Введение в поворотные лопатки
В управлении воздушным потоком конструкция углов воздуховодов играет ключевую роль в эффективности и производительности систем вентиляции, ОВК и аэродинамических труб. Когда воздух проходит через резкий поворот, что часто неизбежно в воздуховодах, он встречает повышенное гидравлическое сопротивление, что приводит к более высоким потерям давления и турбулентности. Это не только снижает эффективность системы, поскольку для поддержания воздушного потока требуется больше энергии, но и влияет на структурную целостность воздуховодов из-за неравномерных нагрузок давления, оказываемых турбулентным потоком.
Именно здесь на помощь приходят поворотные лопатки, также известные как направляющие лопатки (Рис. 1). Установленные внутри угла, поворотные лопатки направляют воздух через поворот с минимальным сопротивлением, снижая потери давления и турбулентность без дополнительного пространства, которое требуется для плавного радиусного изгиба. Это делает поворотные лопатки идеальным решением для эффективного управления воздушным потоком в компактном пространстве.
Рис. 1. Угловая секция с поворотными лопатками TunnelTech в сборе
Высокоэффективные секции с поворотными лопатками как альтернатива типовым решениям для систем ОВК.
Традиционным способом снижения турбулентности, потерь давления и шума в резко изогнутом воздуховоде является радиусный отвод (Рис. 2 и Рис. 4, вариант 2). Хотя радиусные отводы частично смягчают турбулентность, шум и потери давления, типичные для резкого изгиба (см. Рис. 4, вариант 1), они создают свои собственные проблемы.
Несколько обычных отводов воздуховодов систем ОВК, изготовленных из плавно изогнутого листового металла с гнутыми разделительными лопатками, показаны на Рис. 2 слева. Это типичные стандартные варианты, обычно используемые в воздуховодах систем ОВК, например, соответствующие стандарту воздуховодов DW144.
Такие компоненты воздуховодов распространены и экономически эффективны для небольших применений в гражданском строительстве, малом бизнесе и маломощных системах ОВК, где стоимость энергии не является существенным фактором. Однако эта конструкция не является хорошим решением для систем вентиляции и охлаждения в средних и крупных высокопроизводительных применениях — энергетике, металлургии, турбомашиностроении, теплообменниках, рекуперации отходящего тепла и современной зеленой и возобновляемой энергетике — где гидравлическая эффективность и энергосбережение являются обязательными условиями.
Однако нет необходимости каждый раз создавать нестандартный воздуховод по индивидуальному заказу, когда требуется полностью оптимизировать энергопотребление гидравлической сети. На том же Рисунке 2, справа, показан вариант диагональной угловой секции с поворотными лопатками TunnelTech, которая является энергоэффективной, малошумной и имеет низкую турбулентность, соответствует отраслевым стандартам для систем ОВК, а также может использоваться в крупномасштабных промышленных применениях высокой мощности. Пример крупного объекта, в который можно легко интегрировать диагональную секцию с поворотными лопатками, показан на Рис. 3.
Рис. 2. Обычный плавный отвод системы ОВК среднего размера с разделительной лопаткой из листового металла по стандарту DW144 (слева) и высокоэффективная диагональная сборка поворотных лопаток TunnelTech для стандартных воздуховодов (справа).
Рис. 3. Крупногабаритные угловые секции воздуховодов с поворотными лопатками TunnelTech для аэродинамических труб, энергетики и промышленного применения.
Конструкция поворотных лопаток для снижения перепада давления, турбулентности и шума
Для сравнения различных конструкций углов поворота перепады давления (ΔP) и смоделированные с помощью CFD картины потока приведены на Рис. 4 ниже. В качестве демонстрационного примера были выбраны скорость воздушного потока на входе 20 м/с и квадратный воздуховод 2×2 м. Скорость 20 м/с была выбрана потому, что профессиональные вертикальные аэродинамические трубы для индор-скайдайвинга обычно большую часть времени работают в режимах, где скорость потока в поворотной секции составляет от 10 до 30 м/с. CFD-расчеты проводились при 1 стандартной атмосфере, 20 °C и нулевой влажности воздуха со сжимаемым газом и адиабатической стенкой с шероховатостью 250 мкм. Использовалась сетка от 6 до 10 миллионов ячеек на домен. На входной границе применялись плоский профиль на входе и турбулентность 2%. Турбулентность моделировалась с использованием k-ε модели.
