Lokal modstandskoefficient ventilationstabel. Dette afsnit præsenterer de enkleste beregningsprogrammer for ventilation og aircondition. Korrektionsværdier β w

Skabelse behagelige forhold ophold i lokalerne er umuligt uden en aerodynamisk beregning af luftkanalerne. Baseret på de opnåede data bestemmes rørenes tværsnitsdiameter, ventilatorernes kraft, antallet og funktionerne af grenene. Derudover kan varmelegemernes effekt og parametrene for indløbs- og udløbsåbninger beregnes. Afhængigt af rummenes specifikke formål tages der hensyn til det maksimalt tilladte støjniveau, luftudveksling, retning og hastighed af strømme i rummet.

Moderne krav er specificeret i Code of Rules SP 60.13330.2012. Normaliserede parametre for indendørs mikroklimaindikatorer til forskellige formål givet i GOST 30494, SanPiN 2.1.3.2630, SanPiN 2.4.1.1249 og SanPiN 2.1.2.2645. Ved beregning af ventilationsanlægs ydeevne skal alle bestemmelser tages i betragtning.

Aerodynamisk beregning af luftkanaler - handlingsalgoritme

Arbejdet omfatter flere på hinanden følgende etaper, som hver især løser lokale problemer. De opnåede data formateres i form af tabeller, og ud fra dem udarbejdes skematiske diagrammer og grafer. Arbejdet er opdelt i følgende faser:

Udvikling af et aksonometrisk diagram over luftfordeling i hele systemet. Ud fra diagrammet bestemmes det specifik teknik beregninger under hensyntagen til funktioner og opgaver ventilationssystem.
En aerodynamisk beregning af luftkanaler udføres både langs hovedruterne og alle forgreninger.
Baseret på de opnåede data vælges luftkanalernes geometriske form og tværsnitsareal, og de tekniske parametre for ventilatorer og luftvarmere bestemmes. Derudover tages der højde for muligheden for at installere brandslukningssensorer, forhindre spredning af røg og muligheden for automatisk justering af ventilationseffekten under hensyntagen til det program, som brugerne har udarbejdet.

Udvikling af et ventilationssystemdiagram

Afhængigt af diagrammets lineære parametre vælges skalaen, der angiver luftkanalernes rumlige position, tilslutningspunkter for yderligere tekniske enheder, eksisterende grene, luftforsyningssteder og indtag.

Diagrammet angiver hovedvejen, dens placering og parametre, tilslutningspunkter og tekniske specifikationer grene. Placeringen af luftkanaler tager højde for de arkitektoniske egenskaber af lokalerne og bygningen som helhed. Ved opbygning af et forsyningskredsløb begynder beregningsproceduren fra det punkt, der er længst væk fra ventilatoren eller fra det rum, for hvilket den maksimale luftudveksling kræves. Under kompilering udsugningsventilation Hovedkriteriet er den maksimale luftstrøm. Ved beregninger er den generelle linje opdelt i separate sektioner, og hver sektion skal have samme tværsnit af luftkanaler, stabilt luftforbrug, samme fremstillingsmaterialer og rørgeometri.

Segmenterne er nummereret i rækkefølge fra sektionen med den laveste strømningshastighed og i stigende rækkefølge til den højeste. Dernæst fastlægges den faktiske længde af hver enkelt sektion, de enkelte sektioner opsummeres, og ventilationsanlæggets samlede længde bestemmes.

Når du planlægger en ventilationsordning, kan de tages som almindelige for følgende lokaler:

bolig eller offentlig i enhver kombination;
industrielle, hvis de tilhører gruppe A eller B i henhold til brandsikkerhedskategorien og er placeret på højst tre etager;
en af kategorierne industribygninger kategori B1 – B4;
kategori industribygninger B1 m B2 må tilsluttes ét ventilationssystem i enhver kombination.

Hvis ventilationssystemerne helt mangler muligheden for naturlig ventilation, skal diagrammet sørge for obligatorisk tilslutning af nødudstyr. Effekt og installationsplacering af ekstra ventilatorer beregnes iflg generelle regler. For lokaler, der har åbninger, der er konstant åbne eller åbne, når det er nødvendigt, kan diagrammet opstilles uden mulighed for backup nødforbindelse.

Systemer til udsugning af forurenet luft direkte fra teknologiske områder eller arbejdsområder skal have en backup-ventilator, der kan aktivere enheden automatisk eller manuel. Kravene gælder for arbejdsområder i fareklasse 1 og 2. Det er kun tilladt ikke at inkludere en backup-ventilator i installationsdiagrammet i følgende tilfælde:

Synkroniseret stop af skadelig produktionsprocesser i tilfælde af funktionsfejl i ventilationssystemet.
I produktionslokaler Der er separat nødventilation med egne luftkanaler. Sådanne ventilationsparametre skal fjerne mindst 10 % af den luftmængde, der leveres af stationære systemer.

Ventilationsordningen skal give separat mulighed for at bruse på arbejdsplads med øget luftforurening. Alle sektioner og tilslutningspunkter er angivet på diagrammet og inkluderet i generel algoritme beregninger.

Det er forbudt at placere luftmodtagende anordninger tættere end otte meter vandret fra lossepladser, parkeringspladser, veje med tung trafik, udstødningsrør og skorstene. Receptionister luft enheder underlagt beskyttelse specielle enheder på vindsiden. Modstandsværdierne for beskyttelsesanordninger tages i betragtning under aerodynamiske beregninger fælles system ventilation.
Beregning af tryktab i luftstrømmen Aerodynamisk beregning af luftkanaler ud fra lufttab foretages med det formål det rigtige valg afsnit for at sikre tekniske krav system og valg af blæsereffekt. Tab bestemmes af formlen:

R yd - værdien af specifikke tryktab i alle sektioner af luftkanalen;

P gr – gravitationslufttryk ind lodrette kanaler;

Σ l – summen af individuelle sektioner af ventilationssystemet.

