Xác định hệ tổn thất cục bộ theo chiều dài tương đương Theo định nghĩa chiều dài tương đương là chiều dài của đoạn ống thẳng có tiết diện bằng tiết diện tính toán của chi tiết gây nên
Trang 1Bảng 6.41 : Hệ số ξ đầu ra quạt có 2 cửa hút
L/Le
Ab/Ao Vị trí
0,4
A
B
C
D
3,2 5,0 5,8 4,9
2,7 4,2 4,8 4,1
1,8 2,8 3,2 2,7
0,84 1,3 1,5 1,3
0
0
0
0 0,5
A
B
C
D
2,3 3,6 4,0 3,4
1,9 3,0 3,3 2,8
1,3 2,0 2,2 1,9
0,60 0,90 1,0 0,88
0
0
0
0 0,6
A
B
C
D
1,6 2,5 2,9 2,5
1,3 2,1 2,4 2,1
0,88 1,4 1,6 1,4
0,40 0,65 0,76 0,65
0
0
0
0 0,7
A
B
C
D
1,1 1,7 2,0 1,7
0,88 1,4 1,6 1,4
0,60 0,90 1,1 0,92
0,28 0,45 0,52 0,44
0
0
0
0 0,8
A
B
C
D
0,76 1,2 1,4 1,2
0,64 1,0 1,2 0,99
0,44 0,65 0,76 0,65
0,20 0,30 0,36 0,31
0
0
0
0 0,9
A
B
C
D
0,60 0,94 1,1 0,95
0,48 0,80 0,92 0,78
0,32 0,55 0,78 0,54
0,16 0,25 0,54 0,24
0
0
0
0 1,0
A
B
C
D
0,56 0,85 1,0 0,85
0,48 0,70 0,84 0,71
0,32 0,45 0,56 0,48
0,16 0,20 0,28 0,24
0
0
0
0
c.10 Tổn thất ở đầu vào của quạt
c.10.1 Ống hút tiết diện tròn, nối cút liên tục, cách miệng hút quạt đoạn L
Bảng 6.42 : Hệ số ξ
L/D R/D
0 2 > 5 0,75
1,0 1,5 2,0 3,0
1,4 1,2 1,1 1,0 0,66
0,80 0,66 0,60 0,53 0,40
0,40 0,33 0,33 0,33 0,22
Trang 2R - Bán kính cong tâm cút, m
D- đường kính ống hút, m
L- Khoảng cách từ miệng hút của quạt ly tâm tới cút, m
c.10.2 Ống hút tiết diện tròn, nối cút thẳng góc hoặc cút ghép từ nhiều mãnh, cách miệng hút một khoảng L
- Cút thẳng góc:
Bảng 6.43: Hệ số ξ
L/D 0 2 > 5
- Cút thẳng góc ghép từ 3 và 4 đoạn đoạn:
Bảng 6.44 : Hệ số ξ
R/D
R/D
0 2 > 5 0,50
0,75
1,0
1,5
2,0
3,0
2,5 1,6 1,2 1,1 1,0 0,8
1,6 1,0 0,66 0,66 0,53 0,47
0,80 0,47 0,33 0,33 0,33 0,26
0,50 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0
1,8 1,4 1,2 1,1 1,0 0,66
1,0 0,80 0,66 0,60 0,53 0,40
0,53 0,40 0,33 0,33 0,33 0,22 a) Cút ghép từ 3 mãnh b) Cút ghép từ 4 mãnh
c.10.2 Ống hút tiết diện vuông, nối cút cong liên tục qua đoạn ống thẳng dài L và đoạn ống chuyển đổi tiết diện vuông-tròn
Bảng 6.45 : Hệ số ξ
R/D
R/D
0 2,5 > 6 0,50
0,75
1,0
1,5
2,0
2,5 2,0 1,2 1,0 0,8
1,6 1,2 0,66 0,57 0,47
0,80 0,66 0,33 0,30 0,26
0,50 1,0 1,5 2,0
0,80 0,53 0,40 0,26
0,47 0,33 0,28 0,22
0,26 0,18 0,16 0,14
d Xác định hệ tổn thất cục bộ theo chiều dài tương đương
Theo định nghĩa chiều dài tương đương là chiều dài của đoạn ống thẳng có tiết diện bằng tiết diện tính toán của chi tiết gây nên tổn thất cục bộ, nhưng có tổn thất tương đương nhau Hay
ltđ = ξ.dtđ / λ (6-22)
∆pc = ltđ ∆p1
Trang 3d.1 Chiều dài tương đương của cút tròn
Bảng 6.46 : Chiều dài tương đương l tđ
Dạng cút tròn R/d a = ltđ/d
- Cút thẳng góc
+ Có hướng dòng
+ Không có hướng dòng
22
65 Trong đó:
R - Bán kính cong của tâm cút, mm
d- đường kính tiết diện cút, mm
d.2 Chiều dài tương đương của cút chữ nhật
Bảng 6.47 : Chiều dài tương đương l tđ
- Cút cong 90o, không cánh
hướng R=1,25 W
0,5
1
3
6
5
7
8
12 -Cút cong 90o, 1 cánh hướng
dòng, R = 0,75.W
