Пособие 3.91 к снип 2.04.05-91 вентиляторные установки

ÎÐÄÅÍÀ ÒÐÓÄÎÂÎÃÎ ÊÐÀÑÍÎÃÎ ÇÍÀÌÅÍÈ

ÀÐÅÍÄÍÎÅ ÏÐÅÄÏÐÈßÒÈÅ ÏÐÎÌÑÒÐÎÉÏÐÎÅÊÒ
ÏÎÑÎÁÈÅ 3.91 ê ÑÍèÏ 2.04.05-91
Âåíòèëÿòîðíûå óñòàíîâêè
Ãëàâíûé èíæåíåð èíñòèòóòà È.Á.Ëüâîâñêèé
Ãëàâíûé ñïåöèàëèñò Á.Â.Áàðêàëîâ
ÓÄÊ 697.911
Ðåêîìåíäîâàíî ê èçäàíèþ ðåøåíèåì ñåêöèè Òåõíè÷åñêîãî Ñîâåòà àðåíäíîãî ïðåäïðèÿòèÿ Ïðîìñòðîéïðîåêò.
Ïîñîáèå 3.91 ê ÑÍèÏ 2.04.05-91 ðàçðàáîòàíî Ïðîìñòðîéïðîåêòîì (êàíä. òåõí. íàóê Á.Â.Áàðêàëîâ) ïðè ó÷àñòèè èí-òà ÑàíòåõÍÈÈÏðîåêò (êàíä. òåõí. íàóê Ë.À.Áû÷êîâà) âçàìåí ðàçäåëà 11 ïîñîáèÿ ê ÑÍèÏ 2.04.05.86.
 Ïîñîáèè 3.91 ïðèâîäÿòñÿ óêàçàíèÿ ïî ðàñ÷åòó ïîòåðü äàâëåíèÿ â óñòàíîâêàõ ðàäèàëüíûõ âåíòèëÿòîðîâ è èõ àýðîäèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê. Òå÷åíèå âîçäóõà â âåíòèëÿòîðå è ïðèñîåäèíåíèå ê íåìó ôàñîííûõ ÷àñòåé âçàèìîñâÿçàíû.
Ïîñîáèå ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ñïåöèàëèñòîâ â îáëàñòè îòîïëåíèÿ, âåíòèëÿöèè è êîíäèöèîíèðîâàíèÿ âîçäóõà.
Ðåöåíçåíò äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê Â.Ï.Òèòîâ
Ðåäàêòîð èíæåíåð Í.Â.Àãàôîíîâà
Âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêîé íàçûâàþò âåíòèëÿòîð ñ ïðèñîåäèíåííûìè ôàñîííûìè ýëåìåíòàìè ñåòè, íàõîäÿùèìèñÿ íà ðàññòîÿíèè äî ïÿòè äèàìåòðîâ (5Dv) îò âõîäíîãî è 3Dg îò âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ, ãäå Dg = 4,4v/P, Av è P – ïëîùàäü è ïåðèìåòð âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ âåíòèëÿòîðà. Òå÷åíèå âîçäóõà â âåíòèëÿòîðå è ïðèñîåäèíåííûõ ôàñîííûõ ýëåìåíòàõ âçàèìîñâÿçàíû, ïîýòîìó ïîòåðè äàâëåíèÿ â óñòàíîâêàõ ñ ðàäèàëüíûìè âåíòèëÿòîðàìè è àýðîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âåíòóñòàíîâîê ñëåäóåò ðàññ÷èòûâàòü ïî äàííîìó Ïîñîáèþ. Õàðàêòåðèñòèêè âåíòóñòàíîâîê ñ îñåâûìè âåíòèëÿòîðàìè ñëåäóåò ðàññ÷èòûâàòü ïî ðàáîòå [1].
__________
1. Áû÷êîâà Ë.À. Ðåêîìåíäàöèè ïî ðàñ÷åòó ãèäðàâëè÷åñêèõ ñîïðîòèâëåíèé ñëîæíûõ ýëåìåíòîâ ñèñòåì âåíòèëÿöèè - Ì., Ñòðîéèçäàò, 1981, 29 ñ.
