0,62 | - | - | Mesa 25.1 | 0,09 |
| Retracción |
 |
90 | - | - | - | Mesa 25.11 | 0,19 | |
| pase de salida |
 |
- | - | 0,3 | 0,8 | Adj. 25,8 | 0,2 | |
| ∑ = | 0,48 | |||||||
| 2 | pase de salida |
 |
- | - | 0,48 | 0,63 | Adj. 25,8 | 0,4 |
| 3 | Camiseta de rama |
 |
- | 0,63 | 0,61 | - | Adj. 25,9 | 0,48 |
| 4 | 2 curvas | 250×400 | 90 | - | - | - | Adj. 25.11 | |
| Retracción | 400×250 | 90 | - | - | - | Adj. 25.11 | 0,22 | |
| pase de salida |
 |
- | - | 0,49 | 0,64 | Mesa 25,8 | 0,4 | |
| ∑ = | 1,44 | |||||||
| 5 | pase de salida |
 |
- | - | 0,34 | 0,83 | Adj. 25,8 | 0,2 |
| 6 | Difusor tras ventilador |
 |
h=0,6 | 1,53 | - | - | Adj. 25.13 | 0,14 |
| Retracción | 600×500 | 90 | - | - | - | Adj. 25.11 | 0,5 | |
| ∑= | 0,64 | |||||||
| 6a | Confusión frente al aficionado |
 |
D g = 0,42 m | Mesa 25.12 | 0 | |||
| 7 | Rodilla | 90 | - | - | - | Mesa 25.1 | 1,2 | |
| rejilla de lamas | Mesa 25.1 | 1,3 | ||||||
| ∑ = | 1,44 | |||||||
| Tabla 2. Determinación de resistencias locales | ||||||||
Krasnov Yu.S.,
1. Pérdidas por fricción:
Ptr = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
z = Q* (v*v*y)/2g,
Método de velocidad permitida
Nota: la velocidad del flujo de aire en la tabla se da en metros por segundo
Usando conductos rectangulares
El diagrama de pérdida de carga muestra los diámetros de conductos redondos. Si en su lugar se utilizan conductos rectangulares, sus diámetros equivalentes deben encontrarse utilizando la siguiente tabla.
Notas:
- Si no hay suficiente espacio (por ejemplo, durante la reconstrucción), se eligen conductos de aire rectangulares. Como regla general, el ancho del conducto es 2 veces la altura).
Tabla de diámetros de conducto equivalentes
Cuando se conocen los parámetros de los conductos de aire (su longitud, sección transversal, coeficiente de fricción del aire en la superficie), es posible calcular la pérdida de presión en el sistema con el flujo de aire diseñado.
La pérdida de presión total (en kg/m2) se calcula mediante la fórmula:
donde R es la pérdida de presión debido a la fricción por 1 metro lineal conducto de aire, l - longitud del conducto de aire en metros, z - pérdida de presión debido a la resistencia local (con una sección transversal variable).
1. Pérdidas por fricción:
En un conducto de aire redondo, la pérdida de presión debida a la fricción P tr se calcula de la siguiente manera:
Ptr = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
donde x es el coeficiente de resistencia a la fricción, l es la longitud del conducto de aire en metros, d es el diámetro del conducto de aire en metros, v es la velocidad del flujo de aire en m/s, y es la densidad del aire en kg/ m3, g es aceleración caida libre(9,8m/s2).
Nota: Si el conducto tiene una sección transversal rectangular en lugar de redonda, se debe sustituir el diámetro equivalente en la fórmula, que para un conducto de aire con lados A y B es igual a: deq = 2AB/(A + B)
2. Pérdidas por resistencia local:
Las pérdidas de presión debidas a la resistencia local se calculan mediante la fórmula:
z = Q* (v*v*y)/2g,
donde Q es la suma de los coeficientes de resistencia local en la sección del conducto de aire para el cual se realiza el cálculo, v es la velocidad del flujo de aire en m/s, y es la densidad del aire en kg/m3, g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2). Los valores Q se presentan en forma de tabla.
Método de velocidad permitida
Al calcular la red de conductos de aire utilizando el método de velocidad permitida, se toma como dato inicial la velocidad óptima del aire (ver tabla). Luego se calcula la sección transversal requerida del conducto de aire y la pérdida de presión en él.
