HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Bởi: Võ Chí Chính Xác định tổn thất áp suất đường ống gió Có dạng tổn thất áp lực: - Tổn thất ma sát dọc theo đường ống Δpms - Tổn thất cục chi tiết đặc biệt: Côn, cút, tê, chạc, van Tổn thất ma sát Tổn thất ma sát xác định theo công thức: (9-17) λ - Hệ số trở lực ma sát l - chiều dài ống, m; d - đường kính đường kính tương đương ống, m; ρ - Khối lượng riêng khơng khí, kg/m3; ω - Tốc độ khơng khí chuyển động ống , m/s; * Đối với ống tơn mỏng nhơm có bề mặt bên láng tiết diện tròn hệ số trở lực ma sát tính sau: 1/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II (9-18) λ = 0,0032 + 0,221.Re-0,237, Re > 105 (9-19) đó: Re tiêu chuẩn Reynolds : (9-20) ν - Độ nhớt động học khơng khí , m2/s ω - Tốc độ chuyển động trung bình khơng khí đường ống, m/s d - Đường kính ống, m Đối với ống chữ nhật tính theo cơng thức quy đổi đường kính tương đương * Đối ống gió có bề mặt bên nhám (9-21) k1 hệ số mức độ gồ ghề trung bình, m Bảng 9.6 Loại ống k1.103, mm Kéo liềnMới sạchKhông bị rỉTráng kẽm, ? 0,23 ? 106 ? 2010 ? 30 * Đối với ống nhựa tổng hợp - Đối với polyetylen: 2/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ PHẦN II (9-22) - Đối với vinylplast : (9-23) Việc tính tốn theo cơng thức tương đối phức tạp, nên người ta xây dựng đồ thị để xác tổn thất ma sát, cụ thể sau: Từ cơng thức (9-18) ta viết lại sau: Δpms = l Δp1 (9-24) l - Chiều dài đường ống, m Δp1 - Tổn thất áp lực 1m chiều dài đường ống, Pa/m 3/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Hình 9.9 Đồ thị xác định tổn thất ma sát Người ta xây dựng đồ thị nhằm xác định Δp1 hình 9.9 Theo đồ thị biết thông số sau: lưu lượng gió V (lít/s), tốc độ khơng khí ω (m/s) đường ống, đường kính tương đương dtđ (mm) xác định tổn thất 1m chiều dài đường ống Phương pháp xác định theo đồ thị thuận lợi nhanh chóng 4/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Tổn thất cục Tổn thất áp lực cục xác định theo công thức: (9-25) Trị số ? trở lực cục phụ thuộc hình dạng, kích thước tốc độ gió qua chi tiết Nếu tốc độ toàn ống xác đinh Có cách xác định tổn thất cục bộ: a) Xác định tổn thất cục theo cơng thức (9-25), hệ số ? xác định cho kiểu chi tiết riêng biệt: Cút, côn, Tê, Chạc vv cho phụ lục , N/m2 (9-26) b) Qui đổi độ dài ống thẳng tương đương xác định theo công thức tổn thất ma sát: chiều dài tương đương, m Δpc = ltđ Δp1 (9-27) Dưới chúng tơi giới thiệu cách tính tổn thất cục theo cách nói Xác định hệ số tổn thất cục bô ? Tổn thất cục xác định theo hệ số ? tính tốn theo công thức: Δpcb = ?.