Tryktab opnås i Pa, længden af sektioner bestemmes i meter. Hvis bevægelsen af luftstrømme i ventilationsanlæg opstår på grund af en naturlig trykforskel, så er den beregnede trykreduktion Σ = (Rln + Z) for hver enkelt sektion. For at beregne gravitationstrykket skal du bruge formlen:

P gr – gravitationstryk, Pa;

h - højden af luftsøjlen, m;

ρ n – lufttæthed uden for rummet, kg/m3;

ρ in – indendørs lufttæthed, kg/m3.

Yderligere beregninger for systemer naturlig ventilation udføres efter formlerne:

Bestemmelse af tværsnit af luftkanaler

Bestemmelse af bevægelseshastigheden af luftmasser i gaskanaler

Beregning af tab baseret på lokale modstande i ventilationssystemet

Bestemmelse af friktionstab

Bestemmelse af luftstrømshastighed i kanaler
Beregningen begynder med den længste og fjerneste del af ventilationssystemet. Som følge af aerodynamiske beregninger af luftkanaler skal den nødvendige ventilationstilstand i rummet sikres.

Tværsnitsarealet bestemmes af formlen:

F P = LP/VT.

F P - tværsnitsareal af luftkanalen;

L P – faktisk luftstrøm i den beregnede sektion af ventilationssystemet;

V T – luftstrømmens hastighed for at sikre den nødvendige frekvens af luftudskiftning i det nødvendige volumen.

Under hensyntagen til de opnåede resultater bestemmes tryktabet under den tvungne bevægelse af luftmasser gennem luftkanalerne.

For hvert luftkanalmateriale anvendes korrektionsfaktorer afhængigt af overfladeruhedsindikatorerne og luftstrømmenes bevægelseshastighed. For at lette aerodynamiske beregninger af luftkanaler kan du bruge tabeller.

Tabel nr. 1. Beregning metal luftkanaler rund profil.

Bord nr. 2. Værdier af korrektionsfaktorer under hensyntagen til luftkanalernes materiale og luftstrømningshastigheden.

De ruhedskoefficienter, der bruges til beregninger for hvert materiale, afhænger ikke kun af dets fysiske egenskaber, men også af luftstrømmens hastighed. Jo hurtigere luften bevæger sig, jo mere modstand oplever den. Denne funktion skal tages i betragtning, når du vælger en specifik koefficient.

Aerodynamiske beregninger for luftstrøm i kvadratiske og runde luftkanaler viser forskellige strømningshastigheder for det samme tværsnitsareal af den nominelle boring. Dette forklares af forskelle i hvirvlernes karakter, deres betydning og evne til at modstå bevægelse.

Hovedbetingelsen for beregninger er, at luftbevægelseshastigheden konstant stiger, når området nærmer sig ventilatoren. Under hensyntagen hertil stilles der krav til kanalernes diametre. I dette tilfælde skal parametrene for luftudveksling i lokalerne tages i betragtning. Placeringen af tilløbs- og udløbsstrømmene er valgt på en sådan måde, at personer, der opholder sig i rummet, ikke mærker træk. Hvis det ikke er muligt at opnå det regulerede resultat med et lige snit, så membraner med gennem huller. Ved at ændre hullernes diameter opnås optimal regulering af luftstrømmen. Membranmodstanden beregnes ved hjælp af formlen:

Den generelle beregning af ventilationssystemer bør tage hensyn til:

Dynamisk lufttryk under bevægelse. Dataene er i overensstemmelse med de tekniske specifikationer og fungerer som hovedkriteriet ved valg af en specifik ventilator, dens placering og driftsprincip. Hvis det er umuligt at sikre de planlagte driftstilstande for ventilationssystemet med en enhed, leveres installation af flere. Den specifikke placering af deres installation afhænger af funktionerne skematisk diagram luftkanaler og tilladte parametre.
Volumen (flowhastighed) af transporterede luftmasser i sammenhæng med hver gren og rum pr. tidsenhed. Indledende data - krav fra sanitære myndigheder til renlighed af lokaler og funktioner teknologisk proces industrivirksomheder.
Uundgåelige tryktab som følge af hvirvelfænomener under bevægelse af luftstrømme ved forskellige hastigheder. Ud over denne parameter tages der hensyn til luftkanalens faktiske tværsnit og dens geometriske form.
Optimal luftbevægelseshastighed i hovedkanalen og separat for hver gren. Indikatoren påvirker valget af blæsereffekt og deres installationssteder.

For at lette beregninger er det tilladt at bruge en forenklet ordning, den bruges til alle lokaler med ikke-kritiske krav. For at garantere de nødvendige parametre foretages udvælgelsen af ventilatorer med hensyn til effekt og mængde med en margin på op til 15%. Forenklede aerodynamiske beregninger af ventilationssystemer udføres ved hjælp af følgende algoritme:

Bestemmelse af kanalens tværsnitsareal afhængigt af den optimale luftstrømshastighed.
Valg af et standardkanaltværsnit tæt på designet. Specifikke indikatorer bør altid vælges opad. Luftkanaler kan være forstørrede tekniske indikatorer, er det forbudt at reducere deres kapacitet. Hvis det er umuligt at vælge standardkanaler i tekniske forhold Det er forudset, at de vil blive fremstillet efter individuelle skitser.
Kontrol af lufthastighedsindikatorer under hensyntagen til de faktiske værdier af det konventionelle tværsnit af hovedkanalen og alle grene.

Opgaven med aerodynamisk beregning af luftkanaler er at sikre de planlagte ventilationssatser for rum med minimale tab finansielle ressourcer. Samtidig er det nødvendigt at stræbe efter at reducere arbejdsintensiteten og metalforbruget af bygge- og installationsarbejde for at sikre pålidelig drift af det installerede udstyr i forskellige tilstande.

