Тройник на проход и на ответвление в чем разница

Расчет аэродинамических сопротивлений

Далее по величине v_ф и d (или d_экв) определяются удельные потери давления на трение R, Па/м. Это можно сделать по таблице 22.15 [1] или по следующей номограмме (промежуточные диаметры не подписаны):

Можно также воспользоваться приближенной формулой . Ее погрешность не превышает 3 – 5%, что достаточно для инженерных расчетов. Полные потери давления на трение для всего участка Rl, Па, получаются умножением удельных потерь R на длину участка l. Если применяются воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость β_ш. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода К_э и величины v_ф.

Абсолютная эквивалентная шероховатость материала воздуховодов [1]:

Значения поправки β_ш [1]:

Для стальных и винипластовых воздуховодов β_ш = 1. Более подробные значения β_ш можно найти в таблице 22.12 [1]. С учетом данной поправки уточненные потери давления на трение Rlβ_ш, Па, получаются умножением Rl на величину β_ш.

Далее на участке выявляются местные сопротивления, определяются их коэффициенты (КМС) ξ и вычисляется сумма КМС на данном участке (Σξ). Все местные сопротивления заносятся в ведомость по следующей форме:

В колонку «местные сопротивления» записываются названия сопротивлений (отвод, тройник, крестовина, колено, решетка, плафон, зонт и т.д.), имеющихся на данном участке. Кроме того, отмечается их количество и характеристики, по которым для этих элементов определяются значения КМС. Например, для круглого отвода это угол поворота и отношение радиуса поворота к диаметру воздуховода r/d, для прямоугольного отвода – угол поворота и размеры сторон воздуховода a и b. Для боковых отверстий в воздуховоде или канале (например, в месте установки воздухозаборной решетки) – отношение площади отверстия к сечению воздуховода f_отв/f_о. Для тройников и крестовин на проходе учитывается отношение площади сечения прохода и ствола f_п/f_с и расхода в ответвлении и в стволе L_о/L_с, для тройников и крестовин на ответвлении – отношение площади сечения ответвления и ствола f_п/f_с и опять-таки величина L_о/L_с. Следует иметь в виду, что каждый тройник или крестовина соединяют два соседних участка, но относятся они к тому из этих участков, у которого расход воздуха L меньше. Различие между тройниками и крестовинами на проходе и на ответвлении связано с тем, как проходит расчетное направление. Это показано на следующем рисунке.

Примерные значения ξ [1] для часто встречающихся сопротивлений приведены ниже. Решетки и плафоны учитываются только на концевых участках. Коэффициенты для крестовин принимаются в таком же размере, как и для соответствующих тройников.

Значения ξ некоторых местных сопротивлений.

*) отрицательный КМС может возникать при малых L_о/L_с за счет эжекции (подсасывания) воздуха из ответвления основным потоком.

Более подробные данные для КМС указаны в таблицах 22.16 – 22.43 [1]. После определения величины Σξ вычисляются потери давления на местных сопротивлениях , Па, и суммарные потери давления на участке Rlβ_ш + Z, Па. Когда расчет всех участков основного направления закончен, значения Rlβ_ш + Z для них суммируются и определяется общее сопротивление вентиляционной сети ΔР_сети = Σ(Rlβ_ш + Z). Величина ΔР_сети служит одним из исходных данных для подбора вентилятора [4]. После подбора вентилятора в приточной системе делается акустический расчет вентиляционной сети (см. главу 12 [5]) и при необходимости подбирается глушитель [4].