Êîýôôèöèåíòû ãèäðàâëè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (ïîòåðü äàâëåíèÿ) âõîäíîãî è âûõîäíîãî ýëåìåíòîâ âåíòóñòàíîâêè ( îïðåäåëåíû ýêñïåðèìåíòàëüíî è îòíåñåíû ê äèíàìè÷åñêîìó äàâëåíèþ âåíòèëÿòîðà Pdv Ïà. Âåëè÷èíà ( çàâèñèò îò âèäà ýëåìåíòà, åãî ãåîìåòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, àýðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû âåíòèëÿòîðà, ðåæèìà åãî ðàáîòû è äàåòñÿ ïðè ôèêñèðîâàííîì ðàñõîäå âîçäóõà äëÿ òðåõ õàðàêòåðíûõ ðåæèìîâ: îïòèìàëüíîãî, ñîîòâåòñòâóþùåãî ðàñõîäó Lopt ì3/÷, ïðè ìàêñèìàëüíîì çíà÷åíèè ÊÏÄ, è íà ãðàíèöàõ àýðîäèíàìè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêè âåíòèëÿòîðà, ñîîòâåòñòâóþùèõ çíà÷åíèþ 0,9(max ñëåâà L1 è ñïðàâà L2 îò îïòèìàëüíîãî ðåæèìà (ðèñ. 1). Ïðè ðàñïîëîæåíèè ðàáî÷åé òî÷êè íà õàðàêòåðèñòèêå âåíòèëÿòîðà â ïðîìåæóòêå ìåæäó îïòèìàëüíûì ðåæèìîì è ãðàíèöåé ðàáî÷åé îáëàñòè âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà ( ñëåäóåò îïðåäåëÿòü èíòåðïîëÿöèåé.
Ïîòåðè ïîëíîãî äàâëåíèÿ âî âõîäíîì è âûõîäíîì ýëåìåíòàõ âåíòóñòàíîâêè (P, Ïà, ðàññ÷èòûâàþòñÿ ïî ôîðìóëå:
(1)
- ñóììà êîýôôèöèåíòîâ ñîïðîòèâëåíèÿ âõîäíîãî è âûõîäíîãî ýëåìåíòîâ,
- äèíàìè÷åñêîå äàâëåíèå âåíòèëÿòîðà â ðàáî÷åé òî÷êå, Ïà.
Êîýôôèöèåíòû ñîïðîòèâëåíèÿ ôàñîííûõ ýëåìåíòîâ âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè ( ðåêîìåíäóåòñÿ îïðåäåëÿòü:
äëÿ âõîäíûõ ýëåìåíòîâ – ïî òàáë. 1 è 2;
äëÿ âûõîäíûõ ýëåìåíòîâ – ïî òàáë. 3-5;
= H / Dg = 1 - 2 ïðèíèìàòü ðàâíûìè (=2 ïðè L1, ( =0,7 ïðè Lopt è L2.
, Ïà, ìåíüøå ïîëíîãî äàâëåíèÿ âåíòèëÿòîðà íà âåëè÷èíó ïîòåðü â ïðèñîåäèíåííûõ ôàñîííûõ ýëåìåíòàõ è ðàâíî:
= Pv - (P (2)
ÊÏÄ âåíòóñòàíîâêè (' ìåíüøå ÊÏÄ âåíòèëÿòîðà íà âåëè÷èíó ïîòåðü, âûçâàííûõ ïðèñîåäèíèòåëüíûìè ýëåìåíòàìè íà âõîäå è âûõîäå
) (3)
ãäå (- Êïä âåíòèëÿòîðà ïðè çàäàííîì ðàñõîäå âîçäóõà;
- ñóììàðíîå, äåéñòâèòåëüíîå è îòíîñèòåëüíîå ñíèæåíèå ÊÏÄ, âûçâàííîå ïðèñîåäèíèòåëüíûìè ýëåìåíòàìè.
Îòíîñèòåëüíîå ñíèæåíèå ÊÏÄ âåíòóñòàíîâêè îïðåäåëÿåòñÿ:
äëÿ âõîäíûõ ýëåìåíòîâ ïî òàáë. 1 è 2;
äëÿ âûõîäíûõ ýëåìåíòîâ âåëè÷èíà îòíîñèòåëüíîãî ñíèæåíèÿ ÊÏÄ ðàâíà:
(4)
ãäå ( ïðèíèìàåòñÿ ïî òàáë. 3-5 èëè ïî ï. 4.â.
Ïðèìåíåíèå îïòèìàëüíûõ ñïîñîáîâ ïðèñîåäèíåíèÿ âåíòèëÿòîðà ê ñåòè è ó÷åò ïîòåðü â ýëåìåíòàõ ïðèñîåäèíåíèÿ îñîáåííî âàæåí, êîãäà äîëÿ äèíàìè÷åñêîãî äàâëåíèÿ âåíòèëÿòîðà â ïîëíîì Pdv/Pv âåëèêà, ò.å. ïðè ðàñïîëîæåíèè ðàáî÷åé òî÷êè âáëèçè îïòèìàëüíîãî ðåæèìà è â ïðàâîé ÷àñòè ðàáî÷åé îáëàñòè àýðîäèíàìè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêè âåíòèëÿòîðà.
âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè (ðèñ.1).
âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè.
ïî ñðàâíåíèþ ñ åãî ðàñ÷åòíîé âåëè÷èíîé L.
ì3/÷ (ðèñ.1), òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ òðåáóåìîãî ðàñõîäà ñêîðîñòü âðàùåíèÿ n äîëæíà áûòü óâåëè÷åíà äî îïðåäåëÿåìîé ïî ôîðìóëå:
n' = n L / L' (5)
Âõîäíûå ýëåìåíòû, óñèëèâàþùèå íåðàâíîìåðíîñòü âîçäóøíîãî ïîòîêà (ïðÿìîóãîëüíûå êîëåíî, êîðîáêà, äèôôóçîð è ò.ï.) ðåêîìåíäóåòñÿ ðàçìåùàòü îò âåíòèëÿòîðà íà ðàññòîÿíèè, ïðåâûøàþùåì óêàçàííûå â ï. 1.
Ïðèìå÷àíèå. Ïîòåðè â ïðÿìîóãîëüíîé âõîäíîé êîðîáêå, ïîâîðà÷èâàþùåé ïîòîê âîçäóõà íà 90îÑ, íå ìîãóò çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàòü ïîòåðè â ïðÿìîóãîëüíîì êîëåíå.
Õîðîøî èçãîòîâëåííûå è ñìîíòèðîâàííûå ãèáêèå âñòàâêè ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿþò íà õàðàêòåðèñòèêè âåíòóñòàíîâîê, íî ïðè íåñíîñíîñòè èõ ñ âõîäîì â âåíòèëÿòîð, ïðè ïðîâèñàíèè ìàòåðèàëà è óìåíüøåíèè ïðîõîäíîãî ñå÷åíèÿ ãèáêèå âñòàâêè ÿâëÿþòñÿ èñòî÷íèêîì ñóùåñòâåííûõ ïîòåðü.
= l / Dg = 1,5.
= 1,5 ñîîòâåòñòâóåò îïòèìàëüíàÿ ñòåïåíü ðàñøèðåíèÿ n=1,9. Êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ â òàêîì äèôôóçîðå ñîãëàñíî òàáë. 3 ñîñòàâèò íà îïòèìàëüíîì ðåæèìå 0,3, íà ëåâîé ãðàíèöå ðàáî÷åé îáëàñòè 0,5, íà ïðàâîé ãðàíèöå 0,31.
Ïðèìåð 2. Òðåáóåòñÿ ïî çàäàííîé õàðàêòåðèñòèêå ïîëíîãî äàâëåíèÿ ðàäèàëüíîãî âåíòèëÿòîðà ñ ëîïàòêàìè, çàãíóòûìè íàçàä, ïîñòðîèòü õàðàêòåðèñòèêè âåíòóñòàíîâêè (ðèñ.1).
Ïåðåä âõîäîì â âåíòèëÿòîð ðàçìåùåí ïëàâíûé îòâîä, çà âåíòèëÿòîðîì ñëåäóåò äèôôóçîð, îòâîä, êîðîá.
=0,01; 0,01 è 0,02.
= H/ Dg = 2. Äëÿ âûõîäíîãî ýëåìåíòà ïî ï. 4â êîýôôèöèåíòû ( äëÿ òðåõ õàðàêòåðíûõ ðåæèìîâ ðàáîòû âåíòèëÿòîðà ñîñòàâÿò: ïðè L1 êîýôôèöèåíò ( = 2, ïðè Lopt è L2, ( = 0,7. Èñïîëüçóÿ ýòè çíà÷åíèÿ, ðàññ÷èòûâàåì ïî ôîðìóëå 4 îòíîñèòåëüíîå ñíèæåíèå ÊÏÄ óñòàíîâêè ïîä âëèÿíèåì ýëåìåíòîâ âûõîäà.
íà õàðàêòåðíûõ ðåæèìàõ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (1) êàê ðàçíîñòü ïîëíîãî äàâëåíèÿ âåíòèëÿòîðà è ñóììàðíûõ ïîòåðü äàâëåíèÿ âî âõîäíûõ è âûõîäíûõ ýëåìåíòàõ óñòàíîâêè.
Îòíîñèòåëüíîå ñíèæåíèå ÊÏÄ óñòàíîâêè â êàæäîé èç òðåõ òî÷åê ñóììèðóåòñÿ äëÿ ýëåìåíòîâ âõîäà è âûõîäà, à ÊÏÄ ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå (3). Ïî ïîëó÷åííûì òðåì òî÷êàì ñòðîèòñÿ êðèâàÿ ÊÏÄ âåíòóñòàíîâêè.

