КОЛЛЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ Книга 1

Т а б л и ц а 4.36

	,0						Q1б /Q0
		0	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,0
	15	-2,56	-1,89	-1,30	-0,77	-0,30	0,10	0,41	0,67	0,85	0,97	1,04
	30	-2,05	-1,51	-1,00	-0,53	-0,10	0,28	0,69	0,91	1,09	1,37	1,55
	45	-1,30	-0,93	-0,55	-0,16	0,20	0,56	0,92	1,26	1,61	1,95	2,30

2. Разделение потока (приточный тройник)

ζ1с.б p1б ( w02 /2)

определяется ориентировочно, как для бокового ответвления обычного тройника типа F0 = Fб + Fп, т.е. wб,п /w0 = 2 (см. табл. 4.35).

Рис. 4.31Рис. Коэффициенты. 4.31. КоэффициентысопротивлеРисРис. 4. 4.32. .. Крестовина

сопротивлениятройникатройника

При объединении одновременно нескольких каналов воздуховодов применяют крестовины. Расчетная схема крестовины приведена на рис. 4.32. Крестовины могут работать как в режиме объединения воздушных потоков вентиляционных систем, так и в режиме разделения единого потока на отдельные составляющие. Здесь рассматривается случай, когда F1б = F2б и Fп = F0, = 15 [7].

1. Слияние потоков (вытяжная крестовина). Коэффициент сопротивления для бокового ответвления

			p1б							F0								2	[Q0	Q1б (1 Q2б Q1б )]					2
				Q1б										Q1б
	ζ1о.б			1										8
			w2 /2			Q				F							Q		4 (1 Q Q				)Q Q
			0			0				1б							0				2б	1б	1б	0
											2			F0		1 (1 Q2б				Q1б )2 .
				1,93			Q1б
						Q0								F1б
Значения о.б = f (Qп /Q0, Q2б /Q1б) при различных величинах F1б/F0 приведены в табл. 4.37.
																									Т а б л и ц а 4.37
Q2б /Q1б																	Q1б /Q0
	0		0,1					0,2										0,3				0,4			0,5		0,6
												F1б /F0 = 0,2
0,5	-1,0		-0,37					0,46										1,48				2,69			4,07		5,62
1,0	-1,0		-0,29					0,43										1,23				1,80			2,81		-
2,0	-1,0		-0,32					-0,31									-1,13					-			-		-
												F1б /F0 = 0,4
0,5	-1,0		-0,50					-0,05										0,34				0,65			0,90		1,04
1,0	-1,0		-0,39					0,06										0,31				0,35			0,14		-
2,0	-1,0		-0,27					-0,10									-0,65					-			-		-
												F1б /F0 = 0,6
0,5	-1,0		-0,51					-0,11									-0,21					0,42			0,55		0,53
1,0	-1,0		-0,39					0,05										0,40				0,31			0,09		-
2,0	-1,0		-0,22					+0,08									-0,18					-			-		-
																											71

F1б /F0 = 1,0

0,5	-1,0	-0,51	-0,12	0,20	0,39	0,49	0,37
1,0	-1,0	-0,38	0,09	0,36	0,44	0,28	-
2,0	-1,0	-0,18	0,27	0,19	-	-	-

Для другого бокового ответвления индексы меняются местами. Коэффициенты сопротивления ―на проход‖