Результаты расчетов заносятся в таблицу по следующей форме.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ (КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА)
№ уч-ка	Расчетный расход L	Размеры воздуховода	Потери давления на трения	βш	Rlβш Па	Рд, Па	Sx	Z, Па	Rl+Z, Па
		l, м	d или a×b, мм	fор, м 2	fф, м 2	Vф, м/с	dэкв мм	R, Па/м	Rl, Па

После расчета основного направления производится увязка одного – двух ответвлений. Если система обслуживает несколько этажей, для увязки можно выбрать поэтажные ответвления на промежуточных этажах. Если система обслуживает один этаж, увязываются ответвления от магистрали, не входящие в основное направление (см. пример в п.2.3). Расчет увязываемых участков производится в той же последовательности, что и для основного направления, и записывается в таблицу по той же форме. Увязка считается выполненной, если сумма потерь давления Σ(Rlβ_ш + Z) вдоль увязываемых участков отклоняется от суммы Σ(Rlβ_ш + Z) вдоль параллельно присоединенных участков основного направления на величину не более чем ±10%. Параллельно присоединенными считаются участки вдоль основного и увязываемого направлений от точки их разветвления до концевых воздухораспределителей. Если схема выглядит так, как показано на следующем рисунке (основное направление выделено жирной линией), то увязка направления 2 требует, чтобы величина Rlβ_ш + Z для участка 2 равнялась Rlβ_ш + Z для участка 1, полученной из расчета основного направления, с точностью ±10%.

Увязка достигается подбором диаметров или сечений на увязываемых участках, а если это невозможно, установкой на ответвлениях дроссель-клапанов или диафрагм.

Источник

Определение коэффициентов местных сопротивлений тройников в системах вентиляции

Определение коэффициентов местных сопротивлений тройников в системах вентиляции

О. Д. Самарин, к.т.н., доцент (НИУ МГСУ)

Рассмотрена современная ситуация с определением значений коэффициентов местных сопротивлений (КМС) элементов вентиляционных сетей при их аэродинамическом расчёте. Дан анализ некоторых современных теоретических и экспериментальных работ в рассматриваемой области и выявлены недостатки существующей справочной литературы, касающиеся удобства использования её данных для осуществления инженерных расчётов с применением электронных таблиц MS Excel. Представлены основные результаты аппроксимации имеющихся таблиц для КМС унифицированных тройников на ответвлении при нагнетании и всасывании в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в виде соответствующих инженерных формул. Дана оценка точности полученных зависимостей и допустимого диапазона их применимости, а также представлены рекомендации по их использованию в практике массового проектирования. Изложение проиллюстрировано числовыми и графическими примерами.

Ключевые слова: коэффициент местного сопротивления, тройник, ответвление, нагнетание, всасывание.

Determination of local resistance coeffi cients of tees in ventilating systems

O. D. Samarin, PhD, Assistant Professor, National Research Moscow State University of Civil Engineering (NR MSUCE)

The current situation is reviewed with the defi nition of values of coeffi cients of local resistances (CLR) of elements of the ventilation systems at their aerodynamic calculation. The analysis of some contemporary theoretical and experimental works in this fi eld is given and defi ciencies are identifi ed in the existing reference literature for the usability of its data to perform engineering calculations using MS Excel spreadsheets. The main results of approximation of the existing tables to the CLR for the uniform tees on the branch of the injection and the suction in the ventilating and air-conditioning systems are presented in the appropriate engineering formulas. The estimation of accuracy of the obtained dependencies and valid range of their applicability are given, as well as recommendations for their use in practice mass design. The presentation is illustrated by numerical and graphical examples.

Keywords: coefficient of local resistance, tee, branch, injection, suction.

При движении воздушного потока в воздуховодах и каналах систем вентиляции и кондиционирования воздуха (В и КВ), кроме потерь давления на трение, существенную роль играют потери на местных сопротивлениях — фасонных частях воздуховодов, воздухораспределителях и сетевом оборудовании.

Такие потери пропорциональны динамическому давлению р_д = ρv²/2, где ρ — плотность воздуха, примерно равная 1,2 кг/м³ при температуре около +20 °C; v — его скорость [м/с], определяемая, как правило, в сечении канала за сопротивлением.

Коэффициенты пропорциональности ξ, называемые коэффициентами местного сопротивления (КМС), для различных элементов систем В и КВ обычно определяются по таблицам, имеющимся, в частности, в [1] и в ряде других источников. Наибольшую сложность при этом чаще всего вызывает поиск КМС для тройников или узлов ответвлений. Дело в том, что в этом случае необходимо принимать во внимание вид тройника (на проход или на ответвление) и режим движения воздуха (нагнетание или всасывание), а также отношение расхода воздуха в ответвлении к расходу в стволе L´_о = L_o/L_c и площади сечения прохода к площади сечения ствола F´_п = F_п/F_с.

