Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương Chương 3: Kết cấu hệ thống thơng gió  Nội dung 3.1 Cơ sở khí động lực việc tổ chức thơng gió phịng 3.2 Kết cấu hệ thống thơng gió 3.3 Tính tốn khí động lực hệ thống thơng gió 3.1 Cơ sở khí động lực  Cơ sở khí động lực việc tổ chức thơng gió phịng 3.1.1 Khái niệm luồng khơng khí 3.1.2 Luồng tròn, tự do, đẳng nhiệt 3.1.3 Luồng phẳng, tự do, đẳng nhiệt 3.1.4 Luồng thổi không gian giới hạn 3.1.5 Luồng đối lưu tự nhiên từ nguồn nhiệt phịng 3.1.6 Quy luật chuyển động khơng khí miệng hút 3.1.7 Chuyển động khơng khí phịng thơng gió 3.1.1 Khái niệm luồng khơng khí  Luồng khơng khí:  dịng khơng khí (hay dịng chất lỏng) có kích thước tiết diện ngang hữu hạn 3.1.2 Luồng tròn, tự do, đẳng nhiệt  Luồng thổi chia làm hai doạn:  Đoạn đầu : có vận tốc trục luồng khơng đổi = v 0;  Đoạn chính: vận tốc trục bắt đầu thay đổi  Đoạn đầu ngắn thường khơng có ý nghĩa nhiều thơng gió 3.1.3 Luồng phẳng, tự do, đẳng nhiệt  Là luồng thổi từ tiết diện có chiều dài lớn nhiều so với chiều rộng  Trong luồng phẳng có khoảng cách điểm cực x0, độ dài đoạn đầu xd khoảng cách đoạn khác biệt so với luồng trịn 3.1.4 Luồng thổi khơng gian giới hạn  Những luồng thổi khơng khí vào phịng thơng gió đa số bị co ép kết cấu ngăn cách phịng, khơng thể phát triển tự không gian vô hạn 3.1.5 Luồng đối lưu tự nhiên từ nguồn nhiệt phòng 3.1.6 Quy luật chuyển động khơng khí miệng hút  Chuyển động khơng khí gần miệng hút 3.1.7 Chuyển động khơng khí phịng thơng gió 10 Tính tốn ống thổi 67  Trong số trường hợp, người ta cần phân bố lưu lượng gió cách liên tục chiều dài  Nếu đường ống, ta mở miệng (cửa gió) cách thì:  Lưu lượng giảm dần phía cuối ống  Áp suất tĩnh tăng dần  Vận tốc tăng dần  Góc hợp dịng khơng khí tăng dần từ – 90o  Như vậy, để thực việc phân bố vận tốc, ta cần phải giảm kích thước đoạn cuối ống, đảm bảo hiệu số áp suất động đầu cuối đoạn ống phải tổng tổn thất áp lực ống gây Tính tốn ống thổi 68 Tính toán ống thổi 69  Chiều cao ống ax: x a x  ao (1  x ).e A x A x e  b A.(1  x ).e A x  dx 1 x Trong đó: x x l A  l 4d  Để tiện lợi tính tốn, người ta đặt hệ số α, β tính tốn thành bảng để dễ dàng tra sau Chiều cao ống : ax = α.ao + β.b Vận tốc khí khe : vR = ÷ m/s Tính tốn ống thổi 70  Chiều rộng khe dọc theo chiều dài ống (δ, m) Vo  l.vR Với Vo : lưu lượng gốc, m3/s  Chiều rộng khe nằm ngang bề rộng ống (δ, m)  Vo n.l.vR Với n: số lượng khe  Áp suất tĩnh ống dẫn: vR2 Pt    2g Tính tốn ống thổi 71 Hệ số ζ phụ thuộc vào miệng thổi:  ζ = 3,36 ÷ 4,6 có hướng dòng, khe xẻ ngang  ζ = 2,35 có thành chắn song song, khe xẻ dọc  Áp suất động: vo2 Pđ   2g