				pп								2					2		(1 Qп		/Q0 )						Qп	2
		ζо.п						1		Qп					Qп											1,93
			w02 /2																(0,75 0,25Qп /Q0 )2
									Q0					Q0												Q0
						F0	1 (1 Q2б									2						2				2
																							Q0
														Q1б )				(1 Q2б Q1б )							1 .
						F1б
																							Qп
Значения коэффициентов сопротивления ―на проход‖ приведены в табл. 4.38.
																												Т а б л и ц а			4.38
Q2б /Q1б																			Q1б /Q0
	0	0,1				0,2			0,3					0,4				0,5			0,6					0,7	0,8		0,9		1,0
															F1б /F0 = 0,2
0,5 и 2,0	-4,37	-2,93				-2,04			-1,44					-1,08				-0,58			-0,22					0,3	0,16		0,14		0
1,0	-3,84	-2,93				-2,13			-1,44					-0,89				-0,45			-0,13					0,08	0,17		0,14		0
															F1б /F0 = 0,4
0,5 и 2,0	-1,70	-1,19				-0,76			-0,40					-0,12				0,08			0,21					0,27	0,25		0,16		0
1,0	-1,42	-0,96				-0,58			-0,26					-0,02				0,15			0,26					0,29	0,26		0,16		0
															F1б /F0 = 0,6
0,5 и 2,0	-0,81	-0,47				-0,19			0,04					0,20				0,30			0,36					0,35	0,29		0,17		0
1,0	-0,61	-0,31				-0,05			0,13					0,27				0,35			0,39					0,37	0,29		0,17		0
															F1б /F0 = 1,0
0,5 и 2,0	-0,35	-0,11				0,10			0,26					0,36				0,42			0,43					0,39	0,31		0,18		0
1,0	-0,21	0,02				0,19			0,33					0,41				0,45			0,45					0,41	0,31		0,18		0

2. Разделение потока (приточная крестовина): 1о.б и о.п определяются ориентировочно, как для приточных тройников.

4.12.Коэффициенты сопротивления выходных участков

Вобщем случае потери на входе сети складываются из внутренних потерь во входном участкеpвн и потерь динамического давления pд струи, выходящей из сети.

Вслучае свободного выхода потока из прямого участка канала постоянного сечения в большой объем полные потери сводятся только к потерям динамического давления на выходе. Коэффициент местного сопротивления при свободном выходе из воздуховода, отнесенный к скорости в вы-

ходном сечении (F0 = Fвых), равен единице. Это соответствует условию равномерного распределения скоростей. При неравномерном распределении скоростей в выходном сечении (что чаще всего

ибывает) коэффициент > 1.

4.12.1. Отвод и составное колено

Для выходного отвода (рис. 4.33,а) коэффициент сопротивления

	ζ	p		ζм λl1	/b0	,
		ρw2	/2
		0

где м = f (r /b0, l1 /b0) (см. рис. 4.34 и табл. 4.39).

Порядок определения величин для различных размеров, материала и характеристики поверхности воздуховодов приведены в подразд. 4.5-4.6.

Т а б л и ц а 4.39

r /b0						l1 /b0
	0	0,5	1,0	1,5	2,0		3,0	4,0	6,0	8,0	12,0

72

0,0	2,95	3,13	3,23	3,00	2,72	2,40	2,24	2,10	2,05	2,00
0,2	2,15	2.15	2,08	1,84	1,70	1,60	1,56	1,52	1,49	1,48
0,5	1,80	1,54	1,43	1,36	1,32	1,26	1,22	1,19	1,19	1,19
1,0	1,46	1,19	1,11	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09
2,0	1,19	1,10	1,06	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04

		Рис. 4.33. Отвод (а),
Рис. 4.33. Отвод (а) и состав	-	РисСоставное. 4.33. Отводколено(а),	(б)
		Рис. 4.34. КоэффициентыРис. 4.34сопротивл. Коэфф циентыниясопротивления отводов
ное колено (б)		Составное колено (б)	Рис. 4.34. Коэффициенты сопротивления отводов
			отводов

Для составного колена величина приведена в табл. 4.40.

		Т а б л и ц а 4.40
l1 /D0	0,4	0,8
	1,52	1,41

4.12.2. Приточные насадки и шахты

На рис. 4.35 приведены конструкции приточных насадок и соответствующие им коэффициенты сопротивлений.

Для случая выхода воздуха через последнее отверстие воздуховода (рис. 4.36) величины коэффициентов сопротивления приведены в табл. 4.41.

						Рис. 4.35. Приточные насадки						Рис. 4.36. отверстиеВыпуск ч рез боковое
						Рис. 4.35. Приточные насадки								отверстие
	Рис. 4.35. Приточные насадки					Рис. 4.36. Выпуск через боковое
							отверстие
													Т а б л и ц а				4.41
f /F		0,2	0,3		0,4	0,5	0,6		0,7		0,8		0,9		1,0		1,2
		66	30		16	10	7		5,5		4,5		3,7		3,1		2,4

Прямые приточные шахты по своей конструкции аналогичны вытяжным шахтам, приведенным на рис. 4.14. Коэффициенты сопротивления шахт, соответствующих схемам на рис. 4.14, приведены в табл. 4.42.