Для тройников при всасывании нужно учитывать ещё и отношение площади сечения ответвления к площади сечения ствола F´_о = F_о/F_с. В руководстве [1] соответствующие данные приведены в табл. 22.36–22.40. Однако при проведении расчётов с использованием электронных таблиц Excel, что в настоящее время достаточно распространено в связи с широким использованием различного стандартного программного обеспечения и удобством оформления результатов вычислений, желательно иметь аналитические формулы для КМС, по крайней мере, в наиболее часто встречающихся диапазонах изменения характеристик тройников.

Кроме того, это было бы целесообразно в учебном процессе для сокращения технической работы обучающихся и переноса основной нагрузки на разработку конструктивных решений систем.

Подобные формулы имеются в таком достаточно фундаментальном источнике, как [2], но там они представлены в весьма обобщённом виде, без учёта особенностей конструкции конкретных элементов существующих вентиляционных систем, а также используют значительное число дополнительных параметров и требуют в ряде случаев обращения к определённым таблицам. С другой стороны, появившиеся в последнее время программы для автоматизированного аэродинамического расчёта систем В и КВ используют некоторые алгоритмы для определения КМС, но, как правило, они неизвестны для пользователя и могут поэтому вызывать сомнения в своей обоснованности и корректности.

Также в настоящее время появляются некоторые работы, авторы которых продолжают исследования по уточнению расчёта КМС или расширению диапазона параметров соответствующего элемента системы, для которых полученные результаты будут справедливы. Данные публикации возникают как в нашей стране, так и за рубежом [3–8], хотя в целом их число не слишком велико, и основываются преимущественно на численном моделировании турбулентных потоков с помощью ЭВМ или на непосредственных экспериментальных исследованиях. Однако полученные авторами данные, как правило, трудно использовать в практике массового проектирования, поскольку они пока не представлены в инженерном виде.

В связи с этим представляется целесообразным анализ данных, содержащихся в таблицах [1], и получение на их основе аппроксимационных зависимостей, которые имели бы по возможности наиболее простой и удобный для инженерной практики вид и одновременно достаточно адекватно отражали бы характер имеющихся зависимостей для КМС тройников. Для наиболее часто встречающихся их разновидностей — тройников на проходе (унифицированных узлов ответвлений) данная задача была решена автором в работе [9]. В то же время для тройников на ответвлении аналитические соотношения найти труднее, поскольку сами зависимости здесь выглядят более сложно. Общий вид аппроксимационных формул, как и всегда в подобных случаях, получается исходя из расположения расчётных точек на поле корреляции, а соответствующие коэффициенты подбираются методом наименьших квадратов с целью минимизации отклонения построенного графика средствами Excel. Тогда для некоторых наиболее употребительных диапазонов F_п/F_с, F_о/F_с и L_о/L_с можно получить выражения:

при L´_о = 0,20–0,75 и F´_о = 0,40–0,65 — для тройников при нагнетании (приточных);

при L´_о = 0,2–0,7, F´_о = 0,3–0,5 и F´_п = 0,6–0,8 — для тройников при всасывании (вытяжных).

Точность зависимостей (1) и (2) демонстрируют рис. 1 и 2, где приведены результаты обработки табл. 22.36 и 22.37 [1] для КМС унифицированных тройников (узлов ответвлений) на ответвлении круглого сечения при всасывании. В случае прямоугольного сечения результаты будут отличаться несущественно.

Можно отметить, что расхождение здесь больше, чем для тройников на проход [9], и составляет в среднем 10– 15 %, иногда даже до 20 %, но для инженерных расчётов это может быть допустимым, особенно с учётом очевидной исходной погрешности, содержащейся в таблицах [1], и одновременного упрощения расчётов при использовании Excel. В то же время полученные соотношения не требуют никаких иных исходных данных, кроме уже имеющихся в таблице аэродинамического расчёта. В самом деле, в ней в явном виде должны быть указаны и расходы воздуха, и сечения на текущем и на соседнем участке, входящие в перечисленные формулы. В первую очередь это упрощает вычисления при применении электронных таблиц Excel. Одновременно рис. 1 и 2 позволяют убедиться, что найденные аналитические зависимости вполне адекватно отражают характер влияния всех основных факторов на КМС тройников и физическую сущность происходящих в них процессов при движении воздушного потока.