Særligt udstyr skal installeres på tilgængelige steder, uhindret adgang til det sikres til produktion af rutine tekniske inspektioner og andet arbejde med at vedligeholde systemet i funktionsdygtig stand.

I henhold til bestemmelserne i GOST R EN 13779-2007 til beregning af ventilationseffektivitet ε v skal du anvende formlen:

med ENA– indikatorer for koncentrationen af skadelige forbindelser og suspenderede stoffer i den fjernede luft;

Med IDA– koncentration af skadelige kemiske forbindelser og suspenderede stoffer i rummet eller arbejdsområdet;

c sup– indikatorer for forurenende stoffer, der kommer ind med indblæsningsluften.

Effektiviteten af ventilationssystemer afhænger ikke kun af strømmen af de tilsluttede udstødnings- eller blæseranordninger, men også af placeringen af kilderne til luftforurening. Ved aerodynamiske beregninger skal der tages hensyn til systemets minimumsydelsesindikatorer.

Specifik effekt (P Sfp > W∙s / m 3) af ventilatorer beregnes ved hjælp af formlen:

de P – magt elektrisk motor, installeret på ventilatoren, W;

q v – luftstrømshastighed leveret af ventilatorerne under optimal drift, m 3 /s;

∆ p – indikator for trykfald ved ventilatorens luftindtag og -udgang;

η tot er den samlede virkningsgrad for elmotoren, luftventilatoren og luftkanalerne.

Ved beregninger tages der hensyn til følgende typer luftstrømme i henhold til nummereringen i diagrammet:

Diagram 1. Typer af luftstrømme i ventilationssystemet.

Ekstern, kommer ind i klimaanlægget fra det ydre miljø.
Levere. Luftstrømme kommer ind i kanalsystemet efter indledende forberedelse(opvarmning eller rengøring).
Luften i rummet.
Flydende luftstrømme. Luft bevæger sig fra et rum til et andet.
Udstødning. Luft udsuget fra rummet til ydersiden eller ind i systemet.
Recirkulation. Den del af flowet, der returneres til systemet for at holde den interne temperatur inden for de specificerede værdier.
Aftagelig. Luft, der fjernes fra lokalerne uigenkaldeligt.
Sekundær luft. Retur tilbage til værelset efter rengøring, opvarmning, afkøling osv.
Lufttab. Mulige utætheder på grund af utætte luftkanalforbindelser.
Infiltration. Processen med at luft kommer naturligt ind indendørs.
Eksfiltration. Naturlig luftlækage fra rummet.
Luftblanding. Samtidig undertrykkelse af flere tråde.

Hver lufttype har sin egen statslige standarder. Alle beregninger af ventilationsanlæg skal tage højde for dem.

Ph.D. S.B. Gorunovich, PTO-ingeniør, Ust-Ilimskaya CHPP, afdeling af OJSC Irkutskenergo, Ust-Ilimsk, Irkutsk-regionen.

Udtalelse af spørgsmålet

Det er kendt, at mange virksomheder, der i den seneste tid havde reserver af termisk og elektrisk energi, blev der ikke taget tilstrækkelig hensyn til dets tab under transporten. For eksempel blev forskellige pumper inkluderet i projektet, som regel med en stor kraftreserve i rørledningerne blev kompenseret af en stigning i flow. De vigtigste damprørledninger blev designet med jumpere og lange ledninger, som om nødvendigt gør det muligt at transportere overskydende damp til naboturbineenheder. Ved rekonstruktion og reparation af transportnetværk blev der givet fortrinsret til ordningernes alsidighed, hvilket førte til yderligere tie-ins (fittings) og jumpere, installation af yderligere tees og som en konsekvens yderligere lokale tab af totalt tryk. Samtidig ved man, at i lange rørledninger ved betydelige mellemhastigheder kan lokale tab af totaltryk (lokal modstand) medføre betydelige omkostningstab for forbrugerne.

I øjeblikket tvinger kravene til effektivitet, energibesparelse og total optimering af produktionen os til at tage et nyt kig på mange spørgsmål og aspekter af design, rekonstruktion og drift af rørledninger og dampledninger, og derfor tage hensyn til lokale modstande i tees, gafler og beslag i hydrauliske beregninger rørledninger bliver en presserende opgave.

Formålet med dette arbejde er at beskrive de mest anvendte T-stykker og fittings hos energivirksomheder, udveksle erfaringer inden for måder at reducere lokale modstandskoefficienter på og metoder til sammenlignende vurdering af effektiviteten af sådanne tiltag.

For at estimere lokal modstand i moderne hydrauliske beregninger, opererer de med den dimensionsløse koefficient for hydraulisk modstand, hvilket er meget bekvemt, fordi i dynamisk ens strømme, hvor der observeres geometrisk lighed mellem sektioner og lighed mellem Reynolds tal, har den samme værdi, uanset af væsketypen (gas) , samt på strømningshastigheden og tværgående dimensioner af de beregnede sektioner.

Den hydrauliske modstandskoefficient er forholdet mellem den totale energi (effekt) tabt i en given sektion og den kinetiske energi (effekt) i den accepterede sektion eller forholdet mellem det totale tryk tabt i samme sektion og det dynamiske tryk i den accepterede sektion afsnit:

hvor  p total er det totale tryktab (i et givet område); p - densitet af væske (gas); w, - hastighed i i-te afsnit.

Værdien af modstandskoefficienten afhænger af, hvilken designhastighed og derfor hvilken sektion den reduceres til.

Udstødning og forsyning T-stykker

Det er kendt, at en væsentlig del af de lokale tab i forgrenede rørledninger består af lokal modstand i tees. Som et objekt, der repræsenterer lokal modstand, er tee karakteriseret ved grenvinklen a og forholdet mellem grenenes tværsnitsarealer (laterale og direkte) F b /F q, Fh/Fq og F B /Fn. I tee kan strømningsforholdene Qb/Qq, Qn/Qc og følgelig hastighedsforholdene w B/w Q, w n/w Q ændres. T-stykker kan monteres både i sugesektionerne (udstødnings-T-stykker) og i udløbssektionerne (tilførsels-T-stykker) ved opdeling af flowet (fig. 1).