Примечание: Иллюстрации на Рис. 4 являются конкретными примерами, представленными исключительно для демонстрации принципов работы и сравнения нескольких типов угловых секций с поворотными лопатками. Их нельзя рассматривать как общие результаты для каждого случая применения. Для каждой реальной системы вентиляции или другой гидравлической сети в каждой расчетной точке необходимо учитывать конкретные гидравлические параметры, размер и форму воздуховода, шероховатость и структурные неровности, неравномерность потока и точные физические свойства газа. Вы можете заказать такой расчет для конкретной системы, связавшись с нами.
Представлены следующие варианты конструкции:
- Угловая секция без поворотных лопаток.
- Плавно изогнутая угловая секция (r = ½ высоты воздуховода) с радиально изогнутыми разделительными лопатками. Перепад давления также зависит от количества и геометрии разделителей. В примере показано минимальное количество разделительных пластин оптимальной формы.
- Простые радиально изогнутые тонкие пластины (толщиной 10–20 мм).
- Типичные неоптимизированные поворотные лопатки от наших ближайших конкурентов.
- Поворотные лопатки TunnelTech (TTE-TV) с оптимизированным профилем.
Наиболее существенной проблемой изогнутых воздуховодов с небольшим количеством простых разделителей из гнутых пластин (или вообще без лопаток) является распределение давления и скорости на выходе из поворотной секции (Рис. 4, вариант 2, см. выходное поперечное сечение). Скорость увеличивается от внешней стенки к внутренней стенке каждого подканала потока, создавая неравномерный поток, сильную турбулентность и шум. Чем меньше радиус поворота, тем выше риск отрыва потока, искажения полей давления и скорости, повышения шума и большего перепада давления.
Единственный способ преодолеть эти проблемы — большой радиус кривизны угловой секции и большее количество разделительных лопаток. Это создает вторую проблему — дополнительное пространство, необходимое для размещения таких изгибов, и стоимость материалов для нескольких изогнутых разделителей, соответствующих размеру поперечного сечения воздуховода. В крупных системах воздуховодов плавные изгибы с большим радиусом могут привести к неоправданно большим конструкциям, что делает этот подход непрактичным во многих случаях, особенно в условиях ограниченного пространства. Необходимое дополнительное пространство показано пунктирными линиями на Рис. 4, вариант 2 ниже. Высота и ширина каждого поворота должны быть увеличены как минимум на ½ размера воздуховода. Для рециркуляционных аэродинамических труб это означает увеличение размеров здания на несколько метров в каждом направлении, что повышает стоимость воздуховодов и капитальные вложения. Кроме того, каждый разделитель стоит столько же, сколько сама стенка воздуховода.
Рис. 4. Угловые секции в воздуховодах — сравнение конструкции и характеристик
Оптимальным решением для аэродинамических труб и промышленной вентиляции является диагональный каскад поворотных лопаток с аэродинамическим профилем, как показано на Рис. 4, варианты 3–5.
Все приведенные выше изображения CFD-моделирования относятся к угловой секции воздуховода с входом 2×2 м при скорости воздушного потока 20 м/с в качестве примера — случай, наиболее актуальный для индор-скайдайвинга и низкоскоростных дозвуковых аэродинамических труб.
На Рис. 4, вариант 3 показана угловая секция с простыми лопатками из тонкого гнутого листового металла. На Рис. 4, вариант 4 представлены лучшие поворотные лопатки, предлагаемые ближайшими конкурентами TunnelTech. Оба варианта имеют более короткую хорду и неоптимизированную форму аэродинамического профиля, что приводит к остаточной неравномерности потока на выходе из секции, более высокому аэродинамическому сопротивлению и повышенному шуму в воздуховоде. Тонкие лопатки из простого гнутого листового металла обычно превышают допустимые уровни шума даже при низкой скорости воздуха, а толстый короткий профиль с низким отношением хорды к толщине также имеет меньшую площадь поверхности, что является недостатком при использовании поворотных лопаток с охлаждением для теплообмена.
В нижней части Рис. 4, вариант 5 показан угол воздуховода, оснащенный высокоэффективными поворотными лопатками TunnelTech (для заказа используйте номер детали TTE-TV-90). Как видно на поперечных сечениях, при использовании лопаток с правильным профилем поток становится более равномерным, что означает меньший перепад давления и низкую турбулентность.
Профиль давления/скорости на выходе также значительно лучше для угловых секций TunnelTech, оснащенных лопатками с длинной хордой, чем в других случаях. Результатом является непревзойденное аэродинамическое качество TunnelTech, что отражено в многочисленных отзывах профессиональных парашютистов и других клиентов.
