2) Quan hệ giữa cột áp tĩnh trên đường và vận tốc không khí ra các miệng thổi .
Tốc độ trung bình vx ở đầu ra miệng thổi được tính theo công thức :
vx = gx/fx , m/s(6-2)
Thực ra do bị nén ép khi ra khỏi miệng thổi nên tiết diện bị giảm và nhỏ hơn tiết diện thoát gió thực.
Theo định luật Becnuli áp suất thừa của dòng không khí (còn gọi là áp suất tĩnh Ht) đã chuyển thành cột áp động của dòng không khí chuyển động ra miệng thổi :
px - po = .(’.vx)2 /2 = Ht , Pa
px, là áp suất tuyệt đối của dòng không khí trong ống dẫn trước miệng thổi, N/m2
po là áp suất không khí môi trường nơi gió thổi vào, N/m2
’ Hệ số thu hẹp dòng phụ thuộc điều kiện thổi ra của dòng không khí
Ht - Cột áp tĩnh tại tiết diện nơi đặt miệng thổi , N/m2
(6-3)
vx=β'.2.Htρ,m/svx=β'.2.Htρ,m/s size 12{v rSub { size 8{x} } =β' "." sqrt { { {2 "." H rSub { size 8{t} } } over {ρ} } } ,m/s} {}Từ đó rút ra :
Theo (6-1) và (6-3) có thể nhận thấy để đảm bảo phân bố gió cho các miệng thổi đều nhau người thiết kế phải đảm bảo áp suất tĩnh dọc theo đường ống không đổi là được.
Vì vậy thay vì khảo sát tốc độ ra miệng thổi vx (hay gx vì tiết diện của các miệng thổi đều nhau) ta khảo sát phân bố cột áp tĩnh Ht dọc theo đường ống để xem xét với điều kiện nào phân bố cột áp tĩnh sẽ đồng đều trên toàn tuyến ống.
3) Sự phân bố cột áp tĩnh dọc đường ống dẫn gió.
Xét một đường ống gió, tốc độ gió trung bình và cột áp tĩnh của dòng không khí tại tiết diện có miệng thổi đầu tiên là 1 và H1 , của miệng thổi thứ 2 là 2 và H2 ... và của miệng thổi thứ n là n và Hn (hình 6-2).
Trở kháng thủy lực tổng của đường ống là p
Theo định luật Becnuli ta có :
H1 + 21 /2 = Hn + 2n /2 + p(6-4)
Hay:
Hn = H1 + (21 - 2n)/2 - p
Từ đó suy ra :
H = Hn - H1 = (21 - 2n)/2 - p (6-5)
Thành phần (21 - 2n)/2 gọi là độ giảm cột áp động.
Như vậy để duy trì cột áp tĩnh trên tuyến ống không đổi H =0 ta phải thiết kế hệ thống kênh gió sao cho (21 - 2n)/2 - p = 0
Ta có các trường hợp có thể xãy ra như sau:
a) Trường hợp (21 - 2n)/2 = p : Giảm cột áp động bằng tổng tổn thất trên tuyến ống.
Như vậy cột áp động đã biến một phần để bù vào tổn thất trên tuyến ống.
Khi đó : H1 = Hn nghĩa là cột áp tĩnh không thay đổi dọc theo đường ống. Đây là trường hợp lý tưởng, tốc độ và lưu lượng ở các miệng thổi sẽ đều nhau.
b) Trường hợp (21 - 2n)/2 > p hay H1 < Hn
Giảm cột áp động lớn hơn tổng tổn thất áp lực trên tuyến ống.
Trong trường hợp này ta có Hn > H1 , phần cột áp động dư thừa góp phần làm tăng cột áp tĩnh cuối đường ống, lượng lượng gió các miệng thổi cuối lớn hơn, hay gió dồn vào cuối tuyến ống.
Trường hợp này có thể xãy ra khi :
- Tốc độ đoạn đầu quá lớn, nên áp suất tĩnh trên trong ống rất nhỏ trong khi tốc độ đoạn cuối nhỏ. Trong một số trường hợp nếu tốc độ đi ngang qua tiết diện nơi lắp các miệng thổi ở đoạn đầu quá lớn thì các miệng thổi đầu có thể trở thành miệng hút lúc đó tạo nên hiện tượng hút kiểu EJectơ. Để khắc phục, cần giảm tốc độ đoạn đầu, tăng tốc độ đoạn cuối. Vì thế khi lưu lượng dọc theo kênh gió giảm thì phải giảm tiết diện tương ứng để duy trì tốc độ gió, tránh không nên để tốc độ giảm đột ngột .
- Đường ống ngắn, ít trở lực cục bộ nhưng có nhiều miệng thổi hoặc đoạn rẻ nhánh. Trường hợp này trở lực p rất nhỏ, nhưng tốc độ giảm nhanh theo lưu lượng. Để khắc phục cần giảm nhanh tiết diện đoạn cuối nhằm khống chế tốc độ phù hợp.
c) Trường hợp (21 - 2n)/2 < p hay H1 > Hn
Giảm cột áp động nhỏ hơn tổng tổn thất áp lực trên tuyến ống.
