Аэродинамический расчет: потери давления в воздуховодах
Потери давления определяют требуемый напор вентилятора. Считаются как сумма потерь на трение по длине и потерь на местных сопротивлениях.
Потери на трение
Потери давления на трение по участку
— заполните поля —
ΔPтр = λ · (ℓ / d) · (ρ · v² / 2)
λ — коэффициент трения по формуле Альтшуля λ = 0,11·(k/d + 68/Re)0,25; k — эквивалентная шероховатость, мм.
Местные сопротивления
Потери на местных сопротивлениях
— заполните поля —
ΔPм = Σζ · (ρ · v² / 2)
ζ — коэффициент местного сопротивления. Значения ориентировочные, уточняйте по паспорту изделия.
Полное давление системы
Требуемый напор вентилятора
— заполните поля —
Pвент = (ΣΔP) · (1 + запас); Nвал = L · P / (3600 · 1000 · η)
Вентилятор подбирают по расходу L и полному давлению Pвент — точка должна лежать в зоне максимального КПД.
Коэффициенты местных сопротивлений (ζ)
| Элемент | ζ | Примечание |
|---|---|---|
| Отвод 90° круглый, R/D = 1,5 | 0,15 – 0,25 | меньше при большем радиусе |
| Отвод 90° прямоугольный | 0,25 – 0,50 | с направляющими лопатками — 0,15 |
| Отвод 45° | 0,10 – 0,15 | — |
| Тройник на проход | 0,20 – 0,40 | зависит от соотношения расходов |
| Тройник на ответвление | 0,80 – 1,50 | — |
| Врезка в магистраль | 0,50 – 1,20 | — |
| Конфузор (сужение) | 0,05 – 0,20 | — |
| Диффузор (расширение), угол ≤ 15° | 0,15 – 0,30 | при большем угле — отрыв потока |
| Внезапное расширение | 0,80 – 1,00 | избегать |
| Приточная решётка | 1,50 – 3,00 | по паспорту изделия |
| Зонт вытяжной | 1,00 – 1,30 | — |
| Дроссель-клапан открытый | 0,20 – 0,50 | прикрытый — многократно больше |
| Обратный клапан | 1,00 – 2,00 | — |
| Вход в воздуховод с решёткой | 1,50 – 2,00 | — |
| Выход из воздуховода | 1,00 | потеря скоростного давления |
Типовые сопротивления элементов установки
| Элемент | Чистый, Па | Загрязнённый / расчётный, Па |
|---|---|---|
| Фильтр G4 (грубой очистки) | 40 – 60 | 150 – 200 |
| Фильтр F7 (тонкой очистки) | 80 – 120 | 250 – 300 |
| Водяной нагреватель | 30 – 80 | то же |
| Электрический нагреватель | 10 – 30 | то же |
| Воздухоохладитель | 80 – 150 | то же |
| Пластинчатый рекуператор | 150 – 250 | то же |
| Роторный рекуператор | 120 – 200 | то же |
| Шумоглушитель, 1 м | 20 – 50 | то же |
| Утеплённый клапан с приводом | 15 – 30 | то же |
Порядок аэродинамического расчёта
- Разбивают систему на участки с постоянным расходом; выделяют самую нагруженную (магистральную) ветвь.
- Для каждого участка считают потери на трение и на местных сопротивлениях, суммируют по магистрали.
- Добавляют сопротивление оборудования установки: фильтров, теплообменников, рекуператора, глушителя.
- Полученное полное давление — исходное для подбора вентилятора.
- Второстепенные ветви увязывают дроссель-клапанами: невязка не должна превышать 10 %.