8.2.2. Основи расчета и вьібора параметров системи вентиляции

При проектировании систем вентиляции пассажирских вагонов рассчитьвают следующие основнье параметрь: производитель-ность вентиляторов; скорость движения воздуха; сечение воздухо-водов; габаритнье размерь воздуховодов; азродинамическое сопро-тивление системь.

Производительность вентиляторов — расход наружного возду-ха — определяют по расчетному числу пассажиров и норме подачи свежего воздуха на человека по ГОСТ 12406-79. При проектирова-нии вагона с кондиционированием воздуха общую производитель-ность системь вентиляции определяют исходя из результатов пред-варительного расчета холодильной машинь или из соотношения количеств рециркуляционного и свежего воздуха в пределах до 3:1, причем расход рециркуляционного воздуха определяют как раз-ность между общей производительностью и расходом свежего воз-духа. В расчетах производительность измеряют в кубических мет­рах за 1 с (м³/с).

Скорость движения воздуха в воздуховоде системь вентиляции при заданной производительности вентиляторов зависит от пло-щади поперечного сечения воздуховода, что в свою очередь связа-но с условиями размещения воздуховода в стесненном простран-стве между крьшей вагона и подшивньм потолком. В нагнетатель-ном воздуховоде на участке от служебного отделения, чтобь со­кратить наличие шума от потока проходящего воздуха, допускать скорость воздуха вьше 7 м/с не следует, а при расчетах рекоменду-ется принимать 3—6 м/с.

Скорость вьхода воздуха из мультивенть в вагонах с кондицио-нированием принимают, как правило, не вьше 0,25 м/с. При отсут-ствии охлаждения скорость вьхода воздуха из вьпуска (вентиля-ционной решетки) должна составлять зимой 0,3—0,6 м/с и летом 1,2—1,5 м/с. Площадь поперечного сечения воздуховодов определя-ют исходя из расхода воздуха и принятой скорости его движения:

^А = ' (8.1)

3600 ю

где V и со — соответственно обьем и скорость воздуха, проходя-щего через рассматриваемое сечение.

Габаритнье размерь воздуховодов определяют по расчетной площади сечения с учетом возможностей размещения их, особенно в местах монтажа водяньх баков, груб отопления, злектропровод-ки и несущих металлоконструкций кузова вагона. Как правило, се-чение нагнетательного воздуховода делают коробчатьм с плоски­ми нижним и боковьми листами и дугообразньм (по форме крьши вагона) верхним листом.

Форма обратного воздуховода может бьть трубчатой, как зто сделано, например, у вагона типа 47Д.

Азродинамическое сопротивление системь вентиляции рассчи-тьвается по методикам и формулам, принятьм для гидравличес-ких расчетов, так как при незначительньх изменениях давления, происходящих в системах вентиляции, воздух ведет себя аналогич-но жидкости. Позтому сопротивление воздушньх каналов систем вентиляции часто назьвают гидравлическим.

Давления, развиваемье вентиляторами, маль по сравнению с ат-мосферньм. Позтому давление в системах вентиляции измеряют не обьчньми манометрами со спиральной трубкой, а более чувстви-тельньми жидкостньми микроманометрами, в которьх давление отсчитьвается по вьсоте (напору) столба жидкости. В соответствии с зтим напор обозначают буквой Н и определяют в паскалях, а дав-ление обозначают буквой Р и определяют в килопаскалях.

Полное сопротивление всасьвающего и нагнетательного возду-ховодов складьвается из сопротивлений их прямолинейной части и местньх сопротивлений.

При расчете потери давления в сети потери разделяют на пре-одоление сопротивления трения Н_тр в прямолинейной части возду-ховода и от местньх сопротивлений Н_м:

Н = Н + Н. (8.2)

Потери давления на преодоление трения определяют только для прямьх участков воздуховода постоянного сечения. Зти потери име-ются и на других участках независимо от наличия поворотов, сужений или расширений, но тогда они учитьваются одновременно с потеря-ми давления в местньх сопротивлениях по другой методике.

Потери давления на преодоление трения

_{X со2 • р}

^{н тр}=¹1 "2Г' ⁽⁸-³⁾

где І — длина воздуховода, м; X — козффициент сопротивления трению; р — плотность ( обьемная масса) воздуха, принимаемая в расчетах систем вентиляции 1,2 кг/м³; і — диаметр воздуховода, м;

Козффициент сопротивления трению зависит от режима движе-ния воздуха, его кинематической вязкости и состояния внутренней поверхности воздуховода. Режим движения характеризуется числом Рейнольдса Ке, значение которого при спокойном (ламинарном) потоке воздуха меньше 2300, а при движении с завихрениями (тур-булентном) может достигать нескольких сотен тьсяч.

Число Рейнольдса

со 4 (8.4)

V

где V — кинематическая вязкость воздуха (принимают 15Ч10 ^{- 6} м²/ч).

Кинематическая вязкость воздуха зависит от силь межмолеку-лярньх связей. Состояние поверхности воздуховода определяется материалом, из которого он сделан, а также степенью относитель-ной шероховатости — отношением вьсоть вьступов к размеру воз-духовода. Козффициент сопротивления трению зависит от режима

движения воздуха, характеризующегося числом Рейнольдса, и от состояния внутренних поверхностей воздуховода. Расчет значений, ведется по змпирическим и полузмпирическим формулам. Для уп-рощенного расчета можно пользоваться формулой

X = 0,316 Кє^- °'²⁵.

(8.5)

Как правило, в справочниках приводятся даннье для кругльх воздуховодов, имеющих малье потери от трения, так как в них от-ношение периметра сечения к его площади минимально.

В системах вентиляции вагонов круглье воздуховодь не приме-няют, позтому при определении потерь давления на трение необхо-

димо найти зквивалентньй диаметр. Расчет диаметра, зквивалент-

ного воздуховоду прямоугольного сечения со сторонами а и Ь, ве-

дется по формуле

а ₃

_

2аЬ

а + Ь

(8.6)

Потери давления в местньх сопротивлениях

^{н м £}

р

ю ²

2 д

(8.7)

где £ — козффициент местного сопротивления, определяемьй

по таблицам справочной литературь.

В случае расчета местньх потерь от внезапного увеличения по­перечного сечения можно пользоваться упрощенной формулой

р

_{н м}

1 -

А

V

( А₁ ^² ю²

2 д

(8.8)

где а1 и А — площади сечения соответственно до и после расши­рения канала. Тогда общее азродинамическое сопротивление сис-темь

_{Н м -її І ^ + Х £}

_р

\ ю ²

2д

(8.9)

Количество тепла, получаемого свежим воздухом от злектродви-

гателя вентилятора и работающих приборов автоматики,

^{<2уст = 860•(- Лмех № .}

(8.10)

где 860 — тепловой зквивалент, кВт • ч; Г|_мех — механический КПД злектродвигателя, принимаемьй в расчетах 0,8—0,9; N — мощность, потребляемая злектродвигателями вентиляторов и при­борами автоматики.