										Т а б л и ц а			4.42
Схема шахт				Относительное удлинение зонтов и экрана
рис. 4.14	0,25	0,30	0,35		0,40	0,45	0,50		0,65		0,8		1,0
а	3,4	2,6	2,1		1,7	1,5	1,4		1,2		1,1		1,0
б	-	-	-		3,5	2,6	2,0		1,5		1,2		1,1
в	1,9	1,6	1,4		1,3	1,3	1,2		1,1		1,0		1,0
г	2,3	1,9	1,7		1,5	1,4	1,3		1,1		1,1		1,0

73

д

1,0

0,8

0,7

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

4.12.3. Циклоны

Схемы выходных циклонов и соответствующие им коэффициенты сопротивления приведены на рис. 4.37.

Рис. 4.37Рис. Циклоны. 4.37. Циклоны: а – :ЛИОТа - ЛИОТ; б; б–-СИОТ; в; -вНИОГАЗ– НИОГАЗ; г - ВЦНИОТ; г – ВЦНИОТ

4.12.4. Калориферы

Подробно типы и характеристики калориферов рассмотрены в работе [7]. Здесь приводятся по-

тери давления для гладкотрубчатых калориферов (рис. 4.38).
Потери давления (Па) в калориферах:
двухрядных p = 0,613(ρсрw0)1,81;
трехрядных p = 0,86(ρсрw0)1,81;	(4.22)
четырехрядных: p = 1,11(ρсрw0)1,81,
где w0 = Q /F0; Q – расход воздуха, м3/с; F0 – живое сечение, м2.

Рассчитанные по этим формулам потери давления ( p = = f(ρсрw0)) приведены в табл. 4.43 и на графиках рис. 4.39.

			Рис.
			ферах
Рис. 4.38. Гладкотрубчатые			Рис. 4-	.четырехрядном39.		в калори-
			Рис. 4.39. Потери давления в калори-
Рис. 4.	калориферы		ферах: 1 - двухрядном, 2 – трехрядном,
Рис. 4.38.калориферыГладкотрубчатые калориферы
			ферах: 1 – двухрядном; 2 – трехрядном;
				3 - четырехрядном
				3 – четырехрядном
									Т а б л и ц а 4.43
					срw0, кг/(м2·с)
Кривая	1		2	4			6		8		10
						Па
1	0,59		2,16	7,55			15,7		26,5		39,2
2	0,79		3,04	10,8			21,6		37,3		55,8
3	1,08		3,92	13,7			28,5		48,1		71,5
				кгс/м2
1	0,06		0,22	0,77			1,60		2,70		4,00
2	0,08		0,31	1,10			2,20		3,80		5,70
3	0,11		0,40	1,40			2,90		4,90		7,30
						Па
1	58,7		76,5			96,3			115		140
2	77,5		102			129			160		197
3	100		132			168			206		255
				кгс/м2
1	6,00		7,80			9,80			11,7		14,3
2	7,90		10,4			13,2			16,3		20,1
3	10,2		13,4			17,1			21,0		26,0

74

4.13. Порядок расчета гидравлического сопротивления вентиляционной сети. Пример расчета

В сложном воздухопроводе общую потерю давления определяют суммированием потерь давления только на участках какой-либо магистрали (без ответвлений), образующей весь путь движения воздуха от произвольно выбранных мест всасывания и нагнетания. За расчетную обычно принимают наиболее протяженную магистраль. Сопротивление ответвления преодолевается за счет давления в месте присоединения его к магистрали.

Порядок расчета потерь давления (гидравлического сопротивления) в вентиляционной сети можно рассматривать на примере приточной вентиляции, расчетная схема и элементы которой приведены на рис. 4.40 [7].