Ðèñ. 1. Àýðîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âåíòèëÿòîðà è âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè: 1- êðèâàÿ ïîëíîãî äàâëåíèÿ âåíòèëÿòîðà; 2- êðèâàÿ ïîëíîãî äàâëåíèÿ âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè;
3- õàðàêòåðèñòèêà ñåòè; 4- ðàáî÷àÿ òî÷êà âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè; 5- ðàáî÷àÿ òî÷êà âåíòèëÿòîðà (áåç ó÷åòà ïîòåðü äàâëåíèÿ â ôàñîííûõ ïðèñîåäèíèòåëüíûõ ýëåìåíòàõ ñåòè);
6- êðèâàÿ ÊÏÄ âåíòèëÿòîðà; 7- êðèâàÿ ÊÏÄ âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè; 8- çíà÷åíèå ÊÏÄ âåíòèëÿòîðà, ñîîòâåòñòâóþùåå ðàáî÷åé òî÷êå 5; 9- çíà÷åíèå ÊÏÄ âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè, ñîîòâåòñòâóþùåå ðàáî÷åé òî÷êå

Ðèñ. 2. Ñîñòàâíîé ïðèñîåäèíèòåëüíûé ýëåìåíò âåíòèëÿòîðíîé óñòàíîâêè: Av, A – ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ äèôôóçîðà, ì2; l – äëèíà äèôôóçîðà, ì; H - âûñîòà âîçäóõîâîäà, ì;
Dg - ãèäðàâëè÷åñêèé äèàìåòð âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà Dg=4Av/Ô, ãäå Ô- ïåðèìåòð âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà, ì.

è nopt=A/Av çà âåíòèëÿòîðàìè ñ ëîïàòêàìè çàãíóòûìè âïåðåä; â- òî æå, íî ñ ëîïàòêàìè çàãíóòûìè íàçàä; Av, A- ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ äèôôóçîðà, ì2; l- äëèíà äèôôóçîðà, ì; Ô- ïåðèìåòð âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà, ì.

è nopt = A/Av çà âåíòèëÿòîðàìè ñ ëîïàòêàìè çàãíóòûìè âïåðåä; â- òî æå, íî ñ ëîïàòêàìè çàãíóòûìè íàçàä; Av, A - ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ äèôôóçîðà, ì2; l- äëèíà äèôôóçîðà, ì; Ô- ïåðèìåòð âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà, ì.
Òàáëèöà 1
óñòàíîâîê ðàäèàëüíûõ âåíòèëÿòîðîâ ñ ëîïàòêàìè, çàãíóòûìè âïåðåä
Ðåæèì ðàáîòû âåíòèëÿòîðà

L1 Lîðò L2
Ñõåìà 1

R=1-1,5D0
(

0,4
0,05
0,4
0,05
0,35
0,1
Ñõåìà 2

(
(

2
0,3
2
0,3
2
0,4
Ñõåìà 3

= 1 / D0
n = (D0 / D1)2
= 1,5
n = 0,4 - 0,7
(

0
0
0
0
0
0
Ñõåìà 4
n = 1,5
= 0,5
n = 2 (

(
0
0,04
0,5
0,08 0,2
0,08
0,8
0,20 0,2
0,12
0,7
= 1 / D0
n = (D0 / D1)2 n = 1,5
= 0,8
n = 2 (

(
0,1
0
0,3
0,06 0,15
0,03
0,3
0,06 0,1
0,06
0,2
0,11
n = 1,5
= 1,5
n = 2 (

(
0,2
0,05
0,4
0,07 0,2
0,06
0,5
0,14 0,15
0,09
0,4
0,22

Òàáëèöà 2
óñòàíîâîê ðàäèàëüíûõ âåíòèëÿòîðîâ ñ ëîïàòêàìè, çàãíóòûìè íàçàä
Ðåæèì ðàáîòû âåíòèëÿòîðà

