АЭРОДИНАМИКА СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

Раздел аэродинамики, изучающий закономерности движения воздуха в каналах и воздуховодах систем вентиляции, на базе которых разрабатываются и совершенствуются инженерные методы расчета систем. Аэродинамический расчет системы воздуховодов обычно сводится к определению размеров их поперечного сечения (при заданных расходах воздуха), а также потерь давления на отдельных участках и в системе в целом. Обратная задача — определение расходов воздуха при заданных размерах воздуховодов и известном перепаде давления в системе. При аэродинамическом расчете воздуховодов систем вентиляции пренебрегают сжимаемостью перемещаемого воздуха, т.к. максимально возможное изменение давления в системе меньше 5% атм. давления. По этой же причине используют избыточное давление, принимая за условный нуль атмосферное давление на уровне системы. Одна из особенностей систем вентиляции — наличие участков, где избыточное давление меньше нуля. В любом сечении потока воздуха в воздуховоде различают 3 вида давления: статическое, динамическое и полное. Статическое определяет потенциальную энергию 1 м воздуха в рассматриваемом сечении воздуховода; это давление, которое испытывают стенки воздуховода. Динамическое давление — это кинетическая энергия потока, отнесенная к 1 м воздуха.
Традиционный термин "потеря давления", применяемый при аэродинамическом расчете систем вентиляции, определяющий изменение полного давления воздуха в системе или на участке воздуховода, означает потерю энергии, отнесенную к 1 м потока воздуха. Потеря давления в системе воздуховодов складывается из потерь на трение и в местных сопротивлениях.
Для расчета воздуховодов и каналов прямоугольного сечения используют эквивалентные диаметры воздуховодов, при которых потери давления на трение в круглом и прямоугольном воздуховодах равны. Известны три способа нахождения эквивалентного диаметра: по скорости, по расходу, по площади.
Расчет общей потери давления в системе производится лишь после увязки сопротивлений всех ответвлений от магистрали. Этот метод расчета системы вентиляции называется методом удельной потери полного давления. Существуют и другие методы, например учет местных сопротивлений введением эквивалентной по потере давления длины участка (метод эквивалентных длин), замена потери давления по длине эквивалентной потерей в местом сопротивлении (метод эквивалентных сопротивлений), аналогичные методы эквивалентных отверстий и удельных характеристик.
При проектировании, наладке и эксплуатации систем вентиляции необходимы знания закономерностей распределения давления в системе воздуховодов, каналах и вытяжных шахтах. К примеру, в системе вентиляции с механическим побуждением движения воздуха, состоящей из воздуховода с вентилятором, за условный нуль принято атмосферное давление на уровне оси воздуховода. Избыточное давление на входе и выходе воздуха может быть принято равным нулю.
Особенностями аэродинамики систем вентиляции с естественным побуждением движения воздуха являются: сравнительно небольшие располагаемые (расчетные) перепады давления, а следовательно, и скорости воздуха; необходимость учета аэростатического давления воздуха снаружи и внутри каналов. Работа таких систем зависит от конструктивного решения системы и здания, разности плотностей воздуха снаружи и внутри здания, направления и скорости ветра. Однако при выборе конструктивных размеров отдельных элеметов системы (сечений каналов и шахт, площадей жалюзийных решеток) достаточно провести расчет для случая, когда здание не влияет на работу вентиляции.