Исходные данные:

1)общий расход приточного воздуха Q = 0,89 м3/с;

2)расход через четыре боковых ответвления Q = 0,22 м3/с при нормальных условиях;

3)температура атмосферного воздуха tн = – 20 0С;

4)температура воздуха в помещении (за калорифером) tр=200С;

5)материал воздухопроводов – кровельная проолифенная сталь.

1	Приточная шахта		2	Прямой участок (вертикальный)
3	Колено		4	Прямой участок (горизонтальный)
5	Гладкотрубчатый трехрядный калорифер		6		Внезапное сужение
			7	Прямой участок (горизонтальный)
8	Пирамидальный диффузор		9	Прямой участок (горизонтальный)
	(прямоугольного сечения)

Рис. 4.40. Расчетная схема системы вентиляции

10

Крестовина

11

Прямой участок (горизонтальный)

75

	(проход при делении потока)
12	Плавный симметричный тройник (ласточкин хвост)	13	Прямой участок (горизонтальный)
	на нагнетание (разделение)
14	Отвод с углом поворота 90	15	Прямой участок (горизонтальный)
16	Дроссельный затвор	17	Приточный насадок (выход из колена)

Рис. 4.40 (окончание)

Прежде всего необходимо выбрать метод определения суммарных потерь в сети, т.е. к какому параметру сети относить потери давления на каждом ее элементе (см. п. 4.5.9). В данном примере принимается первый метод наложения потерь, так как температура газа вдоль сети изменяется (нагревание в калорифере). Суммирование абсолютных потерь в отдельных элементах сети, приведенных в данном случае к общему расходу через входное сечение вентилятора (рис. 4.40, поз.7), в соответствии с выражением (4.15) производится по формуле

pсети pi ζi 7wi2 , 2

где 7 – плотность воздуха в 7-м элементе вентиляционной сети.

1. Элемент сети – приточная шахта. Рассчитывают требуемый расход воздуха при рабочих условиях. При нормальных условиях плотность воздуха принимается равной его плотности при 20

0С, т.е. н.у. = 1,2930 кг/м3.

Полагая входной в шахту воздух сухим, его плотность для рабочих условий (-20 0С) определяют по формуле (4.11):

1 = н.у. (273 /Т) = 1,2930 (273/253) ≈ 1,4 кг/м3,

а объемный расход по формуле (4.9):

Q1 = Qн.у. (T /273) = 0,89 (253/273) = 0,825 м3/с.

Принимая скорость движения воздуха в канале для нормальных условий в диапазоне 4 ...5 м/c, можно приближенно определить сечение воздуховода из уравнения расхода воздуха Qн.у = wн.уF0, откуда F0 = Qн.у/wн.у = 0,89/(4 – 5)= (0,2225–0,178) м2, что соответствует диаметрам круглых воздуховодов

D	4F		4(0,22...0,18)	(0,529 0,478) м2.
0	П		3,14

76

Ближайший находящийся в этом диапазоне диаметр круглого воздуховода (см. табл. 4.8) D0 = 500 мм, что соответствует площади F0 = 0,196 м2 и скорости wн.у= Gн.у./F0 = 0,89/0,196 = 4,54 м/с.

Окончательно для воздуховода, примыкающего к шахте: D0=0,5 м, F0=0,196 м2, а w1 = wн.у

(T/273) = 4,54 (253/273) 4,21м/с.

Коэффициент кинематической вязкости воздуха (см. табл. 4.9) 1 1,17 10-5 м2/с при t = – 20 0C. Динамическое давление

	w2		2 1,4 (4,21)2			2 12,41 Па.
1	1
Число Рейнольдса
Re		w1 Dr1			4,21 0,5		1,80 105,
					1,17 10 5
			1
где Dr1 = D0 для трубы.

Коэффициент местных потерь для шахты при h /D0 = 0,6 (см. рис. 4.40) м1 = 0,3 (см. табл. 4.17 для шахты ―е‖ при h /D0 = 0,6).