Trong trường hợp này gió tập trung vào đầu tuyến ống.
Nguyên nhân gây ra có thể là:
- Tốc độ đoạn đầu nhỏ, áp suất tĩnh lớn nên lưu lượng gió của các miệng thổi đầu lớn và cuối tuyến ống lưu lượng không đáng kể.
- Tổn thất đường ống quá lớn : Đường ống quá dài, có nhiều chổ khúc khuỷu.
- Tiết diện đường ống được giảm quá nhanh không tương ứng với mức độ giảm lưu lượng nên tốc độ dọc theo tuyến ống giảm ít, không giảm thậm chí còn tăng. Vì thế cột áp tĩnh đầu tuyến ống lớn hơn cuối tuyến ống.
Vì vậy khi thiết kế đường ống cần phải chú ý :
- Thiết kế giảm dần tiết diện đường ống dọc theo chiều thổi một cách hợp lý , tuỳ thuộc vào trở lực của đường ống.
4) Sự phân bố cột áp tĩnh trên đường ống hút.
Xét một kênh hút, tốc độ trung bình và cột áp tĩnh của dòng không khí tại tiết diện có miệng hút đầu là 1 và H1 , của miệng hút thứ 2 là 2 và H2 ... và của miệng hút thứ n là n và Hn .
Trở kháng thủy lực tổng của đường ống là p
Hình 6.3 : Phân bố cột áp tĩnh dọc theo kênh hút
Theo định luật Becnuli ta có :
H1 + 21 /2 = Hn + 2n /2 + p
Hay:
Hn = H1 + (21 - 2n)/2 - p
Hay :
H = Hn - H1 = (21 - 2n)/2 - p(6-6)
Để H = 0 ta phải đảm bảo : (21 - 2n)/2 - p = 0
Hay nói cách khác tốc độ gió dọc theo chiều chuyển động của dòng không khí phải giảm dần và mức độ giảm phải tương ứng với mức tăng tổn thất p.
Do lưu lượng dọc theo chiều chuyển động của gió trong kênh hút tăng dần và tốc độ gió cũng phải giảm dần , vì thế tiết diện kênh hút phải lớn dần.
Một số vấn đề liên quan tới thiết kế đường ống gió
1) Lựa chọn tốc độ không khí trên đường ống
Lựa chọn tốc độ gió có liên quan tới nhiều yếu tố.
- Khi chọn tốc độ cao đường ống nhỏ, chi phí đầu tư và vận hành thấp, nhưng trở lực hệ thống lớn và độ ồn do khí động của dòng không khí chuyển động cao.
- Ngược lại khi tốc độ bé, đường ống lớn chi phí đầu tư và vận hành lớn, khó khăn lắp đặt, nhưng trở lực bé.
Tốc độ hợp lý là một bài toán kinh tế, kỹ thuật phức tạp. Bảng 6.3 dưới đây trình bày tốc độ gió thích hợp dùng để tham khảo lựa chọn khi thiết kế.
Bảng 6.3 : Tốc độ gió trên kênh gió, m/s
| Khu vực |
Độ ồn nhỏ |
| Bình thường |
| Ống cấp |
Ống nhánh |
| Ống đi |
Ống về |
Ống đi |
Ống về |
|
| - Nhà ở |
3 |
5 |
4 |
3 |
3 |
| - Phòng ngủ- Phòng ngủ k.s và bệnh viện |
5 |
7,6 |
6,6 |
6 |
5 |
| - Phòng làm việc- Phòng giám đốc- Thư viện |
6 |
10,2 |
7,6 |
8,1 |
6 |
| - Nhà hát- Giảng đường |
4 |
6,6 |
5,6 |
5 |
4 |
| - Văn phòng chung- Nhà hàng, cửa hàng cao cấp- Ngân hàng |
7,6 |
10,2 |
7,6 |
8,1 |
6 |
| - Cửa hàng bình thường- Cafeteria |
9,1 |
10,2 |
7,6 |
8,1 |
6 |
| - Nhà máy, xí nghiệp, phân x |
12,7 |
15,2 |
9,1 |
11,2 |
7,6 |
2) Xác định đường kính tương đương của đường ống
Để vận chuyển không khí người ta sử dụng nhiều loại ống gió: Chữ nhật, vuông, ô van, tròn. Tuy nhiên để tính toán thiết kế đường ống gió thông thường người ta xây dựng các giãn đồ cho các ống dẫn tròn. Vì vậy cần qui đổi tiết diện các loại ra tiết diện tròn tương đương, sao cho tổn thất áp suất cho một đơn vị chiều dài đường ống là tương đương nhau, trong điều kiện lưu lượng gió không thay đổi.
Đường kính tương đương có thể xác định theo công thức hoặc tra bảng. Để thuận lợi cho việc tra cứu và lựa chọn , người ta đã lập bảng xác định đường kính tương đương của các đường ống dạng chữ nhật nêu ở bảng 6-4.