Modstandskoefficienterne for udstødnings-T-stykker afhænger af parametrene anført ovenfor, og dem for konventionelt udformede forsynings-T-stykker afhænger næsten kun af henholdsvis grenvinklen og hastighedsforholdene w n/w Q og w n/w Q.

Modstandskoefficienterne for konventionelt formede udstødnings-T-stykker (uden afrunding og udvidelse eller indsnævring af en sidegren eller lige passage) kan beregnes ved hjælp af følgende formler.

Modstand i sidegrenen (i sektion B):

hvor Q B =F B w B, Q q =F q w q - volumetriske flowhastigheder i henholdsvis afsnit B og C.

For tees af typen F n =F c og for alle a er værdierne af A angivet i tabel. 1.

Når forholdet Qb/Qq ændres fra 0 til 1, ændres modstandskoefficienten fra -0,9 til 1,1 (Fq =F b, a = 90 O). Negative værdier forklares ved sugeeffekten i ledningen ved lav Q B .

Af strukturen af formel (1) følger det, at modstandskoefficienten hurtigt vil stige med et fald i dysens tværsnitsareal (med en stigning i F c / F b). For eksempel, med Qb/Qc=1, Fq/Fb=2, a = 90 O, er koefficienten 2,75.

Det er klart, at en reduktion i modstand kan opnås ved at reducere vinklen på sidegrenen (dysen). For eksempel, når F c =F b, α = 45 O, når forholdet Qb/Qc ændres fra 0 til 1, ændres koefficienten fra -0,9 til 0,322, dvs. hans positive værdier reduceres med næsten 3 gange.

Modstand i direkte passage skal bestemmes af formlen:

For tees af typen Fn=F c er KP-værdierne angivet i tabel. 2.

Det er let at verificere, at området for ændring i modstandskoefficienten i den direkte passage

hvor, når forholdet Qb/Qc ændres fra 0 til 1, er det i området fra 0 til 0,6 (Fc =Fb, α = 90 O).

Reduktion af vinklen på sidegrenen (dysen) fører også til en betydelig reduktion af modstanden. For eksempel, når F c =F b, α =45 O, når forholdet Qb/Qc ændres fra 0 til 1, ændres koefficienten fra 0 til -0,414, dvs. Efterhånden som Q B øges, opstår "sugning" i den fremadgående passage, hvilket yderligere reducerer modstanden. Det skal bemærkes, at afhængighed (2) har et udtalt maksimum, dvs. den maksimale værdi af modstandskoefficienten falder på værdien Q b /Q c = 0,41 og er lig med 0,244 (ved F c = F b, α = 45 O).

Modstandskoefficienterne for indløbs-T-stykker med normal form i turbulent strømning kan beregnes ved hjælp af formlerne.

Sidegren modstand:

hvor K B er strømningskompressionsforholdet.

For tees af typen Fn=F c er værdierne af A 1 angivet i tabel. 3, KB = 0.

Hvis vi tager F c =F b , a = 90 O, så når forholdet Q b / Q c ændres fra 0 til 1, får vi koefficientværdier i området fra 1 til 1,2.

Det skal bemærkes, at kilden giver andre data for koefficienten A 1 . Ifølge dataene skal du tage A 1 =1 ved w B /w c<0,8 и А 1 =0,9 при w B /w c >0,8. Hvis vi bruger data fra , så når forholdet Q B / Q C ændres fra 0 til 1, får vi koefficientværdier i området fra 1 til 1,8 (F c = F b). Generelt vil vi modtage lidt mere høje værdier for modstandskoefficienter i alle områder.

Den afgørende indflydelse på væksten af modstandskoefficienten, som i formel (1), udøves af tværsnitsarealet B (dyse) - med stigende F g /F b stiger modstandskoefficienten hurtigt.

Modstand i direkte passage for forsynings-T-stykker af type Fn=Fc indenfor

Værdierne for t P er angivet i tabellen. 4.

Når forholdet Q B /Qc(3) ændres fra 0 til 1 (Fc=F B, α=90 O), får vi koefficientværdier i området fra 0 til 0,3.

Modstanden af konventionelt formede T-shirts kan også reduceres mærkbart ved at runde krydset mellem sidegrenen og den præfabrikerede ærme. I dette tilfælde, for udstødnings-T-stykker, skal strømmens rotationsvinkel være afrundet (R 1 i fig. 16). For forsynings-T-stykker skal der også udføres afrunding på skillekanten (R 2 i fig. 16); det gør flowet mere stabilt og mindsker muligheden for at det bliver adskilt fra denne kant.

I praksis er afrunding af kanterne af krydset mellem generatricerne af sidegrenen og hovedrørledningen tilstrækkelig ved R/D(3=0,2-0,3.

De ovenfor foreslåede formler til beregning af modstandskoefficienter for T-stykker og de tilsvarende tabeldata refererer til omhyggeligt fremstillede (drejede) T-stykker. Fremstillingsfejl i T-stykker lavet under deres fremstilling ("dip" af sidegrenen og "overlapning" af dens tværsnit med en forkert vægskæring i den lige sektion - hovedrørledningen) bliver en kilde til en kraftig stigning i hydraulisk modstand. I praksis sker det, når fittingen er sat dårligt ind i hovedrørledningen, hvilket sker ret ofte, pga. "fabriks"-t-shirts er relativt dyre.

Den gradvise udvidelse (diffusor) af sidegrenen reducerer effektivt modstanden af både udstødnings- og tilførsels-T-stykker. Kombinationen af filet, skrå og sidegrenforlængelse reducerer yderligere T-modstanden. Modstandskoefficienterne for forbedrede tees kan bestemmes ved hjælp af formlerne og diagrammerne i kilden. T-stykker med sidegrene i form af glatte bøjninger har også den laveste modstand, og hvor det er praktisk, bør der anvendes T-stykker med små grenvinkler (op til 60°).