Суммарный коэффициент потерь 1= м1+ тр1= м1=0,3, так как для шахты тр1=0. Потери давления на первом элементе (шахте)

					p ζ			w2
						1	1	1 0,3 12,41 3,72 Па.
					1			2
2. Элемент	сети –			прямой	участок.		Имеющиеся		данные: Q2=Q1= 0,825 м3/с;	t2= –200C;
= =1,4 кг/м3;		=		=1,17·10-5	м2/с; w = w = 4,21 м/с;				w2 2 =12,41 Па; Re=1,8·105;	м2	= 0.
2 1	2		1		2			1	1 2

Линейный коэффициент сопротивления 2. Для кровельной проолифенной стали (см. задание к примеру) абсолютная шероховатость = (0,1 – 0,15) мм (см. табл. 4.10). Относительная шерохо-

ватость = /D0 = (0,15·10-3) /0,5 = 0,0003.

Для данной относительной шероховатости коэффициент линейного сопротивления рассчи-

тывают по формуле (4.16) или приближенно берут из табл. 4.12:
									3,7						2						3,7			2
				λ 1	2lg										1				2lg					0,015,
																			0,0003
				ζ	2		ζ	тр2					λ			l2			0,015			4	0,12.
																Dr2
																					0,5
Потери давления на втором участке
														w2
				p		2	ζ		2		1					2	0,12 12,41 1,49 Па.
														2
3. Элемент сети – колено. Имеющиеся данные: Qp3 = Qp1= = 0,825 м3/с; t3 = -20 0C; 3																											= 1 =
1,4 кг/м3;		=		= 1,17·10 –5 м2/с; w = w = 4,21 м/с;																	w2 2		= 12,41 Па; Re = 1,8·105;			=0,0003;
	3		1
					3				1										1		3
= =0,015.

Коэффициент сопротивления для колена с шероховатыми стенками рассчитывают по методике пп. 4.10.1, 4.10.2.

Суммарный коэффициент потерь на третьем элементе определяют по формуле (4.21):

3 = K KRe м + тр,

где K = 1 + ·10-3 = 1 + 0,0003·103 = 1,3; KRe=1; м = A1·B1·C1 = = 1·0,44·1 = 0,44.

тр рассчитывают по формуле (4.20):

тр = (1 + 0,0175·d·r/Dr)· = (1 + 0,0175·90·0,1/0,5)·0,015 = 0,0197.3 = 1,3·1·0,44 + 0,0197 = 0,591.

Потери давления на третьем элементе

w2

p3 ζ3 1 2 3 0,591 12,41 7,33.

4.Элемент сети – прямой участок. Этот элемент сети рассчитывают аналогично второму элементу с учетом изменения длины участка:

ζ4 ζтр4 λ l4 Dr4 0,015 10,5 0,030.

Потери давления

77

p4 ζ 4 1 w42 2 0,03 12,41 0,372 Па.

5.Элемент сети – калорифер.

Для трехрядного калорифера (см. рис. 4.40) потери давления определяют по формуле (4.22)

p5 = 0,86(rср·w0)1,81 = 0,86(1,4·4,21)1,81 = 21,32 Па.

6. Элемент сети – внезапное сужение.

После калорифера изменилась температура воздуха от –20 до +20 0С. В связи с этим необходимо пересчитать все параметры потока, связанные с изменением его температуры, а также учесть местные потери при переходе потока из калорифера в воздуховоды прежнего сечения. Соотношение площадей поперечного сечения воздуховодов и калорифера F0 /F1 = 0,5.

Объемный расход в воздуховодах

Q6 = Qн.у·(273 /Т) = 0,89·(293 / 273) = 0,955 м3/с.

Плотность воздуха

6 = н.у·(273 /Т) = 1,2930·(273 / 293) = 1,20 кг/м3.

Коэффициент кинематической вязкости воздуха при t = 20 0C (см. табл. 4.9)

= 1,5·10-5 м2/с.

Средняя скорость по сечению воздуховода

w6 = wн.у·(T/ 273) = 4,54·(293 / 273) = 4.87 м/с

(wн.у см. выше). Динамическое давление

	w2			1,2 (4,87)2
6		6					14,24 Па.
	2					2
Число Рейнольдса
Re		w6 D0				4,87 0,5		1,62 10	5	.
		6				1,5 10 5

Коэффициент местных потерь (внезапное сужение потока см. п. 4.8.1) рассчитывают по фор-

муле (4.17):

F 3/ 4

ζ тр тр.

