АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ
Еңбек және қоршаған ортаны қорғау кафедрасы
ӨТҚ Дипломдық жобалау
АУА ӨТКІЗГІШТІ ЕСЕПТЕУ ЖӘНЕ ЖЕЛДЕТКІШТІ ТАҢДАУ
050717 – Жылуэнергетика және 050718 – Электр энергетика мамандықтарының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін дипломдық жобадағы тарауды орындауға арналған әдістемелік нұсқау
Алматы 2008
ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Т.Е.Хакимжанов, Ф. Р. Жандаулетова. ӨТҚ Дипломдық жобалау. Ауа өткізгішті есептеу және желдеткішті таңдау. 050717 – Жылуэнергетика және 050718 – Электр энергетика мамандықтарының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін дипломдық жобадағы тарауды орындауға арналған әдістемелік нұсқау – Алматы: АЭжБИ, 2008.- 17 с.
Әдістемелік нұсқауда желдеткішті таңдаудың және ауа өткізгішті есептеудің әдістерінен тұрады. Өндірістік бөлмелерді желдету үшін ауа өткізгішті есептеудің тәсілдері нақты және желдеткішті жобалаған кезде қажетті ауа алмасуын есептеудің мысалдары келтірілген.
Әдістемелік нұсқаулар барлық оқыту түрлерінің барлық мамандықтарындағы студенттерге арналған.
Әр
учаскелердің І ұзындықтарының мәндері, 
жергілікті кедергілердің және
шығындардың (жүктемелердің) q қосынды
коэффициенттері, сондай-ақ v жылдамдықтар
мәндерінің алдын ала реттеудің берілгендер кезінде
ауаөткізгішті есептеудің нәтижесінде d диаметрлері мен
p қысымының шығындары анықталады. Диаметр келесі
шығындар теңдеуінен анықталады
,
ал ауаөткізгіштің әр учаскесіне арналған қысымның шығыны келесі формула бойынша анықталады
,
мұнда үйкеліс коэффициенті λ жалпы жағдайда d және v байланысты.
Ауаөткізгіштің
осындай есебінің қарапайым әдісі әр учаскеге берілген l,
, q және v мәндері
бойынша есептейді немесе d, 
и 
мәндерін кестелерден
табады, содан кейін соңғы формула бойынша р мәнін
есептеп шығарады.
Мысал – Осы объектіге қызмет көрсету үшін ауаөткізгіш жобаланған. Есептік магистральдің учаскелері әріптермен (а, б, в г, д – 1 кестенің 1 графасын қараңыз) белгіленген. Масштаб бойынша салынған сұлбаға сәйкес учаскелердің ұзындығы (l - м, 2 графаны қараңыз) және жергілікті кедергілер коэффициенттерінің (∑ζ, 3 графаға қараңыз) қосынды мәндері табылған.
1 сурет – Ауа өткізгіштің есептік сұлбасы
а учаскесінде кірісіндегі қысым шығыны, екі бұрмасында және үштармақта – тармақтану шығындары болады. Алынған сорғыш құрылғыға арналған кірістің жергілікті кедергісі коэффициенті анықтауыш бойынша 0,7 тең етіп алынған. Дөңгелек бұрма (екеуі де бірдей) 900 бұрышпен және дөңгелектің 2 радиусымен жобаланған.
Оның жергілікті кедергі коэффициенті ζ=0,15 тең. Қосынды жергілікті кедергі коэффициенті а учаскесінде келесіге тең
∑ζ = 0,7 + 2 ·0,15=1,0
б және в жинақы учаскелерінде қысымның жергілікті шығындары тек үштармақтарда болады, олар аз түрінде ескерілмейді.
г учаскесіндегі қысым шығыны өтпелі келтеқұбырда желдеткішпен ∑ζ = 0,1 жергілікті кедергі коэффициентімен бағаланады (желдеткіштің және ауа өткізгіш учаскесінің шығатын тесігінің мөлшері әлі анықталмаған).
 |
д учаскесінде түсірме шахта
орналасқан, жергілікті кедергі коэффициенті шығатынын ескере отырып, алынған
құралымға 2,4 (жазық экранымен және оның
салыстырмалы жоюымен 0,33 см, 2 сур.) алынған. Өйткені
үштармақтағы қысымның шығындарын алмаймыз,
сонда д учаскесінде
аламыз.
Әріқарай есепті желдеткіштен қашықталған а учаскесінен бастаймыз, өйткені тапсырмаға сәйкес 13-14 м/сек ретіндегі жылдамдыққа бағдарланамыз.