- Đường kính tương đương của tiết diện chữ nhật được xác định theo công thức sau :
(6-7)
dtd=1,3.(a.b)0,625(a+b)0,25,mmdtd=1,3.(a.b)0,625(a+b)0,25,mm size 12{d rSub { size 8{ ital "td"} } =1,3 "." { { \( a "." b \) rSup { size 8{0,"625"} } } over { \( a+b \) rSup { size 8{0,"25"} } } } , ital "mm"} {}
a, b là cạnh chữ nhật, mm
Tuy tổn thất giống nhau nhưng tiết diện trên 2 ống không giống nhau
S' = a x b > S = x dtđ2 / 4
(6-8)- Đường kính tương đương của ống ô van:
dtd=1,55.A0,625p0,25dtd=1,55.A0,625p0,25 size 12{d rSub { size 8{ ital "td"} } =1,"55" "." { {A rSup { size 8{0,"625"} } } over {p rSub { size 8{0,"25"} } } } } {}A - Tiết diện ống ô van :
A = x b2 / 4 + b(a-b)
a, b là cạnh dài và cạnh ngắn của ô van, mm
p Là chu vi mặt cắt : p = .b + 2(a-b), mm
Bảng 6-4 : Đường kính tương đương của ống chữ nhật
| a |
b, mm |
| mm |
100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
225 |
250 |
275 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
900 |
| 10012515017520022525027530035040045050055060065070075080090010001100120013001400150016001700180019002000210022002300240025002600270028002900 |
100122133143152151169176183195207217227236245253261268275289301313324334344353362371379387395402410417424430437443450456 |
137150161172181190199207222235247258269279289298306314330344358370382394404415425434444453461470478486494501509516523 |
164177189200210220229245260274287299310321331341350367384399413426439452463475485496506516525534543552560569577585 |
191204216228238248267283299313326339351362373383402420437453468482495508521533544555566577587597606616625634643 |
219232244256266286305321337352365378391402414435454473490506522536551564577590602614625636647658668678688697 |
246259272283305325343360375390404418430442465486506525543559575591605619633646659671683695706717728738749 |
273287299322343363381398414429443457470494517538558577595612629644660674688702715728740753764776787798 |
301314339361382401419436452467482496522546569590610629648665682698713728743757771784797810822834845 |
328354378400420439457474490506520548574598620642662681700718735751767782797812826840853866879891 |
383409433455477496515533550567597626652677701724745766785804823840857874890905920935950964977 |
4374644885115335535735926096436747037317577818058278498698899089279459639809961012102810431058 |
49251854356758961063064968671975178080883886088590893095297399310131031105010681085110211191135 |
54757359862264466668772676279582785788691393996498810121034105510761097111611361154117311901208 |
6016286536777007227638028388729049349639911018104310681092111511371159118012001220124012591277 |
656683708732755799840878914948980101110411069109611221147117211951218124112621283130413241344 |
7117377637878338769169549901024105710881118114611741200122612511275129913221344136613871408 |
76579281886691195399310311066110011331164119512241252127913051330135513791402142514471469 |
820847897944988103010691107114311771209124112711301132913561383140914341459148315061529 |
8759279761022106611071146118312191253128613181348137814061434146114881513153815621586 |
98410371086113311771220126012981335137114051438147015011532156115891617164416701696 |
| |
100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
225 |
250 |
275 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
900 |
Tiếp bảng (6-4)
| amm |
| b, mm |
| 1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2500 |
2600 |
2700 |
2800 |
2900 |
|
| 10001100120013001400150016001700180019002000210022002300240025002600270028002900 |
10931146119612441289133213731413145114881523155815911623165516851715174417721800 |
12021`25613061354140014441486152715661604164016761710174417761808183918691898 |
131213651416146415111555159816401680171917561793182818621896192919611992 |
14211475152615741621166717101753197318331871190919451980201520482081 |
1530158416351684173217781822186519061947198620242061209721332167 |
164016931745179418421889193319772019206021002139217722142250 |
17491803185419041952199920442088213121732213225322922329 |
1858191219642014206321102155220022432285232723672406 |
196820212073212421732220226623112355239824392480 |
20772131218322332283233023772422246625102552 |
2186224022922343239324412487253325782621 |
229623502402245325022551259826442689 |
24052459241125622612266127082755 |
2514256826212672272227712819 |
262426782730278228322881 |
27332787284028912941 |
2842289629493001 |
295230063058 |
30613115 |
3170 |
| a, mm |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2500 |
2600 |
2700 |
2800 |
2900 |
3) Tổn thất áp suất trên đường ống gió
Có 2 dạng tổn thất áp lực:
- Tổn thất ma sát dọc theo đường ống pms
- Tổn thất cục bộ ở các chi tiết đặc biệt : Côn, cút, tê, van ...
