Расчеты

Расчет гидравлики, аэродинамики и теплофизики

Проектирование всех инженерных систем полностью зависит от расчетов, каждое направление проектирования имеет, конечно же, свои методики и отправные точки, но основной смысл в том, что без расчетов невозможно выполнить проект ни одной инженерной системы. Другим моментом является то, что например, выбор основного циркуляционного кольца и разбивка его на участки, мало чем отличается от выбора основной расчетной ветки системы вентиляции.

Расчет гидравлики трубопровода

По данному вопросу существует целый ряд различной литературы, по сути гидравлический расчет практически одинаков не только для тепло- холодоснабжения но и для систем водоснабжения. В основе расчета лежит подбор диаметра трубопровода и расчет сопротивления сети для подбора насосного оборудования.

Расчет диаметра труб

Подбор диаметра

Все параметры трубопровода очень тесно связаны между собой и в начале расчета основным показателем является расход жидкости на участке, после чего задаемся скоростью и подбираем диаметр. Так как шаг диаметров труб определяется нормами, и по ним же необходимо принимать больший, то после выбора диаметра определяем реальную скорость и если она лежит в допустимом нормами пределе переходим к определению необходимого давления.

Расчет сопротивления сети

Для подбора насоса необходимо знать сопротивление сети, ведь насос должен преодолевать это сопротивление. Расчет общего сопротивления сети состоит из суммы всех местных сопротивлений, а также от статического и динамического давлений. Динамическое давление определяется в зависимости от скорости потока, диаметра трубопровода и коэффициентов шероховатости трубопроводов. Зависимость следующая, чем больше скорость и шероховатость трубы тем выше динамическое сопротивление, в случае если необходимо снизить сопротивление сети, для того чтоб подобрать насос меньшей мощности, то необходимо увеличить диаметр трубопровода. Это вызовет уменьшение скорости потока, уменьшение турбулентности у стен и на фасонных частях, а вследствие чего снизится и динамическое давление.

Затем считаются все тройники, отводы, переходы на расчетном участке, по таблицам принимается значение для каждого местного сопротивления, после чего все сопротивления складываются, также суммируется динамическое давление и мы получаем сопротивление участка. После расчета всех участков, наиболее нагруженного циркуляционного кольца, суммируется общее сопротивление. За основу расчета принимается условие, что насос должен преодолеть кольцо с наибольшим сопротивлением, а остальные циркуляционные кольца продавятся автоматические, их расчет необходим для определения расхода жидкости и для расчета невязки для последующей балансировки. Зная сопротивление наиболее нагруженного кольца и общий расход жидкости, мы подбираем насос.

Знание гидравлического и аэродинамического расчета очень сильно помогут, если необходима экспертиза проектов или монтажа систем вентиляции и кондиционирования воздуха, ведь благодаря этим расчетам можно понять, правильно ли рассчитана система и правильно подобраны диаметры.

Таблица расчета гидравлики для проектирования

Аэродинамический расчет систем вентиляции

Основным предназначением расчета является подбор диаметров воздуховодов и данные для подбора вентилятора, по сути, назначение расчета такое же, как и у гидравлического, единственным отличием является то, что рабочее тело – воздух. А во всех остальных моментах все практически одинаково. Вначале мы находим наиболее нагруженную магистраль, делим ее на расчетные участки с постоянным расходом. Для каждого участка задаваясь скоростью, подбираем диаметр, после чего корректируем скорость. Затем также определяем  статическое и динамическое давление и считаем местные сопротивления, суммируем участки и ветки, в итоге получаем диаметры воздуховодов, и расход и напор вентилятора. На основе таблиц для расчета гидравлики и аэродинамики можно сделать вывод, что это практически идентичные расчеты, различие составляют физические характеристики перекачиваемых сред. Аэродинамика это основы вентиляции, умея пользоваться этими таблицами, вы сможете выполнить расчет приточной и вытяжной вентиляции цеха или любого другого помещения, где требуется вентиляция. Конечно, сейчас существует множество программ с автоматическим расчетом аэродинамики, но они не дают никакого понимания физики процесса, а это является нужным для правильной балансировки и других ремонтно-наладочных работ.

Расчет аеродинамики в проектировании

Теплофизические расчеты

Основной задачей расчета является определение мощности необходимой на отопление или охлаждение помещения. Расчет системы кондиционирования включает в себя конечно больше данных, но теплопередача через ограждающие конструкции является одной из самых важных частей расчета. Расчет начинается с определения коэффициентов теплопроводности, для этого необходимы материалы, из которых сделаны ограждающие конструкции и их толщина.

Зная толщины и материалы, можно найти их коэффициенты теплопроводности, пропорционально толщине, сложив их, мы получим полное термическое сопротивление конструкции. Дальше все сводится к механическому расчету, указывается площадь стен, потолков, дверей, окон, в общем, всех возможных наружных ограждающих конструкций и по формуле теплопередачи зная температуру снаружи и внутри помещения можно определить тепловой поток. Если в одной комнате часть стены состоит из одних материалов, а другая из других то для обеих необходимо вычислить коэффициент теплопроводности и считать их необходимо отдельно.

Таблица расчетов теплофизики в проектировании

Необходимо учесть, что в зимнее время тепловой поток направлен на улицу, а в зимнее внутрь помещения, именно поэтому для системы кондиционирования больше акцент имеет значение расположения по сторонам света. Теплопритоки с южной стороны будут больше, чем с северной, и это необходимо учитывать в теплофизическом расчете.

Специалисты нашей проектно строительной компании по системам канализации и водоснабжения, а также систем вентиляции кондиционирования и отопления выполнит любые проектные расчеты по этим системам. По результатам этих работ, вы можете самостоятельно заказать необходимое вам оборудование или понять правильно ли вам сделали расчеты.