Осы учаскеге v=13 м/сек жылдамдықты бере отырып, (бұл мәнді 1 кестенің 6 графасына жазамыз) q=1000 м3/час шығына сәйкес ауа өткізгіштің диаметрін табамыз
Есепті қосымша
кесте бойынша жеңіл және ыңғайлы болады (А
қосымшасын қараңыз). Ол үшін кестенің сол
жақтағы вертикал графасында 13 м/сек жылдамдықты
табамыз, ал сәйкес жолда берілген шығынға жақын 995 м3/сағ
мәнін табамыз. Жолдағы осы санның қасында 
мәні көрсетілген, оны 8 графаға жазамыз.
Осы екі сан ұқсас стандарттық 165 мм диаметрі бар мәнді 5 графаға жазамыз.
Қосымша кеастенің екінші вертикал графасына 13 м/сек алынған жылдамдықпен бірге табамыз және есептік кестенің 7 графасына динамикалық қысымнаң сәйкесті мәнін жазамыз
кг/м2.
б учаскесінде 13 м/сек жылдамдық бойынша қосымша кестеде 235 мм диаметрі үшін 2030 м3/сағ шығынын табамыз. 235 мм диаметрінде 2000 м3/сағ есептік шығынына келесі жылдамдық
және динамикалық қысым
сәйкес келеді.
Бұл интерполяция, кестенің аралас берілгендері бойынша ойда дұрыс есептелуі мүмкін.
2030 м3/час
шығынына сәйкес келетін 
мәнін бұл жағдайда
шығармау керек, яғни ол шығыннан (жылдадықтан)
байланыспайды.
Ауа
өткізгіштің қалған учаскелері үшін диаметрлерін
анықтап, динамикалық қысымның жылдамдықтарын,
сондай-ақ мәндерін белгілейміз.
Одан әрі берілген және есептелген мәліметтер бойыншақысым шығындарын келесі формула бойынша анықтаймыз
.
Есептеуді
жеңілдету үшін алдымен 2 және 8 графаларының
нәтижелерін көбейту жолымен 
(графа 9) анықтаймыз, содан
кейін 9 және 3 графаларын қосып 
– графа 10 анықтаймыз
және, одан әрі 7 және 10 графалары нәтижелерін
көбейту жолымен р (графа 11) табамыз.
12 графада қорытындыларын өсіріп, қысым шығындарын сәйкесті учаскелердіңсоңына дейін магистральдарға жазамыз.
Есептелген ауа өткізгіштегі қысымның жалпы шығыны магистральдің барлық учаскелеріндегі қысым шығындарының қосындысымен, яғни 65,3 кг/мг анықталады. 3000 м3/сағ өнімділігі және осы қысымы бойынша желдеткішті таңдау жасалады.
1 к е с т е – Ауаөткізгішті есептеудің алынған мәліметтері
|
уч. №
|
l, м |
|
q м3/сағ |
d мм |
v м/сек |
кг/м2 |
1/м |
|
|
кг/м2 |
p’ кг/м2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
а |
7 |
1,0 |
1000 |
165 |
13,0 |
10,4 |
0,102 |
0,71 |
1,71 |
17,8 |
17,8 |
|
б |
5 |
- |
2000 |
235 |
12,8 |
10,0 |
0,068 |
0,34 |
0,34 |
3,4 |
21,2 |
|
в |
2,5 |
- |
3000 |
285 |
13,1 |
10,5 |
0,053 |
0,13 |
0,13 |
1,4 |
22,6 |
|
г |
2 |
0,1 |
3000 |
285 |
13,1 |
10,5 |
0,053 |
0,11 |
0,21 |
2,2 |
24,8 |
|
д |
12 |
2,4 |
1500 |
195 |
14,0 |
12,0 |
0,084 |
1,00 |
3,40 |
40,5 |
65,3 |
Ауа өткізгішті есептеудің
басқа да тәсілдері бар. Солардың біреуі жергілікті
кедергілердегі шығындар үйкеліс шығындарына әкеледі
(жоғарыда айтылған әдісте, және басқалай,
үйкеліс қысымының шығындары жергілікті кедергінің
коэффициентіне әкеледі).
Жергілікті кедергі қысымының шығындары мен айнымас динамикалық қысы кезінде үйкеліс қысымының шығындарын ұсынайық, яғни
,
осыдан эквиваленттік ұзындығы
,
ал учаскедегі қысымның жалпы шығыны
.
Есептің сол немесе басқа әдісін таңдау тек пайдалану ыңғайлығымен анықталады және нәтиженің дұрыстығына әсер ете алмайды.