I turbulent flow (Re>4.10 3) afhænger modstandskoefficienterne for tees kun lidt af Reynolds-tallene. Under overgangen fra turbulent til laminær sker der en pludselig stigning i sidegrenens modstandskoefficient i både udstødnings- og tilførsels-T-stykker (ca. 2-3 gange).

I beregningerne er det vigtigt at tage højde for, i hvilken strækning det reduceres til gennemsnitshastigheden. I kilden er der et link om dette før hver formel. Kilderne giver generel formel, hvor reduktionshastigheden er angivet med det tilsvarende indeks.

Symmetrisk t-shirt til sammenlægning og opdeling

Modstandskoefficienten for hver gren af en symmetrisk tee ved sammenlægning (fig. 2a) kan beregnes ved hjælp af formlen:

Når forholdet Qb/Qc ændres fra 0 til 0,5, ændres koefficienten fra 2 til 1,25, og når Qb/Qc stiger fra 0,5 til 1, får koefficienten værdier fra 1,25 til 2 (i tilfældet Fc=Fb). Det er indlysende, at afhængighed (5) har form af en omvendt parabel med et minimum i punktet Qb/Qc =0,5.

Modstandskoefficienten for et symmetrisk T-stykke (fig. 2a) placeret i injektions- (separations-) sektionen kan også beregnes ved hjælp af formlen:

hvor K 1 =0,3 - for svejste T-stykker.

Når forholdet w B/w c ændres fra 0 til 1, ændres koefficienten fra 1 til 1,3 (F c =F b).

Ved at analysere strukturen af formlerne (5, 6) (samt (1) og (3)), kan man overbevises om, at en reduktion af tværsnittet (diameteren) af sidegrenene (afsnit B) påvirker modstanden af t-shirten.

Strømningsmodstanden kan reduceres 2-3 gange ved brug af gaffel-T-stykker (fig. 26, 2c).

Modstandskoefficienten for gaffel-T-stykket ved deling af flowet (fig. 2b) kan beregnes ved hjælp af formlerne:

Når forholdet Q 2 /Q 1 ændres fra 0 til 1, ændres koefficienten fra 0,32 til 0,6.

T-gaflens modstandskoefficient under sammenlægning (fig. 2b) kan beregnes ved hjælp af formlerne:

Når forholdet Q 2 /Q 1 ændres fra 0 til 1, ændres koefficienten fra 0,33 til -0,4.

En symmetrisk T-shirt kan laves med glatte bøjninger (fig. 2c), så kan dens modstand reduceres yderligere.

Fremstilling. Standarder

Industriens energistandarder kræver rørledninger til termiske kraftværker lavt tryk(ved arbejdstryk P slave.<22 кгс/см 2 и температуре среды t<425 О С) использовать тройники сварные по ОСТ34-42-762

OST34-42-765-85. For højere miljøparametre (P rab.<40 кгс/см 2) изготавливают тройники из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей: штампованные по ОСТ108.720.01, ОСТ108.720.02-82; сварные по ОСТ108.104.01 - ОСТ108.104.03-82; с обжатием (с вытянутой горловиной) по ОСТ108.104.04, ОСТ108.104.05-82. Из хромомолибденованадиевых сталей изготавливают тройники: штампованные по ОСТ108.720.05, ОСТ108.720.06-82; сварные по ОСТ108.104.10 - ОСТ108.104.12-82; с обжатием (с вытянутой горловиной) по ОСТ108.104.13 - ОСТ108.104.15-82 для паропроводов высокого давления (с параметрами Р раб. до 255 кгс/см 2 и температурой t до 560 О С). Существуют соответствующие нормативы и для штуцеров.

Designet af T-stykker fremstillet i henhold til eksisterende (angivet ovenfor) standarder er ikke altid optimalt med hensyn til hydrauliske tab. Reduktionen i koefficienten for lokal modstand lettes kun af formen af stemplede tees med en langstrakt hals, hvor der er tilvejebragt en afrundingsradius i sidegrenen ifølge typen vist i fig. lb og fig. 3c, samt med kompression af enderne, når diameteren af hovedrørledningen er lidt mindre end diameteren af T-stykket (i henhold til typen vist i fig. 3b). Gaffel-t-shirtsene er naturligvis lavet i en separat ordre i henhold til "fabriksstandarder". I RD 10-249-98 er der et afsnit om styrkeberegninger af tees-gafler og fittings.

Når du designer og rekonstruerer netværk, er det vigtigt at tage højde for mediernes bevægelsesretning og mulige intervaller af ændringer i strømningshastigheder i tees. Hvis retningen af det transporterede medium er klart defineret, er det tilrådeligt at bruge skrå beslag (sidegrene) og gaffel-T-stykker. Imidlertid forbliver problemet med betydelige hydrauliske tab i tilfælde af en universal-T-shirt, som kombinerer egenskaberne ved tilførsel og udstødning, hvor både sammensmeltning og opdeling af flowet er mulig i driftstilstande forbundet med betydelige ændringer i strømningshastigheder. Ovennævnte kvaliteter er kendetegnende for for eksempel koblingsenheder til fødevandsledninger eller hoveddampledninger på termiske kraftværker med "jumpere".

Det skal tages i betragtning, at for damp- og varmtvandsrørledninger skal design og geometriske dimensioner af svejsede rør-T-stykker samt fittings (rør, grenrør) svejset på lige sektioner af rørledninger opfylde kravene i industristandarder, normer og tekniske specifikationer. Med andre ord, for kritiske rørledninger er det nødvendigt at bestille T-stykker lavet i overensstemmelse med tekniske specifikationer fra certificerede producenter. I praksis, på grund af de relativt høje omkostninger ved "fabriks"-T-stykker, udføres tapning af fittings ofte af lokale entreprenører, der bruger industri- eller fabriksstandarder.

