2. Tính toán hệ thống ống gió bằng phương pháp đồ thị
2.5. Phương pháp thiết kế đường ống gió
Như đã đề cập, yêu cầu chung để thiết kế bất kỳ đường ống gió nào là đường ống phải đơn giản nhất và nên đối xứng. Các miệng thổi cần bố trí sao cho đạt được sự phân bố không khí đồng đều. Hệ thống đường ống phải tránh được các kết cấu xây dựng, kiến trúc và các thiết bị.
Có thể thiết kế đường ống áp suất thấp dựa theo 3 phương pháp chủ yếu sau: - Phương pháp giảm dần tốc độ (velocity reduction)
- Phương pháp ma sát đồng đều (equal friction).. - Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh (static regain).
Mỗi phương pháp cho ta một kết quả khác nhau về kích thước đường ống, giá thành tổng thể, quạt gió, không gian lắp đặt, độ ồn và toàn bộ các phụ kiện như Te,
Pa , 2 . . 2 pcb p d l pms cb 2 . . 2 . . . 2 2 : hay , d l d l l td .
108
Cút, Thu, Mở, Chẽ nhánh kèm theo. Sau đây là một số đặc điểm và ứng dụng của từng
phương pháp.
a. Phương pháp giảm dần tốc độ
Đây được coi là phương pháp đơn giản nhất, tuy nhiên người thiết kế cần có kinh nghiệm thực tế. Để thực hiện phương pháp này người thiết kế có thể chủ động lựa chọn tốc độ gió ở từng doạn óng từ miệng thổi của quạt đến đường ống chính, các ống nhánh cho tới các miệng thổi khuếch tán vào phòng. Tốc độ gió có thể tham khảo ở bảng 7-1, 7-2 và cứ giảm dần từ ống chính đến các ống nhánh.
Các phầntính toán tổn thất áp suất tổng cho quạt tính theo mục 7-4.4. Khi tính tổn thất áp suất cần lưu ý là đường ống dài nhất chưa chắc đã có tổn thất áp suất lớn nhất, mà tổn thất áp suất lớn nhất có khi thuộc về đường ống có nhiều nhánh chẽ và T cút, ...
Phương pháp này chỉ nên sử dụng cho hệ thống đường ống gió đơn giản. Cần bố trí thêm các van gió trên các nhánh chẽ để điều chỉnh lưu lượng. Cũng cần nhắc lại một lần nữa rằng phương phá này chỉ dành cho các nhà thiết kế đã tích lũy được rất nhiều kinh nghiệm thực tế.
b. Phương pháp ma sát đồng đều
Phương pháp ma sát đồng đều là chọn tổn thất áp suất ma sát trên 1m ống pl cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau để tiến hành tính toán thiết kế đường ống gió. Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho các hệ thống thuộc loại tốc độ thấp, được dùng phổ biến để thiết kế đường ống cấp, ống hồi và ống thải gió. Người ta không dùng phương pháp này để thiết kế hệ thống áp suất cao.
Phương pháp ma sát đồng đều ưu việt hơn hăn phương pháp giảm dần tóc độ ở trên vì nó không cần phải cân bằng đối với các hệ thống đường ống đối xứng. Nếu hệ thống không đối xứng, có các nhánh ngắn và nhánh dài thì nhánh ngắn nhất cần phải có van gió đóng bớt để hạn chế lưu lượng . Những hệ thống như vậy thường rất khó cân bằng bởi vì phương pháp ma sát đồng đều không đảm bảo được tổn thất áp suất như nhau trên các nhánh ống, cũng như không đảm bảo được áp suất tĩnh ở mỗi miệng thổi khuếch tán là bằng nhau.
Có thể tiến hành phương pháp đồng đều theo 2 cách:
Cách 1: Lựu chọn tiết diện điển hình của hệthống (thường chọn tiết diện đoạn ống chính ngay phía đẩy của quạt), và chọn tốc độ không khí thích hợp (theo bảng 5-1 và 5-2) ứng với tiết diện đó. Từ giá trị lưu lượng đã biết kết hợp với tiết diện và tốc độ ta xác định được tổn thất áp suất ma sát cho 1 m chiều dài ống, và đại lượng pl này dùng để tính toán tất cả các đoạn ống chính và ống nhánh khác.
Cách 2: Lựa chọn giá trị tổn thất áp suất ma sát cho 1m ống và giữ nguyên giá trị này để tính toán cho toàn bộ các đoạn ống khác của hệ thống. Khi chọn cách này điều qua trọng là phải chọn được tổn thất áp suất hợp lý, vì nếu chọn pl quá lớn, đường ống sẽ gọn nhẹ nhưng độ ồn sẽ cao . quạt lớn, khi chọn plquá bé, đường ống sẽ cồng kềnh , tốc độ gió nhỏ , độ ồn nhỏ và quạt yêu ầu cột áp nhỏ. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu khuyên chọn pl = 0,8 1,0 Pa/m.
109 Để tránh phải sử dụng đồ thị tổn thất áp suất hình 5-24 khá phức tạp, người ta lập bảng phần trăm lưu lượng - phần trăn tiết diện (bảng 5-11) để đơn giản hóa việc tính toán. Ví dụ ở ống chính có 100% lưu lượng tương ứng có 100% tiết diện , khi chẽ nhánh có 40% lưu lượng, tương ứng với 48% tiết diện, ống còn lại 60% lưu lượng , tương ứng có 67,5% tiết diện so vói ống chính. Bảng 5-11 giới thiệu các số liệu phần trăm lưu lượng - phần trăm tiếtdiện với hình minh họa kèm theo.
Phương pháp tính tổn thất pá suất tổng cũng giống như đã giới thiệu, tuy nhiên các phụ liện và thiết bị được quy ra chiều dài tương đương và plcho tất cả các đoạn ống là không đổi.
Do phương pháp phục hồi áp suất tĩnh không dùng để thiết kế ống hồi và phạm vi sử dụng ít hơn nên ở đây không giới thiệu.