(6-9)a. Tổn thất ma sát
Tổn thất ma sát được xác định theo công thức :
Δpms=λ.ld.ρω22,mmH2OΔpms=λ.ld.ρω22,mmH2O size 12{Δp rSub { size 8{ ital "ms"} } =λ "." { {l} over {d} } "." { { ital "ρω" rSup { size 8{2} } } over {2} } , ital "mmH" rSub { size 8{2} } O} {} - Hệ số trở lực ma sát
l - chiều dài ống, m
d - đường kính hoặc đường kính tương đương của ống, m
- Khối lượng riêng của không khí, kg/m3
- Tốc độ không khí chuyển động trong ống , m/s
Hệ số trở lực ma sát có thể tính như sau :
(6-10)
λ=0,3164Re4,khiRe<105λ=0,3164Re4,khiRe<105 size 12{λ= { {0,"3164"} over { nroot { size 8{4} } {"Re"} } } , ital "khi""Re"<"10" rSup { size 8{5} } } {}* Đối với ống nhôm hoặc tôn mỏng bề mặt bên trong láng và tiết diện tròn
= 0,0032 + 0,221.Re-0,237, khi Re > 105 (6-11)
trong đó:
Re là tiêu chuẩn Reynolds : Re = d/
- Độ nhớt động học của không khí , m2/s
λ=1[1,81.logReRe.k1/d+7]2λ=1[1,81.logReRe.k1/d+7]2 size 12{λ= { {1} over { \[ 1,"81" "." "log" { {"Re"} over {"Re" "." k rSub { size 8{1} } /d+7} } \] rSup { size 8{2} } } } } {}(6-12)* Đối với bề mặt nhám
k1 là hệ số mức độ gồ ghề trung bình, m
Bảng 6-5
| Loại ống |
k1.103, mm |
| Kéo liềnMới sạchKhông bị rỉTráng kẽm, mới |
0 0,23 106 2010 30 |
λ=0,323d0,07.Re0,25λ=0,323d0,07.Re0,25 size 12{λ= { {0,"323"} over {d rSup { size 8{0,"07"} } "." "Re" rSup { size 8{0,"25"} } } } } {}* Đối với ống bằng nhựa tổng hợp
(6-13)- Đối với polyetylen
(6-14)- Đối với vinylpast
λ=d0,010,39.Re0,25λ=d0,010,39.Re0,25 size 12{λ=d rSup { size 8{0,"01"} } { {0,"39"} over { "." "Re" rSup { size 8{0,"25"} } } } } {}Việc tính toán theo các công thức tương đối phức tạp, nên người ta đã xây dựng đồ thị để xác tổn thất ma sát, cụ thể như sau:
Từ công thức (6-9) ta có thể viết lại như sau :
pms = l . p1 (6-15)
l - Chiều dài đường ống, m
p1 - Tổn thất áp lực trên 1m chiều dài đường ống, Pa/m
Người ta đã xây dựng đồ thị nhằm xác định p1 trên hình 6.4. Theo đồ thị này khi biết 2 trong các thông số sau : lưu lượng gió V (lít/s), tốc độ không khí (m/s) trong đường ống, đường kính tương đương dtđ (mm) là xác định được tổn thất trên 1m chiều dài đường ống. Phương pháp xác định theo đồ thị rất thuận lợi và nhanh chóng.
Hình 6-4 : Đồ thị xác định tổn thất ma sát
b. Tổn thất cục bộ
Tổn thất áp lực cục bộ được xác định theo công thức:
pcb = .2/2(6-16)
Trị số trở lực cục bộ phụ thuộc hình dạng, kích thước và tốc độ gió qua chi tiết.
Nếu tốc độ trên toàn bộ ống đều thì có thể xác đinh
pcb = 2/2 x .(6-17)
Có 2 cách xác định tổn thất cục bộ :
- Xác định tổn thất cục bộ theo công thức (6-16), trong đó hệ số được xác định cho từng kiểu chi tiết riêng biệt: Cút, côn, Tê, Chạc ...vv
pcb = .2/2 , N/m2
- Qui đổi ra độ dài ống thẳng tương đương và xác định theo công thức tổn thất ma sát:
ltđ = .dtđ /
pc = ltđ . p1(6-18)
Dưới đây chúng tôi lần lượt giới thiệu cách tính tổn thất cục bộ theo 2 cách nói trên.
c. Xác định hệ tổn thất cục bộ theo hệ số
pcb = .2/2 , N/m2
pcb - Tổn thất trở lực cục bộ , N/m2
- Hệ số trở lực cục bộ.
- Khối lượng riêng của không khí. Lấy = 1,2 kg/m3
- Tốc độ gió đi qua chi tiết nghiên cứu , m/s
c.1 Cút tiết diện tròn
Cút tiết diện tròn có các dạng chủ yếu sau:
- Cút 90o tiết diện tròn, cong đều
- Cút 90o tiết diện tròn, ghép từ 35 đoạn
- Cút 90o nối thẳng góc
- Cút tiết diện tròn o cong đều hoặc ghép.
c.1.1- Cút 90o, tiết diện tròn, cong đều .