При этом формулы, приведённые в настоящей работе, весьма просты, наглядны и легко доступны для инженерных расчётов, особенно в Excel, а также в учебном процессе. Их использование позволяет отказаться от интерполяции таблиц при сохранении точности, требуемой для инженерных расчётов, и непосредственно вычислять коэффициенты местного сопротивления тройников на ответвлении в весьма широком диапазоне отношений сечений и расходов воздуха в стволе и ответвлениях.

Этого вполне достаточно для проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха в большинстве жилых и общественных зданий.

Источник

Тройник переходной и другие разновидности этого фитинга

Тройник переходной — это соединительный элемент, который используется при монтаже различных коммуникаций и выполняет функцию подключения к основной (магистральной) трубе вспомогательной ветки, отличающейся по диаметру. На сегодняшний день существует множество разновидностей этого приспособления. Эта соединительная деталь выполняется из различных материалов, в том числе и современных, которые легко устанавливаются и имеют довольно продолжительный эксплуатационный срок.

Переходные тройники изготавливаются из разных видов материалов, так же, как и трубы

Особенности этих соединительных элементов

Ранее большинство трубопроводных конструкций монтировалось из стали или же из чугуна, что значительно усложняло установку, ремонт или замену коммуникации. На сегодняшний день громоздкие конструкции из металлов постепенно уходят в прошлое. Это связано с появлением новых полимерных материалов, которые отличаются хорошими техническими характеристиками, а также просты в установке и обслуживании. Однако использование стальных и других металлических изделий до сих пор является актуальным, и они устанавливаются повсеместно.

Полезная информация! Стоит отметить, что пластиковые тройники могут без особых проблем производить переходы на стальные и чугунные трубы.

Установка или замена этого соединительного изделия не является сложным мероприятием. Такое действие может выполнить даже человек, не обладающий никакими специальными строительными знаниями и навыками.

Разновидности

В первую очередь все соединительные детали такого типа классифицируют по материалу, из которого они изготовлены. Рассмотрим основные материалы, из которых производятся эти приспособления:

Такой фитинг, как тройник, используется для стыковки полимерных, металлопластиковых и металлических труб в различных коммуникациях или же применяется в качестве перехода с одного материала на другой. Данные переходы являются довольно надёжными и сохраняют хорошие герметизационные показатели.

По типу соединения выделяют следующие разновидности этих деталей:

Помимо этого, стоит отметить, что посредством этого изделия можно выполнить подключение к трубе дренажной коммуникации либо к подающей трубе.

Исходя из конструктивных особенностей, можно выделить следующие варианты этих соединительных элементов:

Равнопроходной приварной фитинг имеет три стороны, которые отличаются одинаковыми показателями сечения. Переходной тройник для труб — это устройство, посредством которого осуществляются переходы между трубами с разными показателями сечения (в таком изделии одна сторона из трёх отличается по показателю сечения). Комбинированные приспособления отличаются тем, что оснащаются внутренней и наружной резьбой. Как правило, комбинированные изделия имеют две внутренние и одну наружную резьбу или же наоборот.

Равнопроходной тройник — это изделие, все стороны которого имеют одинаковое сечение

Классификация стальных моделей

Стальные модели используются для соединения отдельных элементов трубопровода. Такие изделия имеют три присоединительных ответвления, посредством которых осуществляется сочленение главной трубы со вспомогательными. Стальные изделия такого типа сочленяются с трубами посредством сварки. Необходимо отметить, что рабочая среда в стыке изменяет своё направление под углом 90°. Это является отличительной чертой стальных изделий.

Выделяют следующие разновидности стальных изделий:

По своим конструктивным особенностям эти изделия подразделяются на:

Обратите внимание! А также эти фитинги могут быть равнопроходными и переходными, в зависимости от соотношения показателей сечения горловин и корпуса. Переходы, осуществляемые стальными изделиями, отличаются своей высокой прочностью и хорошими показателями герметичности.