2 Желідегі желдеткіш жұмысының негізгі жағдайлары (қалпы)
Желдеткіштер, әдетте атмосферадан бөлмеге ауаның орнын ауыстырады, сол бөлмедегі қысым сондай-ақ болады.
Желі деп желдеткішке қосылған құбырды атайды. Желі бір құбыр түрінде қарапайым болуы мүмкін, оның әр учаскесі ауаның сол бір санын өткізеді, және күрделі - әр учаскеде ауаның әртүрлі саны қозғалып тұрады.
Желдеткішке қосылған құбырдағы қысымды өлшейік және желіде толық РП және статикалық РСТ қысымдарының үйлестіру сызбасын құрастырайық (3 сурет). Осы қысымдардың әртүрлігі өзінен динамикалық қысымды (РД = РП – РСТ) білдіреді.
Жеке желдеткішке қосылған желіні екі негізгі бөлікке бөледі: желдеткішке дейін – соратын және желдеткіштен кейін – қысымдайтын (ауаның қозғалыс бағытына қарай есептеп) айтады. Егер желінің басы мен соңы қоршаған атмосферада, артық қысымы нөльде болса, онда толық қысымы сорудың барлық ұзындығы бойынша кері, ал желінің қысымдайтын бөлігінде оң болады.
Желінің басында толық қысым нөлге тең, ал соңында (құбырдың шығысында) – динамикалық қысымға тең болады, яғни РСТ=0.
Сору жолындағы шығысында статикалық қысым, сондай-ақ кері, өйткені осы кері қысымның абсолюттік шамасы толық қысымнан жоғары болады. Қысымдаудағы статикалық қысым толық қысымнан динамикалық қысымның шамасына (РСТ = РП – РД) аз болады, бірақ соңғысының мәнінен байланысты ол оң және теріс болуы мүмкін.
Желдеткіштен пайда болатын толық қысым РВ желінің ΔРС шығындарымен анықталады және сору мен қысымдау учаскелеріндегі толық қысымның айырымына тең болады,
ΔРС = РB = РНП - РПВС.
Бұл шама қысымдаудағы толық қысымның және сорудағы толық сиретілуінің қосындысына сандық тең болады
ΔРС = РB = РНП +|- РПВС|.
Желі сипаттамасы деп тораптағы толық жоғалуы мен шығындарының тәуелділігін атайды.
Бұл тәуелділік аналитикалық жолмен анықталуы мүмкін немесе графикалық өрнектеледі.
Тораптағы «басылған» дейтін қысымның өзгеруі жергілікті кедергілер мен үйкелістер күштерін жеңуге арналған шығындармен байланысты болады.
Үйкеліс кедергісі гидравлика курсынан белгілі формула бойынша анықталады
кГ/м2,
мұнда λ – үйкелістің жылдамдығынан, құбырдың мөлшерінен және оның бұдырлық дәрежесінен байланысты болатын кедергі коэффициенті;
l және d – құбыр диаметрі мен ұзындығы, м;
v – орта жылдамдығы, м/сек;
g = 9,81 м/сек2.
Егер учаске ұзындығын құбырдың бір диаметріне тең етіп алсақ, яғни l=d, онда λ коэффициентінің физикалық мағынасын қарастыра отырып, бір диаметрге (калибрге) тең ұзындықты құбырдағы үйкеліс күшін жеңуге жіберілетін динамикалық қысымның санын λ көрсететінін атап кетуге болады.
Жергілікті кедергілер ауаның тікелей және қалыпты қозғалысы бұзылған жағдайында (мысалы, бұрып әкететін жерлерде, иіндерде, үштармақтарда бағыты өзгерген кезде, диффузорларда жылдамдықтар өзгерген кезде және т.б.) пайда болады.
Жергілікті кедергілерді жеңетін қысымның шығындары келесі формула бойынша анықталады
кГ/м2,
мұнда ∑ζ - жергілікті кедергілер коэффициенттерінің қосындысы.
Жергілікті кедергілер коэффициенті динамикалық қысым санын көрсетеді, ол жергілікті кедергілерді жеңуге шығындарды қарымталайды.
Тораптың әр учаскесіндегі қысым шығыны келесі формуламен өрнектеледі
кГ/м2.
Тораптағы қысымның жалпы шығыны келесіні құрайды
кГ/м2.
Формулаға кіретін, v басқа, барлық шамалар белгілі болғандықтан, ол келесі түрде жазылуы мүмкін
ΔРс=Кν2 кГ/м2.