Hệ số trở lực cục bộ được tra theo tỷ số R/d ở bảng 6.6 dưới đây:
R - Bán kính cong tâm cút ống, m
d - Đường kính trong của ống, m
Bảng 6.6 : Hệ số
| 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 ở bảng 6.7 dưới đây:
Bảng 6.7 : Hệ số xét tới ảnh hưởng của góc cút
| |
0o |
20o |
30o |
45o |
60o |
75o |
90o |
110o |
130o |
150o |
180o |
| K |
0 |
0,31 |
0,45 |
0,60 |
0,78 |
0,90 |
1,00 |
1,13 |
1,2 |
1,28 |
1,4 |
c.1.2. Cút 90o, tiết diện tròn, ghép từ 3-5 đoạn
Bảng 6.8 : Hệ số
| Số đoạn |
| Tỷ số R/d |
| 0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
| 5 |
- |
0,46 |
0,33 |
0,24 |
0,19 |
| 4 |
- |
0,50 |
0,37 |
0,27 |
0,24 |
| 3 |
0,98 |
0,54 |
0,42 |
0,34 |
0,33 |
R - Bán kính cong tâm cút ống, m
d - Đường kính trong của ống, m
c.1.3 Cút tiết diện tròn, ghép thẳng góc
Bảng 6.9 : Hệ số
| Góc |
20o |
30o |
45o |
60o |
75o |
90o |
| |
0,08 |
0,16 |
0,34 |
0,55 |
0,81 |
1,2 |
- Góc của cút
c.2 Cút tiết diện chữ nhật
Trên hình 6-6 là các dạng cút tiết diện chữ nhật có thể có.
- Trường hợp 1 : Cút 90o, tiết diện chữ nhật, cong đều. Yêu cầu kỹ thuật là bán kính trong R1 tuỳ chọn, nhưng không nên quá bé. Tối ưu là R1= 0,75W , R2=1,75W và R = 1,25W
- Trường hợp 2 : Cút 90o, thẳng góc và không có cánh hướng. Loại này ít dùng trên thực tế.
- Trường hợp 3 : Cút 90o, thẳng góc và có các tấm hướng dòng cánh đơn với bước cánh là S, đoạn thẳng của cánh là L
- Trường hợp 4 : Cút 90o, thẳng góc và có các cánh hướng dạng khí động, bước cánh S, bán kính cong của cánh là R.
c.2.1 Cút 90o, tiết diện hình chữ nhật , cong đều
R - Bán kính cong tâm cút ống, mm
H - Chiều cao của cút (khi đặt nằm), mm
W - Chiều rộng của cút : W = R2 - R1
R1, R2 - Bán kính trong và ngoài của cút, mm
Bảng 6.10 : Hệ số
| R/W |
| H/W |
| 0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
|
| 0,50,751,01,52,0 |
1,50,570,270,220,20 |
1,40,520,250,200,18 |
1,30,480,230,190,16 |
1,20,440,210,170,15 |
1,10,400,190,150,14 |
1,00,390,180,140,13 |
1,00,390,180,140,13 |
1,10,400,190,150,14 |
1,10,420,200,160,14 |
1,20,430,270,170,15 |
1,20,440,210,170,15 |
Tỷ số tối ưu trong trường hợp này là R/W = 1,25
c.2.2 Cút 90o, tiết diện chữ nhật, thẳng góc, không có cánh hướng
Bảng 6.11 : Hệ số
| |
| H/W |
| 0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,00 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
|
| 20o30o45o60o75o90o |
0,080,180,380,600,891,3 |
0,080,170,370,590,871,3 |
0,080,170,360,570,841,2 |
0,070,160,340,550,811,2 |
0,070,150,330,520,771,1 |
0,070,150,310,490,731,1 |
0,060,130,280,460,670,98 |
0,060,130,270,430,630,92 |
0,050,120,260,410,610,89 |
0,050,120,250,390,580,85 |
0,050,110,240,380,570,83 |
c.2.3 Cút 90o, tiết diện chữ nhật , thẳng góc, có cánh hướng đơn
Bảng 6.12 : Hệ số
| No |
|
Hệ số |
| 1*23 |
50115115 |
385783 |
19041 |
0,120,150,18 |
trong đó :
R - Bán kính cong của cánh hướng, mm
S- Bước cánh hướng, mm
L- Độ dài phần thẳng của cánh hướng, mm
* Số liệu để tham khảo
c.2.4 Cút 90o, tiết diện chữ nhật, thẳng góc, có cánh hướng đôi (dạng khí động)
Bảng 6.13 : Hệ số
| TT |
| Kích thước, mm |
Tốc độ không khí, m/s |
| R |
S |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
| 1 |
50 |
38 |
0,27 |
0,22 |
0,19 |
0,17 |
| 2 |
50 |
38 |
0,33 |
0,29 |
0,26 |
0,23 |
| 3 |
50 |
54 |
0,38 |
0,31 |
0,27 |
0,24 |
| 4 |
115 |
83 |
0,26 |
0,21 |
0,18 |
0,16 |
trong đó:
R- Bán kính cong của cánh hướng, mm
S - Bước cánh, mm
c.3. Côn mở và đột mở
Côn mở hay đột mở là chi tiết nơi tiết diện tăng dần từ từ hay đột ngột
Trong trường hợp này 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 côn mở và đột mở ta có các trường hợp phổ biến sau :
- Côn hoặc đột mở tiết diện tròn
- Côn hoặc đột mở tiết diện chữ nhật
c.3.1 Côn tiết diện tròn hoặc đột mở tròn (khi =180o)
Bảng 6.14 : Hệ số
| Re |
A2/A1 |
| |
| 16o |
20o |
30o |
45o |
60o |
90o |
120o |
180o |
|
| 0,5.105 |
24610>16 |
0,140,230,270,290,31 |
0,190,300,330,380,38 |
0,320,460,480,590,60 |
0,330,610,660,760,84 |
0,330,680,770,800,88 |
0,320,640,740,830,88 |
0,310,630,730,840,88 |
0,300,620,720,830,88 |
| 2.105 |
24610>16 |
0,070,150,190,200,21 |
0,120,180,280,240,28 |
0,230,360,440,430,52 |
0,280,550,900,760,76 |
0,270,590,700,800,87 |
0,270,590,710,810,87 |
0,270,580,710,810,87 |
0,260,570,690,810,87 |
| 6.105 |
24610>16 |
0,050,170,160,210,21 |
0,070,240,290,330,34 |
0,120,380,460,520,56 |
0,270,510,600,600,72 |
0,270,560,690,760,79 |
0,270,580,710,830,85 |
0,270,580,700,840,87 |
0,270,570,700,830,89 |
trong đó:
A1 - Tiết diện đầu vào côn, mm2
A2- Tiết diện đầu ra, mm2
Re = 66,34.D.