Для сочленения труб в стальных коммуникациях используют следующие элементы помимо тройников: отводы, переходы. Наиболее распространённым соединительным элементом в стальной коммуникации является бесшовный тройник переходной. Стальные изделия могут использоваться в таких системах:

Кроме этого, стальные фитинги этого типа используются для газопроводов. На газовую трубу монтируют модели из низколегированной или углеродистой стали. Газовые тройники могут быть штампованными и сварными по методу изготовления. Газовый прибор этого типа по своему конструктивному исполнению может быть:

Кроме этого, стоит отметить, что существует особый вид этих фитингов, который используется преимущественно в водопроводных коммуникациях — фитинг тройник цанговый. Используются такие элементы для одностороннего ответвления от магистрального потока. Цанга — это зажимное кольцо, которое закрепляется посредством зажимной гайки. Цанговая конструкция позволяет производить быструю установку соединительного элемента.

Тройник фланцевый

Тройник фланцевый — изделие, которое изготавливается преимущественно из стали и используется в качестве запорно-регулирующей арматуры. Основная функция такого приспособления — разграничение потоков транспортируемого вещества в системе на два направления.

Тройник с фланцевым соединением применяют в основном в крупных магистралях

Отличительная черта таких моделей — простота монтажа. Стыковка с трубой происходит посредством специальных соединительных элементов — фланцев, которые, в свою очередь, закрепляются болтами. Тройник фланцевый не только легко монтировать, но также довольно просто произвести его демонтаж.

Среди фланцевых соединительных деталей также встречается тройник фланцевый переходной, который необходим для перехода с одного диаметра на другой.

Помимо этого, стоит отметить, что фланцевое изделие имеет ещё одно важное достоинство — высокую герметичность соединения. Показатели герметичности сохраняются даже при высоком давлении в коммуникации. Кроме этого, тройник фланцевый можно использовать многократно, что является несомненным плюсом.

Тройник латунный

Тройник латунный — это соединительный фитинг, изготовленный из сплава латуни. К трубам латунные модели присоединяются посредством резьбы. Тройник латунный позволяет присоединить три трубы к магистральной линии. Отводы тройника, как правило, имеют разные углы посадки (45 и 90°).

Рассмотрим основные плюсы латунных моделей:

Одним из главных достоинств латунной модели является возможность сочленения труб, имеющих одинаковые или разные показатели сечения (тройник латунный переходной). Кроме этого, стоит отметить, что существуют латунные модели, покрытые специальным защитным слоем никеля. Такой тройник латунный более устойчив к губительному воздействию коррозии, а также имеет более презентабельный внешний вид.

Тройник вентиляционный

Тройник для воздушной вентиляции является необходимым элементом, так как посредством его происходит разветвление вентиляционной линии. Существует несколько разновидностей этого изделия:

А также эти изделия могут быть:

Полезная информация! Выбор этого соединительного приспособления зависит в первую очередь от сечения вентиляционных труб.

Если для монтажа вентиляционного трубопровода применяются трубы с разной формой сечения — понадобится использовать комбинированную деталь. Основная функция вентиляционного тройника — это разграничение воздушного потока на две части или же, наоборот, объединение двух воздушных потоков в один. Штанообразные приспособления отличаются более высокими техническими характеристиками, что влияет на сопротивление, оказываемое на воздушный поток. А также стоит отметить, что все модели этих изделий подразделяются на:

Как уже было сказано выше, равнопроходные изделия используются для соединения одинаковых по диаметру труб, а переходные — для того чтобы осуществить переходы между трубами с разными показателями сечения.

На сегодняшний день существует множество разновидностей этой соединительной детали. Они эксплуатируются в водопроводах, газопроводах, вентиляционных системах и т. д. Выбор необходимого тройника, для конкретной коммуникации серьёзное мероприятие. Чтобы приобрести правильную модель этого соединительного элемента, рекомендуется проконсультироваться со специалистом в этой области.

Источник