Với vo : vận tốc tiết diện ban đầu, m/s  Tổng tổn thất áp lực: ΔP = Pt + Pđ  Ngồi ra, cịn có loại ống xẻ rãnh có chiều cao rãnh thay đổi dọc theo chiều dài ống (tự đọc) Tính tốn ống hút 72  Ống xem hút lưu lượng tăng theo chiều dài ống  Loại ống hút phổ biến ống có tiết diện vng hay chữ nhật có chiều cao miệng hút mở thành ống thay đổi Tính tốn ống hút 73  Chiều cao khe hút (δx, m)  x  1,22 b  x   x 1,5      a  3.a  Vận tốc khí hút vào khoảng cách x (vx, m/s) vx  Gv l. x  Áp suất toàn phần cuối ống (Po, mmH2O) Po  1,5. v(2x l ) 2.g  Trong đó:  0,013 Dtđ1,33 v( x l ) Gv  a.b 3.3.6 Tính chọn quạt gió  Nội dung  Đặc tính quạt đặc tính mạng đường ống  Quạt trục  Quạt ly tâm 74 Đặc tính quạt đặc tính mạng đường ống  Đặc tính quạt 75 Tính chọn quạt trục 76  Người ta tính chọn quạt trục chủ yếu dựa vào lưu lượng  Có loại quạt trục: quạt hút quạt thổi, dùng cho thơng gió hút thơng gió thổi  Quy trình tính chọn quạt trục:  Tính lưu lượng thơng gió cần thiết  Chọn loại quạt  Tính số quạt  Bố trí quạt  Lưu ý: quạt trục có cột áp thấp nên thường không dùng hệ thống đường ống phức tạp hệ thống có trở lực cao Tính chọn quạt ly tâm  Các thông số cần thiết:  Lưu lượng tính tốn hệ thống Vtt (lưu lượng ĐHKK)  Cột áp tính tốn Htt = ΔP (tổng trở lực đường ống)  Lưu lượng quạt (Vq, m3/s)  Vq = Vtt với môi trường  Vq = 1,1.Vtt với quạt hút bụi tải liệu  Cột áp cần thiết quạt (Hq, kPa) H q  H tt Trong đó: 273  t 760  273 B o  ρ, ρo : khối lượng riêng v 77 Tính chọn quạt ly tâm 78  ρ, ρo : khối lượng riêng đktc vật chất mà quạt tải khối lượng riêng không khí tiêu chuẩn B : áp suất khí quyển, mmHg  Nếu quạt dùng để tải bụi chất rắn khác (bông, vải, sợi, hạt, …) Hq = 1,1.(1 + K.N).Htt Trong đó: K : hệ số • K = bụi khống • K = 1,2 loại hạt  N: nồng độ khối lượng hỗn hợp vận chuyển, kg/kg Tính chọn quạt ly tâm 79  Căn vào Vq, Hq tra đường đặc tính loại quạt để chọn loại quạt thích hợp cho điểm làm việc gần sát với đường ηmax tốt  Đối với loại quạt chọn, tra đặc tính, định điểm làm việc để chọn số vịng quay n thích hợp, đồng thời xác định hiệu suất quạt ηq  Công suất động quạt (Nđ, kW) Vq H q K dt Nđ  q tđ  Nếu quạt hút bụi tải liệu Vq H q K dt N đ  1,2 q tđ Tính chọn quạt ly tâm 80 Trong đó:  ηtđ : hiệu suất truyền động • ηtđ = : truyền động trực tiếp • ηtđ = 0,98 : truyền động khớp nối mềm • ηtđ = 0,95 : truyền động đai thang  Kdt : hệ số dự trữ Nq, kW Quạt ly tâm Quạt trục ≤ 0,5 1,50 1,20 0,51 ÷ 1,0 1,30 1,15 1,1 ÷ 2,0 1,20 1,10 ÷ 5,0 1,15 1,05 >5 1,10 1,05 Bài tập 81  Cho hệ thống hình vẽ, tính chọn đường kính trở lực toàn hệ thống  Tổn thất qua sấy 200 mmAq, tính chọn cơng suất quạt