ρω2/2 , N/m2 5/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Δpcb - Tổn thất trở lực cục , N/m2 ? - Hệ số trở lực cục ρ - Khối lượng riêng khơng khí Đối với khơng khí pham vi điều hồ khơng khí ρ ≈ 1,2 kg/m3 ω - Tốc độ gió qua chi tiết tính tốn, m/s Đối với chi tiết mà tốc độ đầu vào đầu khác nhau, thường xác định theo tốc độ đầu vào, trường hợp đặc biệt dẫn cụ thể Dưới giá trị hệ số tổn thất cục cho trường hợp thường gặp Cút tiết diện tròn Cút tiết diện tròn có dạng chủ yếu sau (hình 9-9a,b,c): - Cút 90o tiết diện tròn, cong đều; - Cút 90o tiết diện tròn, ghép từ 3?5 đoạn; - Cút 90o ghép từ 02 đoạn thẳng tạo thành góc θo; Hình 9.10 Cút tiết diện tròn - Cút 90 o , tiết diện tròn, cong Hệ số trở lực cục ? tra theo tỷ số R/d bảng 9.6 đây: R - Bán kính cong tâm cút ống, m; d - Đường kính ống, m; 6/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Bảng 9.7 Hệ số ? cút tiết diện tròn, cong 90 o R/d 0,5 ? 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5 0,71 0,33 0,22 0,15 0,13 0,12 Đối với cút khác 90o cần nhân hệ số hiệu chỉnh K cho bảng 9.7 đây: Bảng 9.8 Hệ số xét tới ảnh hưởng góc cút θ 0o 20o 30o 45o 60o 75o 90o 110o 130o 150o 180o K 0,31 0,45 0,60 0,78 0,90 1,00 1,13 1,2 1,28 1,4 Cút 90 o , tiết diện tròn, ghép từ 3-5 đoạn Bảng 9.9 Hệ số ? cút tròn ghép từ 3-5 đoạn Số đoạn Tỷ số R/d 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 - 0,46 0,33 0,24 0,19 - 0,50 0,37 0,27 0,24 0,98 0,54 0,42 0,34 0,33 R - Bán kính cong tâm cút ống, m; d - Đường kính ống, m Cút tiết diện tròn, ghép từ đoạn tạo thành góc θ Bảng 9.10 Hệ số ? cút tiết diện tròn ghép từ đoạn Góc θ 20o 30o 45o 60o 75o 90o ? 0,08 0,16 0,34 0,55 0,81 1,2 θ - Góc đoạn ghép cút 7/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Cút tiết diện chữ nhật Cút tiết diện chữ nhật thường chế tạo theo cách sau đây: Trên hình 9-10 dạng cút tiết diện chữ nhật có - Trường hợp 1: Cút 90o, tiết diện chữ nhật, cong Yêu cầu kỹ thuật bán kính R1 tuỳ chọn, khơng nên q bé Tối ưu R1= 0,75W , R2=1,75W R = 1,25W - Trường hợp 2: Cút 90o, thẳng góc khơng có cánh hướng Loại dùng thực tế trở lực cục lớn - Trường hợp 3: Cút 90o, thẳng góc có hướng dòngcánh đơn với bước cánh S, đoạn thẳng cánh L - Trường hợp : Cút 90 o , thẳng góc có cánh hướng dạng khí động, bước cánh S, bán kính cong cánh R Hình 9.11 Cút tiết diện chữ nhật Cút 90 o , tiết diện hình chữ nhật , cong Các thông số kỹ thuật cút bao gồm: R - Bán kính cong tâm cút ống, mm; H - Chiều cao cút (khi đặt nằm), mm; 8/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II W - Chiều rộng cút : W = R2 - R1 ; R1, R2 - Bán kính ngồi cút, mm Bảng 9.11 Hệ số ? R/W H/W 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 0,50,751,01,52,0 1,50,570,270,220,20 1,40,520,250,200,18 1,30,480,230,190,16 1,20,440,210,17 Tỷ số tối ưu trường hợp R/W = 1,25 Cút 90 o , tiết diện chữ nhật, thẳng góc, khơng có cánh hướng Bảng 9.12 Hệ số ? θ H/W 0,25 0,5 0,75 1,00 20o30o45o60o75o90o 0,080,180,380,600,891,3 0,080,170,370,590,871,3 0,080,170,360,570,841,2 Cút 90 o , tiết diện chữ nhật , thẳng góc, có cánh hướng đơn Bảng 9.13 Hệ số ? No Kích thước, mm R S L Hệ số ? 