Жылдамдығы мен шығыны келесі тәуелділікпен байланысты
L=vF м3/сек.
Осыны ескере отырып, қысымның жалпы шығынының формуласы келесідей болады
ΔРс=K1L2.
Бұл өрнек координаттар басындағы төбесі бар (4 сурет) 1 квадраттық парабола теңдеуі болып табылады. Атмосферадан ауаны сорып және оны бөлмеге беретін желдеткішке қослыған торап сипаттамасының түрі болады, оның қысымы, сондай-ақ атмосфералық қысымға (егер λ коэффициенті тұрақты мәнін сақтаған жағдайда) тең болады.
3 Сипаттама жасау тәсілі
Желі сипаттамасын пайдалана отырып, егер жалпы графикке (сызбаға) (5 сурет) желі сипаттамасы 1 мен желдеткіштің сипаттамасын р-L, екі сипаттама координаталары масштабын бірдей алып, 2 айналымдарының саны белгілі болған кезде қойсақ, желдеткіш жұмысының күйін анықтауға болады.
Осы екі сипаттамалардың қиылысу нүктесі 3 қарастырылған желідегі желдеткіш жұмысының режімін, яғни қысымы рр мен өнімділігін Lр анықтайды.
Егер N-L (қуаттың) және η–L (п.ә.к.) жолдарын (желілерін) қосатын желдеткіштің толық сипаттамасына торап сипаттамасын салсақ, сонда берілген тораптағы желдеткіш жұмысын сипаттайтын барлық параметрлерін, яғни өнімділігінен және қысымынан қуаты N және п.ә.к. η басқа параметрлерін анықтауға болады. Бірақ қисық қуаты мен п.ә.к. бар торап сипаттамаларының қиылысу нүктелері торапқа ешқандай қатынасы жоқ, ол тек желдеткіштің өнімділігінен байланысты жұмысының параметрлерін ғана анықтайтынын ескеру керек. Сондықтан қуаты мен п.ә.к. анықтаған кезде ординатада жұмыстық Lр мәндерге сәйкес келетін нүктелерді табуға болады.
Сипаттамаларды қабаттастыру (салу) тәсілі торапта желдеткіштің жұмыс режімінің, олардың сипаттамалары өзгерген кезде түрлі өзгерістерін қарап және жеңіл тексеруге болады.
Нақты жағдайларда торап сипаттамасы тұрақты болып табылмайды. Желдеткіш тораптарын пайдалану барысында торап бөлігін ажыратудың, тұтынуды үлкейткеннің салдарынан қысымның жойылуы мен шығындарының өзгерістері байқалады. Торап сипаттамасы, оны қайта құрумен байланысты өзгере береді.
Б қосымшасында келтірілген желдеткіш сипаттамаларына қарастырылған тораптың сипаттамаларын салуға болады және осы желдеткіштердің түрі мен параметрлерін анықтауға да болады.
 |
 |
||
Рисунок Б1 – Вентилятор центробежный Ц4 – 70 № 2½ | По данным ЦАГИ
Рисуно Б2 – Вен
Б1 сурет – Ортадан тепкіш желдеткіш Ц4 – 70
№2½ /ЦАГИ деректері бойынша/
Б2 сурет – Ц4-70 №3 ортадан тепкіш желдеткіш
/ЦАГИ деректері бойынша/
3Б сурет – Ц4-70 №4 ортадан тепкіш желдеткіш
/ЦАГИ деректері бойынша/
Рисунок Б4 – Вентилятор центробежный Ц4 – 70 № 5 | По данным ЦАГИ
Б4 сурет – Ц4 – 70 № 5 ортадан тепкіш желдеткіш | ЦАГИ деректері бойынша/
Б5 сурет – Ц4 – 70 № 6 ортадан тепкіш желдеткіш | ЦАГИ деректері бойынша/
Әдебиеттер тізімі
1. Ананьев В.А., Балуев Л.Г., Гальперин А.Д. и др. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика: Учебное пособие. – М.:2000.– 416 с.
2. Бромлей М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки. – М., 1971. – 260 с.
3. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки (пятое издание). – М.: «Высшая школа», 1982. – 294с.
4. СНиП 2.09.04-87 изд.1995. Общие строительные нормы и правила устройства систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Административные и бытовые здания.
Мазмұны
1 Ауа өткізгішті есептеудің әдістері.......................................................
2 Желідегі желдеткіш жұмысының негізгі жағдайлары (қалпы).....
Б Қосымша...................................................................................................14