Расчёт аэродинамических параметров трубопроводов

 

Аэродинамическими параметрами трубопровода являются аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия. По трубам воздух движется за счет разности давлений у их концов, которые затрачивается на преодоление сопротивлений, оказываемых ими. Аэродинамическое сопротивление трубопровода при любой форме его сечения определяется по формуле:

 

 , где

 

- коэффициент аэродинамического сопротивления, ;

- длина трубопровода, м;

 - диаметр трубопровода, м.

Найдём аэродинамическое сопротивление трубопровода:

- для всасывающего вентилятора:

 

 

- для нагнетательного вентилятора:

 

Найдём воздухопроницаемость трубопроводов:

- коэффициент подсосов для всасывающего трубопровода:

 

, где

 

 - коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода.

- длина одной трубы, м;

 - длина всасывающего трубопровода, м;

 - диаметр труб, м;

 - аэродинамическое сопротивление трубопровода ;

- коэффициент подсосов для нагнетательного трубопровода:

Для гибких трубопроводов коэффициент воздухопроницаемости определяется с учётом воздухопроницаемости одного стыка, общего числа стыков и диаметра трубопровода.

Приближённо  определяется по числу стыков в трубопроводов

Депрессия вентиляционных трубопроводов:

 , где

 

 - статическая депрессия, Па;

 - депрессия за счёт местных сопротивлений (уменьшение диаметра, повороты трубопровода), Па;

 - динамическая депрессия, Па.

Статическая депрессия трубопровода:

 

, где

 

 - коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;

 - необходимая подача свежего воздуха, м³/с.

 - аэродинамическое сопротивление трубопровода.

Депрессия вентилятора, необходимая для преодоления сопротивления трубопровода и определяется по формуле:

- для всасывающего трубопровода

 

 

- для нагнетательного трубопровода

 

 

Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе:

 

, где

 

 - число стыков по всей длине трубопровода;

 - коэффициент местного сопротивления одного стыка;

 - скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;

 - плотность воздуха, кг/м³.

Приближённо депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе принимается равной 20% от статической депрессии:

 

 

В металлическом трубопроводе депрессия на преодоление сопротивлений на стыках невелика, и ею можно пренебречь.

Динамическая депрессия для жёстких и гибких трубопроводов:

 

 , где

 

 - средняя скорость движения воздуха в трубопроводе на прямолинейном участке;

 

скорость движения воздуха по правилу безопасности должен быт не более 20м/с (в данном случае условия выполняется)

 - плотность воздуха, кг/м³.

- для всасывающего трубопровода:

- для нагнетательного трубопровода:

Теперь подсчитаем общую депрессию для всасывающего и нагнетательного трубопровода:

- для всасывающего трубопровода:

- для нагнетательного трубопровода:

 

Выбор типа вентиляторов

Производительность вентиляторов определяем с учётом количества воздуха, необходимого для проветривания выработок, и коэффициента воздухопроницаемости.