L1 Lîðò L2
Ñõåìà 1

R=1-1,5D0
(

0,4
0,01
0,4
0,02
0,36
0,02
Ñõåìà 2

(
(

1
0,08
1
0,08
1
0,20
Ñõåìà 3

= 1 / D0
n = (D0 / D1)2
= 1
n = 0,7
= 1,2
n = 0,5
= 1,4
n = 0,4

(

(

(

0,7
0,07
0,8
0,02
0,5
0,03
0,3
0,07
0,4
0,06
0,5
0,05
0,2
0,05
0,3
0,06
0,1
0,02
Ñõåìà 4
n = 1,5
= 0,8
n = 2 (

(
0,5
0,03
0,5
0,02 0,5
0,06
0,8
0,10 0,3
0,08
0,8
= 1 / D0
n = (D0 / D1)2 n = 1,5
= 1,4
n = 2 (

(
0,2
0,01
0,2
0,02 0,3
0,04
0,3
0,04 0,3
0,07
0,7
0,08

Òàáëèöà 3
Çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòîâ ñîïðîòèâëåíèÿ ( óñòàíîâîê ðàäèàëüíûõ âåíòèëÿòîðîâ ñ ïèðàìèäàëüíûìè äèôôóçîðàìè íà âûõîäå (ðèñ. 3à)
Âåíòèëÿòîð Õàðàêòåðèñòèêà Ðåæèì ðàáîòû âåíòèëÿòîðà
äèôôóçîðà L1 Lopt L2
Ëîïàòêè çàãíóòû âïåðåä n = 1,5
= 1
2 0,4
0,75 0,2
0,4 0,2
0,5
n = 1,5
= 1,5 2
2,5 0,3
0,55
0,8 0,1
0,35
0,5 0,15
0,35
0,55
n = 2
= 2,5 2,5
3 0,35
0,4
0,55 0,1
0,3
0,3 0,1
0,3
0,45
Ëîïàòêè çàãíóòû íàçàä n = 1,5
= 1 2
2,5 1,1
1,25
1,5 0,25
0,2
0,6 0,1
0,15
0,4
n = 1,5
= 1,5 2
2,5 1,1
1,25
1,5 0,15
0,2
0,45 0,15
0,15
0,2

Òàáëèöà 4
Çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòîâ ñîïðîòèâëåíèÿ ( óñòàíîâîê ðàäèàëüíûõ âåíòèëÿòîðîâ ñ ïëîñêèìè äèôôóçîðàìè íà âûõîäå (ðèñ.4à)
Âåíòèëÿòîð Õàðàêòåðèñòèêà Ðåæèì ðàáîòû âåíòèëÿòîðà
äèôôóçîðà L1 Lopt L2
Ëîïàòêè çàãíóòû âïåðåä n = 1,2
=1 1,5
1,8 0,2
0,3
0,45 0,1
0,2
0,5 0,1
0,35
0,6
n = 1,2
=1,5 1,5
1,8
2 0,1
0,2
0,22
0,25 0,05
0,1
0,2
0,35 0,1
0,2
0,35
0,55
n = 1,5
=2,5 2
2,5 0,1
0,15
0,3 0,1
0,15
0,4 0,1
0,35
0,6
Ëîïàòêè çàãíóòû íàçàä n = 1,2
=1 1,5
1,8 1
1
1,2 0,05
0,15
0,45 0,1
0,2
0,6
n = 1,2
=1,5 1,5
1,8
2 1
1
1,2
1,2 0,05
0,2
0,3
0,4 0,15
0,2
0,35
0,45
n = 1,5
=2,5 2
2,5 1
1,2
1,2 0,15
0,15
0,4 0,1
0,25
0,45
Òàáëèöà 5
Çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòîâ ñîïðîòèâëåíèÿ ( óñòàíîâîê ñ ðàäèàëüíûìè âåíòèëÿòîðàìè
Ñõåìà Õàðàêòåðèñòèêà âûõîäà Ëîïàòêè âåíòèëÿòîðà Ðåæèì ðàáîòû âåíòèëÿòîðà

L1 Lîðò L2
Ñõåìà 5
R = Dou
âïåðåä (
íàçàä (
0,2
0,6
0,3
0,2
0,3
0,3
Ñõåìà 6
Äèôôóçîð
n = 2,
( = 14(,
îòâîä
R = Dou
âïåðåä (
íàçàä (
0,4
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Ñõåìà 7

(
âïåðåä (
íàçàä (
0,2
0,1
0,2
0,1
0,2
0,1