В с/х производственных помещениях используют перфорированные пленочные воздухораспределители. Предусматривают расположение двух несущих тросов внутри пленочной оболочки, что придает воздуховодам овальную форму при неработающем вентиляторе и тем самым предотвращает слипание пленки.
Задача аэродинамического расчета системы воздуховодов состоит в определении размеров поперечного сечения и потерь давления на отдельных участках системы воздуховодов, а также потери давления во всей системе воздуховодов.
Исходными данными к расчету являются: расход воздуха 
, длина воздухораспределителя 
, температура воздуха и абсолютная шероховатость 
мм (для пленочных воздуховодов).
В соответствии с принятыми конструктивными решениями составляют расчетную аксонометрическую схему воздуховодов с указанием вентиляционного оборудования и запорных устройств.
Схему делят на отдельные участки, границами которых являются тройники и крестовины. На каждом участке наносят выносную линию, над которой проставляют расчетный расход воздуха 
(
), а под линией – длину участка 
(м). В кружке у линии указывают номер участка.
На схеме выбираем основные магистральные расчетные направления, которые характеризуются наибольшей протяженностью.
Расчет начинаем с первого участка.
Используем перфорированные пленочные воздухораспределители. Выбираем форму поперечного сечения – круглая.
Задаемся скоростью в начальном поперечном сечении:
.
Определяем диаметр пленочного воздухораспределителя, 
:
.
Принимаем ближайший диаметр, исходя из того, что полученный равен 
(стр. 193 /2/).
Динамическое давление, 
:
,
где 
- плотность воздуха.
|
|
.
Определяем число Рейнольдса:
,
где 
– кинематическая вязкость воздуха, 
, 
(табл. 1.6 /2/).
;
Коэффициент гидравлического трения:
,
где 
– абсолютная шероховатость, 
, для пленочных воздуховодов принима-
ем 
.
.
Рассчитаем коэффициент, характеризующий конструктивные особенности воздухораспределителя:
,
где 
– длина воздухораспределителя, 
.
.
Полученное значение коэффициента 
меньше 0,73, что обеспечивает увеличение статического давления воздуха по мере приближения от начала к концу воздухораспределителя.
Установим минимальную допустимую скорость истечения воздуха через отверстие в конце воздухораспределителя, 
:
,
где 
– коэффициент расхода (принимают 0,65 для отверстий с острыми кромками).
.
Коэффициент, характеризующий отношение скоростей воздуха:
,
где 
– скорость истечения через отверстия в конце воздухораспределителя,
(рекомендуется 
), принимаем 
.
.
Установим расчетную площадь отверстий, 
, в конце воздухораспределителя, выполненных на 1 
длины:
.
По таблице 8.8 /2/ принимаем один участок.
Определим площадь отверстий, 
, выполненных на единицу воздуховода:
,
где 
– относительная площадь воздуховыпускных отверстий на участке
воздухораспределителя (стр. 202,/2/).
.
Диаметр воздуховыпускного отверстия 
принимают от 20 до 80 
, примем 
.
Определим число рядов отверстий:
,
где 
– число отверстий в одном ряду (
);
- площадь воздуховыпускного отверстия, .
Определим площадь воздуховыпускного отверстия, 
:
.
;
;
;
;
Шаг между рядами отверстий, 
:
|
|
– для первого участка
, ;
;
– для последующих участков
;
;
;
Определим статическое давление воздуха, 
:
─ в конце воздухораспределителя:
;
─ в начале воздухораспределителя:
.
Потери давления в воздухораспределителе, :
.
Дальнейший расчет сводим в таблицу 9. Причем, определяем потери давления в результате трения по длине участка, в местных сопротивлениях и суммарные потери по следующим формулам:
,
,
,
где R – удельные потери давления на единице длины воздуховода, определяется по монограмме (рис. 8.6 /2/)
– коэффициент местного сопротивления (таблица 8.7 /2/).
Таблица 9 Расчет участков воздуховода
| Номер участка |  , 
| , 
|  , 
|  ,
|  , 
|  , 
|  ,
| 
|  , 
|  ,
|  , 
|
| 41,5 | 0,196 | 6,5 | – | – | – | 25,35 | – | 126,41 | |||
| 4,4 | 0,196 | 6,5 | 0,8 | 3,52 | 0,65 | 25,35 | 16,48 | ||||
| 1,6 | 0,312 | 0,96 | 1,54 | -0,1 | 38,4 | -3,84 | -2,3 | ||||
| 0,502 | 1,05 | 3,15 | 3,2 | 195,15 | |||||||
| калорифер | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 72,4 | |
| Жал. Реш. | – | – | – | – | – | ||||||
| итого: | 441,66 |
Расчет вытяжных шахт естественной вентиляции производят на основании расчетного расхода воздуха в холодный период года. Работа вытяжных шахт будет более эффективной при устойчивой разности температур внутреннего и наружного воздуха (не менее 5°С), что наблюдается в холодный период года.
Скорость воздуха в поперечном сечении вытяжной шахты, 
:
,
где 
– высота вытяжной шахты между плоскостью вытяжного отверстия и
устьем шахты (3–5), (принимаем 
);
– диаметр, (принимаем 
);
|
|
– расчетная наружная температура, 
(
);
– сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Местное сопротивление определяем по таблице 8.7 /2/:
─ для входа в вытяжную шахту: 
;
─ для выхода из вытяжной шахты: 
.
.
.
Определяем расчетный расход воздуха через одну шахту, 
:
;
где 
– площадь поперечного сечения шахты, .
Рассчитаем площадь поперечного сечения шахты, :
.
.
Определяем число шахт:
,
где 
– расчетный расход воздуха в зимний период, ;
– расчетный расход воздуха через одну шахту, 
.
.
Принимаем число шахт для всего помещения 
.
Выбор вентилятора
Подбор вентилятора производят по заданным значениям подачи и требуемого полного давления.
Принимаем вентилятор исполнения 1.
Подачу вентилятора определяем с учетом потерь или подсосов воздуха в воздуховоды, вводя поправочный коэффициент к расчетному расходу воздуха для стальных воздуховодов 1,1, :
.
Определяем полное давление вентилятора, :
,
где 
– температура подогретого воздуха, 
.
По подаче воздуха вентилятора и требуемому полному давлению, согласно графику характеристик вентиляторов ВЦ 4–75 (рис. 8.13 /2/), выбираем вентилятор марки: Е 8. 0,95–1.
Энергосбережение
Наиболее эффективным техническим решением вопроса сокращения расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата, безусловно является использование типа воздуха, удаляемого из животноводческих и птицеводческих помещений. Расчет технико-экономических показателей микроклимата показывает, что применение в системах утилизаторов тепла позволяет сократить расход тепловой энергии на данный технологический процесс более чем в 2 раза. Однако такие системы более металоемкие и требуют дополнительных эксплуатационных затрат электрической энергии на вентиляторы. Использование тепловой энергии в системах вентиляции в основном обеспечивается за счет применения регенеративных и рекуперативных теплообменных аппаратов различной модификации.
Литература
1. Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Мн. Ротапринт БАТУ. 2001 г.
2. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства/Л.С. Герасимович, А.Г. Цубанов, Б.Х. Драганов, А.Л. Синяков. – Мн.: Ураджай, 1993. – 368 с.