Procedimiento para el cálculo aerodinámico de conductos de aire mediante el método de velocidad permitida:
Dibuje un diagrama del sistema de distribución de aire. Para cada sección del conducto de aire, indique la longitud y la cantidad de aire que pasa en 1 hora.
Comenzamos el cálculo por las zonas más alejadas del ventilador y más cargadas.
Conocer la velocidad óptima del aire para de este local y el volumen de aire que pasa por el conducto de aire en 1 hora, determinaremos el diámetro (o sección transversal) apropiado del conducto de aire.
Calculamos la pérdida de presión por fricción P tr.
Usando los datos tabulares, determinamos la suma de las resistencias locales Q y calculamos la pérdida de presión debido a las resistencias locales z.
La presión disponible para los siguientes ramales de la red de distribución de aire se determina como la suma de las pérdidas de presión en las áreas ubicadas antes de este ramal.
Durante el proceso de cálculo, es necesario vincular secuencialmente todas las ramas de la red, equiparando la resistencia de cada rama con la resistencia de la rama más cargada. Esto se hace usando diafragmas. Se instalan en zonas de conductos de aire ligeramente cargadas, aumentando la resistencia.
Tabla de velocidad máxima del aire según requisitos del conducto
Método de pérdida de carga constante
Este método Se supone una pérdida constante de presión por 1 metro lineal de conducto de aire. En base a esto, se determinan las dimensiones de la red de conductos de aire. El método de pérdida de presión constante es bastante simple y se utiliza en la etapa de estudio de viabilidad de los sistemas de ventilación:
Dependiendo del propósito de la habitación, de acuerdo con la tabla de velocidades de aire permitidas, seleccione la velocidad en la sección principal del conducto de aire.
Con base en la velocidad determinada en el párrafo 1 y en base al flujo de aire de diseño, se calcula la pérdida de presión inicial (por 1 m de longitud del conducto de aire). El siguiente diagrama hace esto.
Se determina la rama más cargada y su longitud se toma como la longitud equivalente del sistema de distribución de aire. En la mayoría de los casos, esta es la distancia hasta el difusor más lejano.
Multiplique la longitud equivalente del sistema por la pérdida de presión del paso 2. Al valor resultante se le suma la pérdida de presión en los difusores.
Ahora, usando el diagrama a continuación, determine el diámetro del conducto de aire inicial proveniente del ventilador, y luego los diámetros de las secciones restantes de la red de acuerdo con los caudales de aire correspondientes. En este caso, se supone que la pérdida de presión inicial es constante.
Diagrama para determinar la pérdida de presión y el diámetro de los conductos de aire. 
El diagrama de pérdida de presión muestra los diámetros de conductos redondos. Si en su lugar se utilizan conductos rectangulares, sus diámetros equivalentes deben encontrarse utilizando la siguiente tabla.
Notas:
Si el espacio lo permite, es mejor elegir conductos de aire redondos o cuadrados;
Si no hay suficiente espacio (por ejemplo, durante la reconstrucción), se eligen conductos de aire rectangulares. Como regla general, el ancho del conducto es 2 veces la altura).
La tabla muestra la altura del conducto de aire en mm a lo largo de la línea horizontal, su ancho en la línea vertical y las celdas de la tabla contienen los diámetros equivalentes de los conductos de aire en mm.
El cálculo aerodinámico de los conductos de aire comienza dibujando un diagrama axonométrico M 1:100, anotando el número de secciones, sus cargas b m / h y la longitud de 1 m. Se determina la dirección del cálculo aerodinámico, desde el más alejado y cargado. sección al ventilador. En caso de duda a la hora de determinar la dirección, se calculan todas las opciones posibles.
El cálculo comienza con un área remota, se calcula su diámetro D, m o área.
Área de la sección transversal de un conducto de aire rectangular R, m:
Inicio del sistema en el ventilador.
Edificios administrativos 4-5 m/s 8-12 m/s
Naves industriales 5-6 m/s 10-16 m/s,
Aumenta de tamaño a medida que se acerca al ventilador.
Utilizando el Apéndice 21, aceptamos los valores estándar más cercanos Dst o (a x b)st
Luego calculamos la velocidad real:
O———————— ———— - , m/s.