0,5
1
3
6
8
10
14
18 -Cút cong 90o, 2 cánh hướng
dòng, R = 0,75.W
0,5
1
3
6
7
8
10
12 -Cút cong 90o, 3 cánh hướng
dòng, R = 0,75.W
0,5
1
3
6
7
7
8
10 -Cút thẳng góc 90o, có
nhiều cánh hướng
0,5
1
3
6
8
10
12
13 -Cút thẳng góc 90o, nhiều
cánh hướng dạng khí động
0,5
1
3
6
6
8
9
10
Trang 46.1.2.3 Tính toán thiết kế đường ống dẫn không khí
1) Các phương pháp thiết kế kênh gió
Cho tới nay có rất nhiều phương pháp thiết kế đường ống gió Tuy nhiên mỗi phương pháp có những đặc điểm riêng Lựa chọn phương pháp thiết kế nào là tuỳ thuộc vào đặc điểm công trình, thói quen của người thiết kế và các thiết bị phụ trợ đi kèm đường ống
Người ta thường sử dụng các phương pháp chủ yếu sau đây:
- Phương pháp tính toán lý thuyết : Phương pháp này dựa vào các công thức lý thuyết trên đây , nhằm thiết kế mạng đường ống thoả mãn yêu cầu duy trì áp suất tĩnh không đổi Đây là phương pháp có thể coi là chính xác nhất Tuy nhiên phương pháp này tính toán khá phức tạp
- Phương pháp giảm dần tốc độ. Người thiết kế bằng kinh nghiệm của mình chủ động thiết kế giảm dần tốc độ theo chiều chuyển động của không khí trong đường ống Đây là phương pháp thiết kế tương đối nhanh nhưng phụ thuộc nhiều vào chủ quan người thiết kế
- Phương pháp ma sát đồng đều : Thiết kế hệ thống kênh gió sao cho tổn thất trên 1 m chiều dài đường ống đều nhau trên toàn tuyến, ở bất cứ tiết diện nào và bằng tổn thất trên 1m chiều dài đoạn ống chuẩn Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất, nhanh và tương đối chính xác
- Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh
Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh xác định kích thước của ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đó đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của không khí sau mỗi nhánh rẽ
Phương pháp này tương tự phương pháp lý thuyết nhưng ở đây để thiết kế người ta chủ yếu sử dụng các đồ thị
Ngoài các phương pháp trên người ta còn sử dụng một số phương pháp sau đây :
- Phương pháp T
- Phương pháp tốc độ không đổi
- Phương pháp áp suất tổng
2) Phương pháp thiết kế lý thuyết
Nội dung của phương pháp như sau
Dựa vào phương trình (6-5) tiến hành thiết kế mạng đường ống đảm bảo áp suất tĩnh không đổi ở tất cả các cửa rẽ nhánh của toàn tuyến ống (∆H=0)
Các bước thiết kế:
Bước 1 - Chọn tốc độ đoạn ống đầu tiên ω1 Dựa vào lưu lượng gió, xác định kích thước của đoạn ống đầu tiên
Bước 2 - Xác định tốc độ các đoạn tiếp theo ω2 dựa vào phương trình :
ρ(ω2
1 - ω22)/2 - Σ∆p12 = 0 trong đó Σ∆p12 tổng tổn thất áp suất tĩnh từ điểm phân nhánh thứ nhất đến điểm phân nhánh thứ 2, bao gồm tổn thất ma sát và các tổn thất cục bộ Trong công thức này cần lưu ý là các tổn thất được tính theo tốc độ ω2, vì vậy để xác định ω2 cần phải tính lặp
Dựa vào lưu lượng đoạn kế tiếp, xác định kích thước đoạn đó
F2 = L2/ω2