D - Đường kính ống nhỏ (đầu vào), mm
- Tốc độ không khí trong ống nhỏ (đầu vào), m/s
- Góc côn, đối với đột mở = 180o
c.3.2 Côn tiết diện chữ nhật hoặc đột mở (khi =180o)
Bảng 6.15 : Hệ số
| A2/A1 |
| |
| 16o |
20o |
30o |
45o |
60o |
90o |
120o |
180o |
|
| 246>10 |
0,180,360,420,42 |
0,220,430,470,49 |
0,250,500,580,59 |
0,290,560,680,70 |
0,310,610,720,80 |
0,320,630,760,87 |
0,330,630,760,85 |
0,300,630,750,86 |
A1 - Tiết diện đầu vào côn, mm2
A2- Tiết diện đầu ra, mm2
- Góc côn, đối với đột mở = 180o
c.4. Côn thu và đột thu
- Côn thu là nơi tiết diện giảm theo chiều chuyển động của không khí. Côn thu có 2 loại : loại tiết diện thay đổi từ từ và loại tiết diện thay đổi đột ngột (đột thu). Tiết diện côn có thể là loại tròn hay chữ nhật.
- Khi tính toán trở lực tính theo tiết diện và tốc độ đầu vào
A1 - Tiết diện đầu vào của côn, mm2
A2- Tiết diện đầu ra của côn (A2 > A1) , mm2
- Góc côn, o
Bảng 6.16 : Hệ số
| A2/A1 |
| |
| 10o |
15o-40o |
50o-60o |
90o |
120o |
150o |
180o |
|
| 24610 |
0,050,050,050,05 |
0,050,040,040,05 |
0,060,070,070,08 |
0,120,170,180,19 |
0,180,270,280,29 |
0,240,350,360,37 |
0,260,410,420,43 |
c.5 Đoạn ống hội tụ
Đoạn ống hội tụ là đoạn ống góp từ 2 dòng không khí trở lên. Thông thường ta gặp các đoạn ống hội tụ trong các ống hút về, ống thải. Trên hình 6-9 là các trường hợp thường gặp.
Để tính toán trong trường hợp này , tốc độ được chọn là tốc độ đoạn ống ra
c.5.1 Tê hội tụ: Ống nhánh tròn nối với ống chính chữ nhật
Bảng 6.17 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| m/s |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
| < 6 |
-0,63 |
-0,55 |
0,13 |
9,23 |
0,78 |
1,30 |
1,93 |
3,10 |
4,88 |
5,60 |
| > 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 ở nhánh, m3/s
Lc- Lưu lượng gió tổng (sau khi hội tụ), m3/s
- Tốc độ không khí đầu ra (sau khi hội tụ), m/s
* Các giá trị âm chứng tỏ một phần áp suất động biến thành áp suất tĩnh và vượt quá tổn thất
c.5.2 Ống nhánh chữ nhật nối với ống chính chữ nhật
Bảng 6.18 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| m/s |
| Ln/L |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
| < 6 |
-0,75 |
-0,53 |
-0,03 |
0,33 |
1,03 |
1,10 |
2,15 |
2,93 |
4,18 |
4,78 |
| > 6 |
-0,69 |
-0,21 |
0,23 |
0,67 |
1,17 |
1,66 |
2,67 |
3,36 |
3,93 |
5,13 |
c.5.3 Tê hội tụ : Ống nhánh hướng góc 45o với ống chính chữ nhật
Bảng 6.19 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| m/s |
| Ln/L |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
| < 6 |
-0,83 |
-0,68 |
-0,30 |
0,28 |
0,55 |
1,03 |
1,50 |
1,93 |
2,50 |
3,03 |
| > 6 |
-0,72 |
-0,52 |
-0,23 |
0,34 |
0,76 |
1,14 |
1,83 |
2,01 |
2,90 |
3,63 |
c.5.4 Tê hội tụ : Dạng chữ Y , tiết diện chữ nhật.