Generelt er det tilrådeligt at træffe den endelige beslutning om indsættelsesmetoden efter en komparativ teknisk og økonomisk analyse. Hvis der træffes beslutning om at udføre anboringen "på egen hånd", skal ingeniører og teknisk personale udarbejde en monteringsskabelon, udføre en styrkeberegning (om nødvendigt), kontrollere kvaliteten af anboringen (undgå "fejl" i beslaget og "overlapper" dets tværsnit med en forkert væg skåret i et lige snit). Det er tilrådeligt at lave den indvendige samling mellem armaturets metal og hovedrørledningen med en afrunding (fig. 3c).

Der findes en række designløsninger til at reducere den hydrauliske modstand i standard-T-stykker og linjeskiftenheder. En af de enkleste er at øge størrelsen af selve tees for at reducere de relative hastigheder af mediet i dem (fig. 3a, 3b). I dette tilfælde skal T-stykkerne udstyres med overgange, hvis ekspansionsvinkler (indsnævring) også tilrådes at vælges blandt en række hydraulisk optimale. Som universal-T-shirt med reducerede hydrauliske tab kan du også bruge en gaffel-T-shirt med jumper (fig. 3d). Brugen af tee-gafler til hovedafbryderenheder vil også komplicere enhedens design en smule, men vil have en positiv effekt på hydrauliske tab (fig. 3d, 3f).

Det er vigtigt at bemærke, at med en relativt tæt placering af lokale (L=(10-20)d) modstande af forskellige typer opstår fænomenet interferens af lokale modstande. Ifølge nogle forskere er det med den maksimale konvergens af lokale modstande muligt at reducere deres sum, mens den samlede modstand ved en vis afstand (L = (5-7)d) har et maksimum (3-7 % højere end den simple sum). Reduktionseffekten kunne være interessant for store producenter, der er klar til at fremstille og levere koblingsenheder med reducerede lokale modstande, men for at opnå et godt resultat er anvendt laboratorieforskning nødvendig.

Forundersøgelse

Når man træffer en eller anden konstruktiv beslutning, er det vigtigt at være opmærksom på den økonomiske side af problemet. Som nævnt ovenfor vil "fabriks"-t-shirts af et konventionelt design, og endnu mere dem, der er lavet på specialbestilling (hydraulisk optimal), koste meget mere end at indsætte en fitting. Samtidig er det vigtigt at groft vurdere fordelene i tilfælde af at reducere hydrauliske tab i den nye tee og dens tilbagebetalingstid.

Det er kendt, at tryktab i stationsrørledninger med normale væskehastigheder (for Re>2.10 5) kan estimeres med følgende formel:

hvor p - tryktab, kgf/cm2; w - medium hastighed, m/s; L - udvidet længde af rørledningen, m; g - frit faldsacceleration, m/s 2 ; d - designdiameter af rørledningen, m; k - friktionsmodstandskoefficient; ∑ἐ m – summen af lokale modstandskoefficienter; v - specifik volumen af mediet, m3/kg

Afhængighed (7) kaldes normalt rørledningens hydrauliske karakteristik.

Hvis vi tager afhængigheden i betragtning: w=10Gv/9nd 2, hvor G er flowhastigheden, t/h.

Så kan (7) repræsenteres som:

Hvis det er muligt at reducere lokal modstand (T-ee, fitting, switching unit), så kan formel (9) naturligvis præsenteres som:

Her er ∑ἐ m forskellen mellem de lokale modstandskoefficienter for de gamle og nye knudepunkter.

Lad os antage, at pumpe-rørledningens hydrauliske system fungerer i nominel tilstand (eller i en tilstand tæt på nominel). Så:

hvor Р n - nominelt tryk (i henhold til pumpens/kedlens flowkarakteristika), kgf/cm 2 ; G h - nominel flowhastighed (i henhold til pumpens/kedlens flowkarakteristika), t/h.

Hvis vi antager, at efter udskiftning af de gamle modstande, vil "pumpe-rørledning"-systemet forblive operationelt (Р«Рн), så fra (10), ved hjælp af (12), kan vi bestemme den nye strømningshastighed (efter at have reduceret modstanden) :

Driften af "pumpe-pipeline"-systemet og ændringer i dets karakteristika kan tydeligt repræsenteres i fig. 4.

Det er indlysende, at G 1 >G M . Hvis vi taler om hoveddamprørledningen, der transporterer damp fra kedlen til turbinen, så kan man ud fra forskellen i strømningshastigheder LG = G 1 -G n bestemme forstærkningen i mængden af varme (fra turbineudvindingen) og/ eller i mængden af genereret elektrisk energi i henhold til en given turbines driftsegenskaber.

Ved at sammenligne prisen på en ny enhed og mængden af varme (elektricitet), kan du groft estimere rentabiliteten af dens installation.

Regneeksempel

For eksempel er det nødvendigt at evaluere omkostningseffektiviteten ved at udskifte en lige-boret T-stykke af hoveddamprørledningen ved sammenløbet af strømme (fig. 2a) med en gaffel-T-stykke med en jumper af typen vist i fig. 3g. Dampforbrugeren er en varmeturbine produceret af TMZ, type T-100/120-130. Damp kommer ind gennem en gevind af damprørledningen (gennem en tee, sektioner B, C).

Vi har følgende indledende data:

■ designdiameter af damprørledningen d=0,287 m;

■ nominelt dampforbrug G h =Q(3=Q^420 t/h;

■ nominelt kedeltryk P n =140 kgf/cm 2 ;

■ specifikt volumen af damp (ved P pa b = 140 kgf/cm 2, t = 560 O C) n = 0,026 m 3 /kg.

Lad os beregne modstandskoefficienten for et standard-T-stykke ved sammenløbet af strømninger (fig. 2a) ved hjælp af formel (5) - ^ SB1 =2.