1*23 50115115 385783 19041 0,120,150,18 đó: R - Bán kính cong cánh hướng, mm; 9/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II S- Bước cánh hướng, mm; L- Độ dài phần thẳng cánh hướng, mm; * Số liệu để tham khảo Cút 90 o , tiết diện chữ nhật, thẳng góc, có cánh hướng đơi (dạng khí động) Bảng 8.14 Hệ số ? TT Kích thước, mm Tốc độ khơng khí, m/s R S 10 15 20 50 38 0,27 0,22 0,19 0,17 50 38 0,33 0,29 0,26 0,23 50 54 0,38 0,31 0,27 0,24 115 83 0,26 0,21 0,18 0,16 đó: R- Bán kính cong cánh hướng, mm; S - Bước cánh, mm Côn mở đột mở Côn mở hay đột mở chi tiết nơi tiết diện tăng dần từ từ hay đột ngột Trong trường hợp tốc độ tính theo tiết diện đầu vào A1- Diện tích tiết diện đầu vào, m2; A2- Diện tích tiết diện đầu ra, m2; Đối với mở đột mở ta có trường hợp phổ biến sau: - Côn đột mở tiết diện tròn; - Cơn đột mở tiết diện chữ nhật 10/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Cần lưu ý đột mở trường hợp đặc biệt góc mở góc thu 180o Hình 9.12 Cơn mở đột thu Cơn đột mở (khi θ =180 o ) tiết diện tròn Bảng 9.15 Hệ số ? Re A2/A1 θ 16o 20o 30o 45o 60o 90o 0,5.105 24610>16 0,140,230,270,290,31 0,190,300,330,380,38 0,320,460,480,590,60 0,330,610 2.105 24610>16 0,070,150,190,200,21 0,120,180,280,240,28 0,230,360,440,430,52 0,280,550 6.105 24610>16 0,050,170,160,210,21 0,070,240,290,330,34 0,120,380,460,520,56 0,270,510 đó: A1 - Tiết diện đầu vào cơn, mm2; A2- Tiết diện đầu ra, mm2; Re = 66,34.D.ω (9-28) D - Đường kính ống nhỏ (đầu vào), mm; ω- Tốc độ khơng khí ống nhỏ (đầu vào), m/s; 11/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II θ - Góc cơn, đột mở θ = 180o Côn đột mở (khi θ =180 o ) tiết diện chữ nhật Bảng 9.16 Hệ số ? A2/A1 Góc θo 16o 20o 30o 45o 60o 90o 246>10 0,180,360,420,42 0,220,430,470,49 0,250,500,580,59 0,290,560,680,70 0,310,610,720, Trong đó: A1 - Tiết diện đầu vào côn, mm2; A2- Tiết diện đầu ra, mm2; θ - Góc cơn, đột mở θ = 180o Côn thu đột thu - Côn thu nơi tiết diện giảm theo chiều chuyển động không khí Cơn thu có loại: loại tiết diện thay đổi từ từ loại tiết diện thay đổi đột ngột (đột thu) Tiết diện loại tròn hay chữ nhật - Khi tính tốn trở lực tính theo tiết diện tốc độ đầu vào Hình 9.13 Côn thu đột thu 12/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II A1 - Tiết diện đầu vào côn, mm2; A2- Tiết diện đầu (A2 > A1) , mm2; θ - Góc cơn, o Bảng 9.17 Hệ số ? A2/A1 θ 10o 15o-40o 50o-60o 90o 120o 150o 24610 0,050,050,050,05 0,050,040,040,05 0,060,070,070,08 0,120,170,180,19 0,180,270,280,2 Đoạn ống hội tụ Đoạn ống hội tụ đoạn ống góp từ dòng khơng khí trở lên Thơng thường ta gặp đoạn ống hội tụ ống hút về, ống thải Trên hình 9-9 trường hợp thường gặp Để tính tốn trường hợp , tốc độ chọn tốc độ đoạn ống Hình 9.14 Đoạn ống hội tụ tiết diện chữ nhật Tê hội tụ: Ống nhánh tròn nối với ống chữ nhật 13/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Bảng 9.18 Hệ số ? , tính cho ống nhánh ωm/s Lb/Lc 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 6 -0,49 -0,21 0,23 0,60 1,27 2,06 2,75 3,70 4,93 5,95 Lb - Lưu lượng gió nhánh, m3/s ; Lc- Lưu lượng gió tổng (sau hội tụ), m3/s ; ω - Tốc độ khơng khí đầu (sau hội tụ), m/s ; * Các giá trị âm chứng tỏ phần áp suất động biến thành áp suất tĩnh vượt tổn thất Bảng tính cho trường hợp: AS = AC = 2.Ab Ống nhánh chữ nhật nối với ống chữ nhật Bảng 9.19 Hệ số ? , tính cho ống nhánh ωm/s Lb/LC 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 6 -0,69 -0,21 0,23 0,67 1,17 1,66 2,67 3,36 3,93 5,13 Tê hội tụ: Ống nhánh hướng góc 45 o với ống chữ nhật Bảng 9.20 Hệ số ? , tính cho ống nhánh ωm/s Lb/LC 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 6 -0,72 -0,52 -0,23 0,34 0,76 1,14 1,83 2,01 2,90 3,63 Tê hội tụ: Dạng chữ Y , tiết diện chữ nhật Bảng 8.21.a: Hệ số ? bc , tính cho ống nhánh Ab/AS Ab/AC Lb/Lc 0,1 0,2 0,3 0,4 0.250,330,50,671,01,01,332,0 0,250,250,50,50,51,01,01,0 -0,50-1,2-0,50-1,0-2,2-0,60-1,2-2,1 0-0 Ab - Tiết diện nhánh ống, mm2 ; As - Tiết diện vào ơng chính, mm2 ; Ac- Tiết diện ống chính, mm2 ; Lb - Lưu lượng gió ống nhánh, m3/s ; Lc - Lưu lượng tổng đầu ra, m3/s ; ?bc - Hệ số tổn thất cục tính theo đường nhánh từ b đến c ?sc - Hệ số tổn thất cục tính theo đường nhánh từ s đến c Bảng 9.21.b: Hệ số ? sc , tính cho ống AS/AC Ab/AC Lb/Lc 0,1 0,2 0,3 0,4 0,751,00,750,51,00,750,5 0,250,50,50,51,01,01,0 0,300,170,271,200,180,750,80 0,300,160,351,1 Tê hội tụ chữ Y ống nhánh nghiêng góc θ với ống Bảng 9.22 Hệ số ? θ 15/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II L1b/Lc L2b/Lc 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 153045 -2,6-2,1-1,3 -1,9-1,5-0,93 -1,3-1,0-0,55 -0,77-0,53-0,16 -0,30-0,100,20 0,100,280,56 Tê hội tụ chữ Y đối xứng tiết diện chữ nhật Trong trường hợp đối xứng: R/Wc = 1,5 L1b/Lc = L2b/Lc = 0,5 Bảng 9.23 Hệ số ? A1b/Ac 0,5 ? 1,0 0,23 0,07 Đoạn rẽ nhánh - Đoạn ống rẽ nhánh đoạn ống mà dòng phân thành dòng nhỏ trở lên Trong trường hợp tính tổn thất theo tốc độ đầu vào đoạn ống Trên hình 9-10 trình bày trường hợp thường gặp đoạn ống rẽ nhánh, hệ số trở lực cục cho trường hợp cụ thể: 16/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ PHẦN II Hình 9.15 Đoạn ống rẽ nhánh Tê rẻ nhánh 45o, ống ống nhánh chữ nhật Tê rẽ nhánh 45o, ống ống nhánh chữ nhật có cánh hướng Tê rẽ nhánh 90o, ống ống nhánh chữ nhật, khơng có cánh hướng Tê rẻ nhánh 90o, ống ống nhánh chữ nhật có cánh hướng Tê rẻ nhánh 90o, ống ống nhánh chữ nhật có nhiều cánh hướng Tê rẻ nhánh 90o, ống chữ nhật, ống nhánh tròn Tê rẻ nhánh 90o, ống chữ nhật, ống nhánh tròn có đoạn tròn Tê chữ Y rẻ nhánh , tiết diện chữ nhật 17/17 ... định hệ số tổn thất cục bô ? Tổn thất cục xác định theo hệ số ? tính tốn theo cơng thức: Δpcb = ?.ρω2/2 , N/m2 5/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ PHẦN II Δpcb - Tổn thất trở lực cục , N/m2 ? - Hệ. .. diện tròn, cong Hệ số trở lực cục ? tra theo tỷ số R/d bảng 9.6 đây: R - Bán kính cong tâm cút ống, m; d - Đường kính ống, m; 6/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ PHẦN II Bảng 9.7 Hệ số ? cút tiết... mm; ω- Tốc độ khơng khí ống nhỏ (đầu vào), m/s; 11/17 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ PHẦN II θ - Góc cơn, đột mở θ = 180o Côn đột mở (khi θ =180 o ) tiết diện chữ nhật Bảng 9.16 Hệ số ? A2/A1 Góc