Bảng 6.20.a : Hệ số bc , tính cho ống nhánh
| Ab/As |
Ab/Ac |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 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 |
0-0,40-0,20-0,60-1,50-0,30-0,80-1,4 |
0,50,40-0,2-0,95-0,1-0,4-0,9 |
1,21,60,250,1-0,5-0,04-0,2-0,5 |
2,23,00,450,3000,130-0,2 |
3,74,80,70,60,40,210,160 |
5,86,81,01,00,80,290,240,2 |
8,48,91,51,51,30,360,320,25 |
11112,02,01,90,420,380,30 |
Ab - Tiết diện nhánh ống, mm2
As - Tiết diện vào của ông chính, mm2
Ac- Tiết diện ra của 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 bộ khi tính theo đường nhánh từ b đến c
sc - Hệ số tổn thất cục bộ khi tính theo đường nhánh từ s đến c
Bảng 6.20.b : Hệ số sc , tính cho ống chính
| Ab/As |
Ab/Ac |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,751,00,750,51,00,750,5 |
0,250,50,50,51,01,01,0 |
0,300,170,271,200,180,750,80 |
0,300,160,351,100,240,360,87 |
0,200,100,320,900,270,380,80 |
-0,1000,250,650,260,350,68 |
-0,45-0,080,120,350,230,270,55 |
-0,92-0,18-0,0300,180,180,40 |
-1,5-0,27-0,23-0,400,100,050,25 |
-2,0-0,37-0,42-0,800-0,080,08 |
-2,6-0,46-0,58-1,3-0,12-0,22-0,10 |
c.5.5 Tê hội tụ chữ Y ống nhánh nghiêng góc với ống chính
Bảng 6.21 : Hệ số
| |
| L1b/Lc = L2b/Lc |
| 0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
| 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 |
0,410,690,92 |
0,670,911,3 |
0,851,11,6 |
0,971,42,0 |
1,01,62,3 |
c.5.6 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 6.22 : Hệ số
| A1b/Ac |
0,5 |
1,0 |
| |
0,23 |
0,07 |
c.6 Đoạn rẽ nhánh
- Đoạn ống rẽ nhánh là đoạn ống mà dòng phân thành 2 dòng nhỏ trở lên. Trong trường hợp này tính tổn thất theo tốc độ đầu vào của đoạn ống.
Trên hình 6-10 trình bày các trường hợp thường gặp của đoạn ống rẽ nhánh, dưới đây là hệ số trở lực cục bộ cho từng trường hợp cụ thể :
c.6.1 Tê rẽ nhánh 45o, ống chính và ống nhánh chữ nhật
Bảng 6.23 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
0,910,810,770,780,780,901,191,351,44 |
0,790,720,730,981,111,221,421,50 |
0,700,690,851,161,261,551,75 |
0,660,791,231,291,591,74 |
0,741,031,541,631,72 |
1,861,251,502,24 |
0,921,311,63 |
1,091,40 |
1,17 |
c.6.2 Tê rẽ nhánh 45o, ống chính và ống nhánh chữ nhật có cánh hướng
Bảng 6.24 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
0,610,460,430,390,340,370,570,891,33 |
0,610,500,430,570,640,711,081,34 |
0,540,620,770,851,041,282,04 |
0,530,730,981,161,301,78 |
0,681,071,54-1,691,90 |
0,831,362,092,40 |
1,181,812,77 |
1,472,23 |
1,92 |
c.6.3 Tê rẽ nhánh , ống chính và ống nhánh chữ nhật, không có cánh hướng
Bảng 6.25 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
1,031,041,111,161,381,521,792,072,32 |
1,011,031,211,401,612,012,282,54 |
1,051,171,301,681,902,132,64 |
1,121,361,912,312,713,09 |
1,271,472,282,993,72 |
1,662,202,813,48 |
1,952,092,21 |
2,202,29 |
2,57 |
c.6.4 Tê rẻ nhánh , ống chính và ống nhánh chữ nhật có cánh hướng
Bảng 6.26 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
0,580,670,780,881,121,492,102,723,42 |
0,640,760,981,051,482,213,304,58 |
0,750,811,081,402,252,843,65 |
1,011,181,512,293,093,92 |
1,291,702,323,304,20 |
1,912,483,194,15 |
2,533,294,14 |
3,164,10 |
4,05 |
c.6.5 Tê rẻ nhánh , ống chính và ống nhánh chữ nhật có nhiều cánh hướng
Bảng 6.27.a : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
0,600,620,740,991,481,912,473,173,85 |
0,690,801,101,121,331,672,403,37 |
0,820,951,411,431,702,332,89 |
0,901,241,522,042,533,23 |
1,211,551,862,313,09 |