For at beregne modstandskoefficienten for en tee-gaffel med en jumper, antager vi:

■ opdeling af strømninger i grene sker i forholdet Q b /Q c "0,5;

■ den samlede modstandskoefficient er lig med summen af modstandene af forsynings-T-stykket (med et 45 O-udtag, se fig. 1a) og gaffel-T-stykket ved sammensmeltning (fig. 2b), dvs. Vi forsømmer indblandingen.

Vi bruger formlerne (11, 13) og opnår den forventede stigning i strømningshastigheden med  G=G 1 -G n =0,789 t/h.

Ifølge T-100/120-130 turbinetilstandsdiagrammet kan en strømningshastighed på 420 t/h svare til en elektrisk belastning på 100 MW og en termisk belastning på 400 GJ/h. Forholdet mellem strømningshastighed og elektrisk belastning er tæt på direkte proportional.

Forstærkningen i elektrisk belastning kan være: P e =100AG/Q n =0,188 MW.

Forstærkningen mht. varmebelastning kan være: T e =400AG/4,19Q n =0,179 Gcal/h.

Priserne for produkter lavet af krom-molybdæn-vanadium-stål (til tees-gafler 377x50) kan variere meget fra 200 til 600 tusind rubler, derfor kan tilbagebetalingsperioden kun bedømmes efter en grundig markedsundersøgelse på tidspunktet for beslutningstagning.

1. Denne artikel beskriver forskellige typer af T-stykker og fittings og giver korte karakteristika for T-stykker, der bruges i kraftværksrørledninger. Formler er givet til at bestemme koefficienterne for hydraulisk modstand, og måder og midler til at reducere dem er vist.

2. Der er blevet foreslået lovende design af tees-gafler og en koblingsenhed til hovedrørledninger med reducerede lokale modstandskoefficienter.

3. Formler, et eksempel er givet, og gennemførligheden af en teknisk og økonomisk analyse vises ved valg eller udskiftning af T-stykker, ved rekonstruktion af skifteenheder.

Litteratur

1. Idelchik I.E. Håndbog i hydraulisk modstand. M.: Maskinteknik, 1992.

2. Nikitina I.K. Håndbog i rørledninger til termiske kraftværker. M.: Energoatomizdat, 1983.

3. Håndbog i beregninger af hydraulik- og ventilationsanlæg / Udg. SOM. Yuryeva. St. Petersborg: ANO NPO "Peace and Family", 2001.

4. Rabinovich E.Z. Hydraulik. M.: Nedra, 1978.

5. Benenson E.I., Ioffe L.S. Kraftvarme dampturbiner / Udg. D.P. Ældre. M: Energoizdat, 1986.

Den aerodynamiske beregning af luftkanaler begynder med at tegne et aksonometrisk diagram M 1:100, nedsætte antallet af sektioner, deres belastninger b m / h og længder 1 m. Retningen af den aerodynamiske beregning bestemmes - fra den mest fjerntliggende og belastede sektion til ventilatoren. Ved tvivl ved retningsbestemmelsen beregnes alle mulige muligheder.

Beregningen begynder med et fjerntliggende område, dets diameter D, m eller areal beregnes.

Tværsnitsareal af en rektangulær luftkanal P, m:

Start af systemet ved blæseren

Administrative bygninger 4-5 m/s 8-12 m/s

Industribygninger 5-6 m/s 10-16 m/s,

Stigende i størrelse, når den nærmer sig ventilatoren.

Ved hjælp af bilag 21 accepterer vi de nærmeste standardværdier Dst eller (a x b)st

Derefter beregner vi den faktiske hastighed:

2830 *d;

Eller———————— ———— - , m/s.

FAKTA 3660*(a*6)st

For yderligere beregninger bestemmer vi den hydrauliske radius af rektangulære luftkanaler:

£>1 =--,m. a + b

For at undgå at bruge tabeller og interpolere specifikke friktionstabsværdier bruger vi en direkte løsning på problemet:

Vi definerer Reynolds-kriteriet:

Rae = 64 100 * Ost * Ufact (for rektangulær Ost = Ob) (14,6)

Og koefficienten for hydraulisk friktion:

0,3164*Rae 0 25 ved Rae< 60 ООО (14.7)

0,1266 *Nе 0167 ved Rе > 60 000. (14.8)

Tryktabet i designområdet vil være:

Hvor KMR er summen af de lokale modstandskoefficienter på luftkanalsektionen.

Lokale modstande, der ligger på grænsen af to sektioner (tees, kryds) skal tilskrives sektionen med lavere flow.

Lokale modstandskoefficienter er angivet i bilagene.

Indledende data:

Luftkanalmateriale er galvaniseret stålplade, tykkelse og dimensioner i henhold til ca. 21.

Materialet i luftindtagsakslen er mursten. Justerbare gitre af typen PP med mulige tværsnit anvendes som luftfordelere:

100 x 200; 200 x 200; 400 x 200 og 600 x 200 mm, skyggekoefficient 0,8 og maksimal luftudgangshastighed op til 3 m/s.

Modstanden for den isolerede indsugningsventil med helt åbne blade er 10 Pa. Varmeanlæggets hydrauliske modstand er 132 Pa (ifølge en særskilt beregning). Filtermodstand 0-4 250 Pa. Lydpottens hydrauliske modstand er 36 Pa (iht akustisk beregning). Ud fra arkitektoniske krav udformes luftkanaler med rektangulært tværsnit.

	Levering L, m3/h	Længde 1, m	Afsnit a * b, m	Tab i området p, Pa

PP gitter ved udløbet

250×250 b =1030

500×500 = Lc=6850

L_ 0,5 *0,5 /s 0,6 *0,5

Formål	Grundlæggende krav
	Stilhed	Min. hovedtab
	Hovedkanaler	Hovedkanaler		Grene
	Hovedkanaler	Tilstrømning	Hætte	Tilstrømning	Hætte
Beboelse lokaler	3	5	4	3	3
Hoteller	5	7.5	6.5	6	5
Institutioner	6	8	6.5	6	5
Restauranter	7	9	7	7	6
Butikker	8	9	7	7	6

Ud fra disse værdier skal de lineære parametre for luftkanalerne beregnes.