Вданном случае рассматривают только местные потери, полагая, что потери на трение учиты- ваются в следующем элементе сети, тогдаζ 0,5 1 0F1 0,5a ζ

6 = м = 0,5a = 0,5·0,6 = 0,3,

по графику рис. 4.19 для принятого отношения F0 /F1 = 0,5 величина а = 0,6. Потери давления

p6 ζ6 6 w6 0,3 1,2 4,87/2 0,876 Па. 2

7. Элемент сети – прямой участок.

Имеющиеся данные: Q7 = Q6 = 0,955 м3/с; t7 = 20 0C; 7 = 6 = =1,2 кг/м3; 7 = 6 = 1,5·10 -5 м2/с; w7 = w6 = 4,87 м/с; 7w72/2= =14,24 Па; Re = 1,62·10 5.

Линейный коэффициент сопротивления (см. 2-й и 4-й элементы) для относительной шерохова-

тости = /D0 = 0,0003; тр = =0,015.

Коэффициент потерь на данном участке
ζ7 ζтр6 λ l6				D0 0,015 1 0,5 0,030.
Потери давления
p	ζ	7	7 w7	0,3 1,2 4,87/2 0,876 Па.
7			2

8. Элемент – пирамидальный диффузор (прямоугольного сечения). Геометрические соотношения диффузора приведены на рис. 4.40: D0 = 0,25 м; Dr = 0,375 м; F0 = 0,049 м2; F1 = 0,111 м2; α

= =10 0; n = F1 /F0 = 2,25.

Имеющиеся данные: Q8 = Q7 = 0,955 м3/с; t8 = t7 = 20 0C; 8 = 7= = 1,2 кг/м3; 8 = 7 = 1,5·10-5

м2/с.

78

Для вычисления скорости на входе в диффузор может быть использовано выражение для объемного расхода Q0=w0·F0, откуда w8=Q0 /F0=0,995/0,049=20,3 м/с.

Число Рейнольдса

			w	D		20,3 0,25
Re			8	0			3,38 105.
	8					1,5 10 5

Динамическое давление

pд 8 w8 1,2 20,3 247 Па. 2 2

Для диффузора, подсоединенного к вентилятору, коэффициент сопротивления определяют в зависимости от отношения поверхностей F1 /F0, причем полагают, что основной вклад в потери вносит местное сопротивление, потерями за счет трения пренебрегают, т.е. 8 = м8. Для F1 /F0 = 2,25 и угла раскрытия = 100 в табл. 4.26 или по графику рис. 4.25 находят м8 = 0,19.

Потери давления на элементе 8

p	ζ			w2
		8	8	8 0,19 247 46,93 Па.
8				2

9. Элемент сети – прямой участок подключен к выходу диффузора, поэтому скорость, динамическое давление и число Рейнольдса определяют по параметрам этого участка (см. рис. 4.40). Расход, температура, плотность воздуха и кинематическая вязкость остаются неизменными.

Скорость на участке 9

w9 = Q0 /F0 = 0,955 / 0,111 = 8,96 м/с.

Динамическое давление

						w2		1,2 (8,96)2
	p	д			б	б				48,2 Па.
						2		2
	Число Рейнольдса
	Re9		w9 D0						8,96 0,375	2,24 105.
									1,5 10 5
	Относительная шероховатость

= / D0 = (0,15·10-3) / 0,375 = 0,0004.

Коэффициент линейного сопротивления (см. расчет уч-ка 2)

	λ9			1						1		0,016 .
				3,7			2			3,7	2
			2lg						2lg
										0,0004

Коэффициент потерь на участке 9

ζ	9	ζ		тр		λ			8	l9	0,016	4	0,17.
										D		0,375
										0
Потери давления
p			ζ					w2
					9		9			9 0,17 48,2 8,194 Па.
	9							2

10. Участок сети – крестовина. В данной схеме (рис. 4.40) крестовина работает как приточный тройник. Для указанных геометрических и расходных соотношений: Fп/F0 = 0,5; Qп /Q0 = 0,5; wп/w0 = 1,0; = 150, потерь давления в крестовине не происходит, т.е. p10 0 . (В общем случае

см. подразд. 4.11).