HECHO 3660*(a*6)st
Para cálculos adicionales, determinamos el radio hidráulico de conductos de aire rectangulares:
£>1 =--,m. a+b
Para evitar el uso de tablas e interpolar valores de pérdida por fricción específicos, utilizamos una solución directa al problema:
Definimos el criterio de Reynolds:
Rae = 64 100 * Ost * Ufact (para rectangular Ost = Ob) (14.6)
Y el coeficiente de fricción hidráulica:
0,3164*Rae 0 25 en Rae< 60 ООО (14.7)
0,1266 *Nе 0167 en Rе > 60 000. (14,8)
La pérdida de presión en el área de diseño será:
Donde KMR es la suma de los coeficientes de resistencia local en la sección del conducto de aire.
Las resistencias locales que se encuentran en el borde de dos secciones (te, cruces) deben atribuirse a la sección con menor caudal.
Los coeficientes de resistencia local se dan en los apéndices.
Datos iniciales:
El material del conducto de aire es chapa de acero galvanizado, espesor y dimensiones según App. 21.
El material del eje de entrada de aire es ladrillo. Como distribuidores de aire se utilizan rejillas orientables del tipo PP con posibles secciones transversales:
100 x 200; 200 x 200; 400 x 200 y 600 x 200 mm, coeficiente de sombreado 0,8 y velocidad máxima de salida de aire de hasta 3 m/s.
La resistencia de la válvula de admisión aislada con palas completamente abiertas es de 10 Pa. La resistencia hidráulica de la instalación de calefacción es de 132 Pa (según un cálculo aparte). Resistencia del filtro 0-4 250 Pa. La resistencia hidráulica del silenciador es de 36 Pa (según cálculos acústicos). Según las exigencias arquitectónicas, los conductos de aire se diseñan con una sección transversal rectangular.
|
Entrega L, m3/h |
Longitud 1 m |
Sección a * b, m |
Pérdidas en el área p, Pa |
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Rejilla de PP en la salida. |
||||||||||
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250×250 b =1030 |
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Con este material, los editores de la revista “Climate World” continúan la publicación de capítulos del libro “Sistemas de ventilación y aire acondicionado. Pautas de diseño para la producción.
agrícola y edificios públicos“. Autor Krasnov Yu.S.
El cálculo aerodinámico de conductos de aire comienza con la elaboración de un diagrama axonométrico (M 1: 100), anotando el número de tramos, sus cargas L (m 3 / h) y longitudes I (m). Se determina la dirección del cálculo aerodinámico: desde la zona más alejada y cargada hasta el ventilador. En caso de duda al determinar una dirección, considere todas las opciones posibles.
El cálculo comienza con una sección remota: determine el diámetro D (m) de la sección redonda o el área F (m 2) de la sección transversal de un conducto de aire rectangular:
La velocidad aumenta a medida que te acercas al ventilador.
Según el Apéndice H, se toman los valores estándar más cercanos: D CT o (a x b) st (m).
Radio hidráulico de conductos rectangulares (m):
 |
donde es la suma de los coeficientes de resistencia local en la sección del conducto de aire.
Las resistencias locales en el límite de dos secciones (te, cruces) se asignan a la sección con menor caudal.
Los coeficientes de resistencia local se dan en los apéndices.
Diagrama del sistema de ventilación de suministro que da servicio a un edificio administrativo de 3 pisos.