Algoritme til beregning af lufttryktab

Beregningen skal begynde med at tegne et diagram over ventilationsanlægget med den obligatoriske angivelse af luftkanalernes rumlige placering, længden af hver sektion, ventilationsriste, ekstra udstyr til luftrensning, teknisk indretning og ventilatorer. Tab bestemmes først for hver enkelt linje og summeres derefter. For et separat teknologisk afsnit bestemmes tab ved hjælp af formlen P = L×R+Z, hvor P er tabet af lufttryk i designafsnittet, R er tabet i lineær måler sektion, L – total længde af luftkanaler på sektionen, Z – tab i ekstra armaturer af ventilationsanlægget.

For at beregne tryktab i en rund kanal anvendes formlen Ptr. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X er den tabulerede luftfriktionskoefficient, afhænger af luftkanalens materiale, L er længden af designsektionen, d er diameteren af luftkanalen, V er den nødvendige luftstrømshastighed, Y er luftdensiteten, der tager under hensyntagen til temperaturen er g faldets acceleration (frit). Hvis ventilationssystemet har firkantede luftkanaler, skal tabel nr. 2 bruges til at omregne runde værdier til firkantede.

Tabel nr. 2. Tilsvarende diametre af runde luftkanaler til firkantede

	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

Den vandrette akse angiver højden af den firkantede kanal, og den lodrette akse angiver bredden. Tilsvarende værdi rund sektion er i skæringspunktet mellem linjer.

Lufttryktab i bøjninger er taget fra tabel nr. 3.

Tabel nr. 3. Tryktab ved bøjninger

Til bestemmelse af tryktab i armaturer anvendes data fra tabel nr. 4.

Tabel nr. 4. Tryktab i diffusorer

Tabel nr. 5 giver et generelt diagram over tab i et lige snit.

Tabel nr. 5. Diagram over lufttryktab i lige luftkanaler

Alle individuelle tab i et givet afsnit af luftkanalen er opsummeret og justeret med tabel nr. 6. Tabel. nr. 6. Beregning af flowtryksreduktion i ventilationsanlæg

Under projektering og beregninger, eksisterende forskrifter anbefaler, at forskellen i tryktab mellem separate afsnit ikke oversteg 10 %. Ventilatoren skal installeres i det område af ventilationssystemet med den højeste modstand; de fjerneste luftkanaler skal have minimal modstand. Hvis disse betingelser ikke er opfyldt, er det nødvendigt at ændre indretningen af luftkanaler og ekstraudstyr under hensyntagen til kravene i forskrifterne.

Beregning af indblæsnings- og udsugningskanalsystemer handler om at bestemme dimensionerne af kanalernes tværsnit, deres modstand mod luftbevægelse og tryktilpasning i parallelle forbindelser. Beregning af tryktab bør udføres ved hjælp af metoden for specifikke tryktab på grund af friktion.

Beregningsmetode:

Et aksonometrisk diagram af ventilationssystemet er konstrueret, systemet er opdelt i sektioner, hvori længden og flowhastigheden er plottet. Beregningsskemaet er vist i figur 1.

Hovedretningen (hoved)retningen er valgt, som repræsenterer den længste kæde af successivt placerede sektioner.

3. Sektionerne af motorvejen er nummererede, begyndende med strækningen med den laveste strømningshastighed.

4. Tværsnitsdimensionerne af luftkanalerne i hoveddelens designsektioner bestemmes. Bestem tværsnitsarealet, m2:

F p =L p /3600V p ,

hvor L p er den estimerede luftstrømshastighed i området, m 3 / h;

Baseret på de fundne værdier af F p ] tages dimensionerne af luftkanalerne, dvs. er F f.

5. Den faktiske hastighed V f, m/s bestemmes:

V f = L p / F f,

hvor L p er den estimerede luftstrømshastighed i området, m 3 / h;

F f – faktisk tværsnitsareal af luftkanalen, m2.

Vi bestemmer den ækvivalente diameter ved hjælp af formlen:

d eq = 2·α·b/(α+b) ,

hvor α og b er de tværgående dimensioner af luftkanalen, m.

6. Baseret på værdierne for d eq og V f bestemmes værdierne for specifikt tryktab på grund af friktion R.

Tryktabet på grund af friktion i det beregnede areal vil være

P t = R 1 β w,

hvor R – specifikt tryktab på grund af friktion, Pa/m;

l – længden af luftkanalsektionen, m;

β sh – ruhedskoefficient.

7. Lokale modstandskoefficienter bestemmes og tryktab i lokale modstande i området beregnes:

z = ∑ζ·P d,

hvor P d – dynamisk tryk:

Pd=ρV f 2/2,

hvor ρ – luftdensitet, kg/m3;

V f – faktisk lufthastighed i området, m/s;

∑ζ – summen af CMR på webstedet,

8. Samlede tab pr. område beregnes:

ΔР = Rl β w + z,

l – længden af sektionen, m;

z - tryktab i lokal modstand i området, Pa.

9. Tryktab i systemet bestemmes:

ΔР p = ∑(Rl β w + z) ,

hvor R er det specifikke tryktab på grund af friktion, Pa/m;

l – længden af sektionen, m;

β sh – ruhedskoefficient;

z- tryktab i lokal modstand i området, Pa.

10. Sammenkobling af grene udføres. Sammenkædning udføres begyndende med de længste grene. Det svarer til beregningen af hovedretningen. Modstandene i alle parallelle sektioner skal være ens: uoverensstemmelsen er ikke mere end 10%:

hvor Δр 1 og Δр 2 er tab i grene med højere og lavere tryktab, Pa. Hvis uoverensstemmelsen overstiger den angivne værdi, er der installeret en drosselventil.