11. Участок сети – прямой. К проходному каналу крестовины подсоединен прямой (горизонтальный) участок сети с D0 = 0,265 м и l = 5 м. Из условий деления потока на крестовине: скорость на данном участке сети w11 = w9 = 8,96 м/с; расход Q11 = 0,5 м3/с; Q9 = 0,955/2 = 0,498 м3/с.

Имеющиеся данные: t11 = 20 0C; 11 = 1,2 кг/м3; = 1,5·10-5 м2/с; 11w112/2 = 48,2 Па.

Число Рейнольдса

Re w11 D0 8,96 0,265 1,58 10 5.1,5 10 5

Относительная шероховатость (см. предыдущие расчеты):

79

= /D0 = (0,15·10-3) / 0,265 = 0,566·10-3 = 0,00057.

Коэффициент линейного сопротивления (формула (4.16)):

							3,7 2													3,7			2
	λ 1	2lg												1				2lg					0,017.
																					3
	11																		0,566 10
	Общий коэффициент потерь в данном случае
	ζ	11		ζ		тр11					λ			8	l11		0,017			5	0,32 .
															D					0,265
															0
	Потери давления
													w		2
	p		ζ		11			11						11		0,32 48,2/ 2 7,712 Па.
	11												2

12. Участок сети – симметричный тройник. Основные размеры тройника: D0 = 0,265 м; F0 = 0,056 м2; Dб = 0,195 м; Fб = 0,03 м2. Тройник симметричной формы с плавным поворотом на 90º (рис. 4.40), работает на разделение потока. Для такого режима течения Qб /Q0 = 0,5; Fб /F0 = 0,5; R0 /D0 = 1,5; коэффициент сопротивления определяется по зависимости [7]: 1об = 0,5 ...2,0. Коэффициент изменяется в диапазоне = 1,1 – 0,2. Для R0 /D0 = 1,5 м = 0,25.

Тройник со стороны F0 подсоединен к прямому участку воздуховода, т.е. известно, что Q0 =

0,498 м3/с; t = 20ºC; 0 = 1,2 кг/м3; = =1,5·10-5 м2/c; D0 = 0,265 м; F0 = 0,056 м2.

Для бокового ответвления (из условий разделения потока): Fб ≈ ≈0,03 м2; Dб = 0,195 м; Qб = 0,239 м3/c; температура, плотность и кинематическая вязкость потока остаются неизменными.

Скорость газа в любом ответвлении

ω

Qб

0,239

8 м/с.

б

Fб

0,03

Динамическое давление

2

2 1,2 82 2 38,4 Па.

p

б

w

д

б

Число Рейнольдса

Reб

ωб Dб

8 0,195

1,04 105.

1,5 10 5

Потери на трение

ζ

тр

λ

l12

0,017

0,312

0,02,

D0

0,265

где 12 = 11 = 0,017.

Величину l12 можно определить из следующих соображений: газ в пределах тройника проходит четверть длины окружности радиуса R (см. рис. 4.40); учитывая, что R = 1,5D0, l12 = =0,25[2p (1,5D0)] = 0,25·3,14·1,5·0,265 = 0,312 м.

Общий коэффициент потерь

12 = м + тр = 0,25 + 0,02 = 0,27.

Потери давления

				б	w	2
p	ζ	12			б		0,27 38,4 10,368 Па.
12					2

13. Участок сети – прямой участок. Сечение и материал воздуховода 13-го участка и бокового ответвления тройника 12-го участка равны между собой, поэтому основные параметры потоков

этих участков совпадают: Q13=0,239 м3/с; t13 =20 0C; 13 = =1,2 кг/м3; 13 = 1,5·10-5 м2/с; w13 = 8 м/с;

13w132/2 = 38,4 Па; Re = =1,04·105.

Относительная шероховатость стенок

13 = /D0 = (0,15·10-3) / 0,195 = 0,00077.

Коэффициент линейного сопротивления

		3,7				2			3,7			2
λ 1	2lg					1		2lg				0,0184.
										4
									7,7 10

80