1,641,982,513,03 |
2,473,133,30 |
3,253,74 |
4,11 |
Bảng 6.27.b : Hệ số , tính cho ống chính
| b/c |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
| |
0,03 |
0,04 |
0,07 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,27 |
0,30 |
0,25 |
c.6.6 Tê rẻ nhánh , ống chính chữ nhật, ống nhánh tròn
Bảng 6.28 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,20,40,60,81,01,21,41,61,8 |
1,001,011,141,181,301,461,701,932,06 |
1,071,101,311,381,581,822,062,17 |
1,081,121,201,451,652,002,20 |
1,131,231,311,511,852,13 |
1,261,391,561,702,06 |
1,481,641,761,98 |
1,711,801,99 |
1,882,00 |
2,07 |
c.6.7 Tê rẻ nhánh , ống chính chữ nhật, ống nhánh tròn có đoạn côn tròn
Bảng 6.29 : Hệ số , tính cho ống nhánh
| b/c |
0,4 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,3 |
1,5 |
| |
0,80 |
0,83 |
0,90 |
1,0 |
1,1 |
1,4 |
c.6.8 Tê chữ Y rẻ nhánh , tiết diện chữ nhật
Bảng 6.30.a : Hệ số , tính cho ống nhánh
| Ab/As |
Ab/Ac |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,25 |
0,250,330,500,671,001,001,332,00 |
0,550,350,620,520,440,670,700,60 |
0,500,350,480,400,380,550,600,52 |
0,600,500,400,320,380,460,510,43 |
0,850,800,400,300,410,370,420,33 |
1,201,300,480,340,520,320,340,24 |
1,802,000,600,440,680,290,280,17 |
3,102,800,780,620,920,290,260,15 |
4,403,801,100,921,200,300,260,17 |
6,005,001,501,401,600,370,290,21 |
Bảng 6.30.b : Hệ số , tính cho ống chính
| Ab/As |
Ab/Ac |
| Lb/Lc |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
| 0,250,330,50,671,001,001,332,00 |
0,250,250,500,500,501,001,001,00 |
-0,100,08-0,030,040,72-0,020,100,62 |
-0,030-0,06-0,020,48-0,0400,38 |
-0,01-0,02-0,05-0,040,28-0,040,010,23 |
0,05-0,010-0,030,13-0,01-0,030,13 |
0,130,020,06-0,010,050,06-0,010,08 |
0,210,080,120,040,040,130,030,05 |
0,290,160,190,120,090,220,100,06 |
0,380,240,270,230,180,300,200,10 |
0,460,340,350,370,300,380,300,20 |
c.7 Đoạn ống rẽ nhánh chữ Y đối xứng
c.7.1 Đoạn ống chữ Y đối xứng, nhánh rẽ nghiêng với nhánh chính một góc
Bảng 6.31 : Hệ số
| |
| b/c |
| 0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
| 15o30o45o60o90o |
0,810,840,870,901,00 |
0,650,690,740,821,00 |
0,510,560,630,791,00 |
0,380,440,540,661,00 |
0,280,340,450,591,00 |
0,200,260,380,531,00 |
0,110,190,290,431,00 |
0,060,150,240,361,00 |
0,140,150,230,331,00 |
0,300,300,300,391,00 |
0,510,510,510,511,00 |
0,760,760,760,761,00 |
1,001,001,001,001,00 |
c.7.1 Đoạn ống chữ Y đối xứng, nhánh rẽ vuông góc nhánh chính
Bảng 6.32 : Hệ số
| A1b/Ac hay A2b/Ac |
0,5 |
1,0 |
| R/Wc |
1,5 |
1,5 |
| L1b/Lc hay L2b/Lc |
0,5 |
0,5 |
| |
0,30 |
0,25 |
c.8 Tổn thất do các vật chắn
- Các vật chắn trên hệ thống đường ống chủ yếu là các van điều chỉnh lưu lượng gió, van chặn lửa ...
Trên hình 6-12 trình bày 3 dạng van điều chỉnh chủ yếu
+ Van điều chỉnh dạng cánh bướm.
+ Van điều chỉnh dạng cổng (tròn, chữ nhật)
+ Van điều chỉnh kiểu lá sách (song song hoặc đối nhau)
c.8.1 Van điều chỉnh gió dạng cánh bướm tròn hoặc tiết diện (hình 6-12, 1)
* Tiết diện tròn
Bảng 6.33 : Hệ số
| D/Do |
| , độ |
| 0o |
10o |
20o |
30o |
40o |
50o |
60o |
70o |
75o |
80o |
85o |
|
| 0,50,60,70,80,91,0 |
0,190,190,190,190,190,19 |
0,270,320,370,450,540,67 |
0,370,480,640,871,201,80 |
0,490,691,001,602,504,40 |
0,610,941,502,605,0011,00 |
0,741,202,104,19,6032,00 |
0,861,502,806,1017,00113 |
0,961,703,508,4030- |
0,991,803,709,4038- |
1,001,903,901045- |
1,001,904,11050- |
D- Đường kính cánh van, mm
Do- Đường kính ống, mm
- Góc nghiêng củ