Ejemplo de cálculo
Datos iniciales:
| No. de parcelas | flujo L, m 3 / h | longitud L, metro | υ ríos, m/s | sección a × b, m |
υ f, m/s | Dl,m | Re | λ | kmc | pérdidas en el área Δр, pa |
| Rejilla de PP en la salida. | 0,2 × 0,4 | 3,1 | — | — | — | 1,8 | 10,4 | |||
| 1 | 720 | 4,2 | 4 | 0,2 × 0,25 | 4,0 | 0,222 | 56900 | 0,0205 | 0,48 | 8,4 |
| 2 | 1030 | 3,0 | 5 | 0,25×0,25 | 4,6 | 0,25 | 73700 | 0,0195 | 0,4 | 8,1 |
| 3 | 2130 | 2,7 | 6 | 0,4 × 0,25 | 5,92 | 0,308 | 116900 | 0,0180 | 0,48 | 13,4 |
| 4 | 3480 | 14,8 | 7 | 0,4 × 0,4 | 6,04 | 0,40 | 154900 | 0,0172 | 1,44 | 45,5 |
| 5 | 6830 | 1,2 | 8 | 0,5 × 0,5 | 7,6 | 0,50 | 234000 | 0,0159 | 0,2 | 8,3 |
| 6 | 10420 | 6,4 | 10 | 0,6 × 0,5 | 9,65 | 0,545 | 337000 | 0,0151 | 0,64 | 45,7 |
| 6a | 10420 | 0,8 | Yu. | Ø0,64 | 8,99 | 0,64 | 369000 | 0,0149 | 0 | 0,9 |
| 7 | 10420 | 3,2 | 5 | 0,53 × 1,06 | 5,15 | 0,707 | 234000 | 0,0312 × norte | 2,5 | 44,2 |
| Pérdidas totales: 185 | ||||||||||
| Tabla 1. Cálculo aerodinámico | ||||||||||
Los conductos de aire están fabricados en chapa de acero galvanizado, cuyo espesor y tamaño corresponden a aprox. N de . El material del eje de entrada de aire es ladrillo. Rejillas orientables tipo PP con posibles secciones: 100 x 200; 200 x 200; 400 x 200 y 600 x 200 mm, coeficiente de sombreado 0,8 y velocidad máxima de salida de aire de hasta 3 m/s.
La resistencia de la válvula de admisión aislada con palas completamente abiertas es de 10 Pa. La resistencia hidráulica de la unidad de calefacción es de 100 Pa (según un cálculo aparte). Resistencia del filtro G-4 250 Pa. La resistencia hidráulica del silenciador es de 36 Pa (según cálculos acústicos). Según los requisitos arquitectónicos, se diseñan conductos de aire rectangulares.
Las secciones transversales de los canales de ladrillo se toman según la tabla. 22.7.
Coeficientes de resistencia local
Sección 1. Rejilla de PP en la salida de sección 200×400 mm (calculada por separado):
| No. de parcelas | Tipo de resistencia local | Bosquejo | Ángulo α, grados. | Actitud | Razón fundamental | kms | ||
| F 0/F 1 | L 0 /L st | f pasar /f stv | ||||||
| 1 | Difusor |
 |
20 | 0,62 | — | — | Mesa 25.1 | 0,09 |
| Retracción |
 |
90 | — | — | — | Mesa 25.11 | 0,19 | |
| pase de salida |
 |
— | — | 0,3 | 0,8 | Adj. 25,8 | 0,2 | |
| ∑ = | 0,48 | |||||||
| 2 | pase de salida |
 |
— | — | 0,48 | 0,63 | Adj. 25,8 | 0,4 |
| 3 | Camiseta de rama |
 |
— | 0,63 | 0,61 | — | Adj. 25,9 | 0,48 |
| 4 | 2 curvas | 250×400 | 90 | — | — | — | Adj. 25.11 | |
| Retracción | 400×250 | 90 | — | — | — | Adj. 25.11 | 0,22 | |
| pase de salida |
 |
— | — | 0,49 | 0,64 | Mesa 25,8 | 0,4 | |
| ∑ = | 1,44 | |||||||
| 5 | pase de salida |
 |
— | — | 0,34 | 0,83 | Adj. 25,8 | 0,2 |
| 6 | Difusor tras ventilador |
 |
h=0,6 | 1,53 | — | — | Adj. 25.13 | 0,14 |
| Retracción | 600×500 | 90 | — | — | — | Adj. 25.11 | 0,5 | |
| ∑= | 0,64 | |||||||
| 6a | Confusión frente al aficionado |
 |
D g = 0,42 m | Mesa 25.12 | 0 | |||
| 7 | Rodilla | 90 | — | — | — | Mesa 25.1 | 1,2 | |
| rejilla de lamas | Mesa 25.1 | 1,3 | ||||||
| ∑ = | 1,44 | |||||||
| Tabla 2. Determinación de resistencias locales | ||||||||
Krasnov Yu.S.,
„Sistemas de ventilación y aire acondicionado. Recomendaciones de diseño para edificios industriales y públicos”, capítulo 15. “Thermocool”
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