Аэродинамический расчет

Что такое аэродинамический расчёт и зачем он нужен? Мы попытаемся донести до Вас важность проведения грамотного аэродинамического расчёта простым и общедоступным языком на примере системы вентиляции, хотя, всё, что здесь будет сказано, в равной степени будет относится и к системам отопления, и системам кондиционирования.


Система вентиляции, как Вы уже понимаете, состоит из множества элементов. Некоторые из них:

  • защитная наружная решётка;
  • обратный клапан;
  • фильтр;
  • подогреватель воздуха;
  • вентилятор;
  • глушитель шума;
  • сеть воздуховодов;
  • приточно-вытяжные решётки.

Задачи оборудования системы вентиляции:

  • забрать свежий воздух с улицы;
  • очистить воздух от пыли и пуха;
  • подогреть воздух (в зимний период года);
  • понизить уровень звукового давления;
  • распределить подготовленный воздух по помещениям;
  • равномерно раздать подготовленный свежий воздух по каждому помещению;
  • собрать отработанный воздух по каждому помещению;
  • собрать отработанный воздух со всех помещений;
  • удалить отработанный воздух на улицу.

Основные параметры, характеризующие Систему Вентиляции:
1. Рабочее тело.
В данной системе это воздух. В выше приведённом списке слово воздух употреблялось 8 из 9 раз. Любое рабочее тело, будь это либо воздух, либо вода, либо фреон, либо любое другое, характеризуется такими основными (с точки зрения аэродинамического расчёта) физическими величинами как:
плотность;
динамическая вязкость;
кинематическая вязкость.
Причём значения этих величин зависят от температуры рабочего тела.
Как Вы видите из задач оборудования Системы Вентиляции, чтобы забрать, подготовить, доставить, раздать, собрать и удалить воздух его необходимо пропустить через целый ряд оборудования. Одно и то же количество воздуха, проходя через отверстия с разной площадью сечения, соответственно, будет иметь разную скорость. Отсюда мы формулируем второй очень важный параметр.
2. Скорость движения рабочего тела.
При движении воздух “сталкивается” с различными элементами системы вентиляции, которые препятствуют движению воздуха. Эти элементы получили название:
3. Местные сопротивления, которые характеризуются соответствующим коэффициентом местного сопротивления, а величина препятствия движению воздуха получила название:
4. Потеря давления.
Теперь обобщим все основные параметры, необходимые для проведения аэродинамического расчёта:
r – плотность рабочего тела.
v – скорость движения рабочего тела.
x – коэффициент местного сопротивления.
DP – потеря давления.
Все эти параметры “связываются” следующей формулой:
DP=x*r*v2/2
Теперь мы можем сформулировать задачу проведения аэродинамического расчёта – определить суммарную величину потери давления на всех элементах Системы Вентиляции (в данном примере). Располагая величиной суммарной потери давления, мы наконец-то имеем право подобрать – вентилятор (Системы Отопления – насос, Системы Кондиционирования – компрессор).
Абсолютно любой вентилятор имеет “напорно-расходную” характеристику. Чем больше потеря давления в сети Системы Вентиляции, тем меньше расход воздуха вентилятора, вплоть до полного прекращения подачи воздуха. И наоборот, чем меньше потеря давления в сети Системы Вентиляции (вплоть до нуля), тем больше расход воздуха вентилятора.
Сейчас мы заострим Ваше внимание на очень любопытном моменте. Значения и характеристики располагаемого напора очень сильно различаются. Как такое может быть? Абсолютно один и тот же вентилятор у разных фирм-продавцов имеет разную производительность. Если Вы сами можете ответить на этот вопрос, значит, наша статья была написана не напрасно и Вы не зря потратили Ваше время. Всё верно… “Фирма-продавец” не знает характеристику Вашей вентиляционной сети и сознательно указывает значение производительности вентилятора при “нулевой” потере давления. В данном конкретном примере производительность вентилятора составляет 1260 м3/час при потере давления в сети 0Па.
Как Вы понимаете – это практически не возможно. Любая вентиляционная сеть создает определенное сопротивление движению воздуха. Следовательно, Вы никогда не получите от вентилятора производительность 1260 м3/час.
Но как Вы теперь уже знаете, для определения реальной производительности данного вентилятора необходимо провести аэродинамический расчёт Системы Вентиляции.
В заключение хочется сказать несколько слов о местных сопротивлениях. Для примера возьмём такой элемент системы отопления как тройник. Многие считают, что коэффициент местного сопротивления тройника – величина постоянная, абсолютно не учитывая направление движения водяного потока (либо прямо, либо по отводу в сторону), не учитывают – разделяется водяной поток или наоборот, потоки объединяются. Также не учитывают процентное соотношение разделяющихся/соединяющихся потоков относительно общего потока воды. А если учесть все выше описанные аспекты, то величина коэффициента местного сопротивления данного тройника даже в первом приближении может варьироваться в следующем диапазоне 0,9…90. Как Вы видите, возможная ошибка – два порядка. А из скольких элементов состоит Система отопления? Это сотни, тысячи элементов. И какова тогда может быть величина ошибки?… Как следствие – неправильно подобранный насос, который либо никогда не выдаст требуемых параметров, либо очень скоро выйдет из строя. Это еще раз подтверждает необходимость проведения аэродинамического расчёта.

Комментарии запрещены.