Bước 3 - Tiếp tục xác định tuần tự tốc độ và kích thước các đoạn kế tiếp cho đến đoạn cuối cùng của tuyến ống như đã tính ở bước 2
Phương pháp lý thuyết có các đặc điểm sau:
Trang 5- Các kết quả tính toán chính xác, tin cậy cao
- Tính toán tương đối dài và phức tạp, nên thực tế ít sử dụng
3) Phương pháp giảm dần tốc độ
Nội dung của phương pháp giảm dần tốc độ là người thiết kế bằng kinh nghiệm của mình lựa chọn tốc độ trên cơ sở độ ồn cho phép và chủ động giảm dần tốc độ các đoạn kế tiếp dọc theo chiều chuyển động của không khí
Phương pháp giảm dần tốc độ được thực hiện theo các bước sau :
Bước 1 : Chọn tốc độ trên kênh chính trước khi rẽ nhánh ω1
Chủ động giảm dần tốc độ gió dọc theo tuyến ống chính và ống rẽ nhánh ω2, ω3 ωn
Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên mỗi đoạn tiến hành tính toán kích thước của các đoạn đó
Fi = Li/ωi
Bước 3 :
Dựa vào đồ thị xác định tổn thất áp suất theo tuyến ống dài nhất (tuyến có trở lực lớn nhất) Tổng trở lực theo tuyến này là cơ sở để chọn quạt
Phương pháp giảm dần tốc độ có nhược điểm là phụ thuộc nhiều vào chủ quan của người thiết kế, vì thế các kết quả là rất khó đánh giá
Đây là một phương pháp đơn giản, cho phép thực hiện nhanh nhưng đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm
4) Phương pháp ma sát đồng đều
Nội dung của phương pháp ma sát đồng đều là thiết kế hệ thống kênh gió sao cho tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống bằng nhau trên toàn tuyến ống Phương pháp này cũng đảm bảo tốc độ giảm dần và thường hay được sử dụng cho kênh gió tốc độ thấp với chức năng cấp gió, hồi gió và thải gió
Có hai cách tiến hành tính toán
- Cách 1 : Chọn tiết diện đoạn đầu nơi gần quạt làm tiết diện điển hình, chọn tốc độ không khí thích hợp cho đoạn đó Từ đó xác định kích thước, tổn thất ma sát trên 1m chiều dài của đoạn ống điển hình Giá trị tổn thất đó được coi là chuẩn trên toàn tuyến ống
- Cách 2 : Chọn tổn thất áp suất hợp lý và giữ nguyên giá trị đó trên toàn bộ hệ thống kênh gió Trên cơ sở lưu lượng từng đoạn đã biết tiến hành xác định kích thước từng đoạn Cách 2 có nhược điểm là lựa chọn tổn thất thế nào là hợp lý Nếu chọn tổn thất bé thì kích thước đường ống lớn, nhưng nếu chọn tốc độ lớn sẽ gây ồn, chi phí vận hành tăng
Trên thực tế người ta chọn cách thứ nhất Sau đây là các bước thiết kế:
Bước 1 : Lựa chọn tiết diện đầu làm tiết diện điển hình Chọn tốc độ cho tiết diện đó và tính kích thước đoạn ống điển hình : diện tích tiết diện f, kích thước các cạnh a,b và đường kính tương đương dtđ
Từ lưu lượng và tốc độ tiến hành xác định tổn thất áp suất cho 1 m ống tiết diện điển hình (dựa vào đồ thị hình 6-4) Giá trị đó được cố định cho toàn tuyến
Bước 2 :
Trên cơ sở tổn thất chuẩn tính kích thước các đoạn còn lại dựa vào lưu lượng đã biết Người ta nhận thấy với điều kiện tổn thất áp suất không đổi thì với một tỷ lệ % lưu lượng so