Все вышеприведенные данные, включая длину хорды и варианты охлаждения, также обобщены в Таблице 1.
| Вариант / Тип лопатки | ΔP (Па) (*) | ξ (*) | Длина хорды (mm) | Охлаждение |
|---|---|---|---|---|
| 1. Без лопаток, резкий поворот | 114 | 0,47 | — | Нет |
| 2. Плавно изогнутая угловая секция | 41 | 0,17 | > 2000 | Нет |
| 3. Простые радиально изогнутые тонкие пластины | 80 | 0,33 | 250–500 | Нет |
| 4. Поворотные лопатки ближайших конкурентов | 88 | 0,37 | 280 | Да |
| 5. Оптимизированные поворотные лопатки TunnelTech | 57 | 0,24 | 500 | Да |
Коэффициент гидравлических потерь для поворотной секции воздуховода с лопатками TunnelTech и конкурентов в диапазоне скоростей до 100 м/с, рассчитанный для одинаковой геометрии и начальных условий, приведен на Рис. 5.
Более подробная информация о гидравлических потерях по длине воздуховода, местном сопротивлении и общем коэффициенте гидравлических потерь приведена ниже.
Рис. 5. Сравнение поворотных секций TunnelTech и конкурентов: коэффициент гидравлических потерь Дарси — Вейсбаха для одинаковой геометрии и начальных условий расчета.
Снижение турбулентности для надежных гидравлических расчетов и расчетов структурной безопасности
Рис. 6. Угловая секция с поворотными лопатками TunnelTech: масштаб турбулентности (м) при 20 м/с
Плавный, предсказуемый профиль давления/скорости особенно важен в тех случаях, когда высокая турбулентность или отрыв потока недопустимы, например, в экспериментальных аэродинамических трубах, комплексах для индор-скайдайвинга и мощных установках. Эти паразитные эффекты, наряду с пульсациями давления, вызванными отрывом потока и крупномасштабной турбулентностью, также неприемлемы в установках, которые не должны подвергаться акустически индуцированной вибрации, и где отклонения статического давления не допускаются по соображениям структурной устойчивости воздуховода. Кроме того, турбулентный поток является частым источником шума, что еще больше снижает общую производительность системы и комфорт конечного пользователя.
Следует также иметь в виду, что неравномерности потока имеют тенденцию расти и усиливаться ниже по течению, если не используются выпрямители потока, сотовые решетки, выравнивающие сетки или другие устройства кондиционирования потока [1-3]. Точный газодинамический анализ требует расчета сопротивления каждого последующего элемента воздуховода с реальным профилем давления/скорости на входе, создаваемым предыдущим элементом гидравлической сети. Для протяженных гидравлических сетей часто невозможно провести CFD-моделирование всей системы из-за ее огромных размеров. В таких случаях используются приближенные полуэмпирические расчеты, основанные на безразмерных критериях потока и геометрических критериях [4], или программное обеспечение, основанное на таких методах. Аналогичным образом, FEA-моделирование структурной устойчивости воздуховода обычно выполняется с установившимся полем статического давления, приложенным к стенкам воздуховода. Таким образом, сильные неравномерности потока, развивающиеся ниже по течению, также могут вносить погрешность в критически важные для безопасности анализы несущих конструкций.
Приближенные методы обычно не учитывают искажение профиля скорости на входе в элемент гидравлической сети; в лучшем случае они учитывают, является ли профиль полностью развитым или еще не развитым (равномерным), а также параметры пограничного слоя. В аэродинамических трубах и системах промышленной вентиляции каждый поворот потока может вызывать неравномерность и сильную закрутку потока, что вносит неопределенность в расчеты гидравлического сопротивления для протяженных сетей. Поэтому, по возможности, следует избегать больших неравномерностей профиля скорости.
Рис. 6 и приведенные выше результаты показывают, что поворотные секции с поворотными лопатками TunnelTech не только не создают дополнительных возмущений потока, но и могут использоваться для гашения закрутки и неравномерности ниже по потоку за секцией. Таким образом, угловая секция с поворотными лопатками TunnelTech также может действовать как эффективный выпрямитель потока при установке после осевого вентилятора, диффузора воздуховода, теплообменника, испытательной секции, ответвления или отвода воздуховода, или любого другого элемента, генерирующего турбулентность.
Коэффициент местного сопротивления
Местное сопротивление угла поворота можно рассчитать с помощью известной формулы Дарси — Вейсбаха:
ΔP = ξ · ρ · v² / 2
Где:
- ΔP — общие потери давления (перепад давления) в Па;
- ξ — коэффициент местного сопротивления (Дарси — Вейсбаха);
- ρ — плотность среды (кг/м³);
- V — скорость потока во входном сечении (m/s).
Эти параметры, определяющие энергоэффективность воздуховода, сильно зависят от конструкции поворотных лопаток.
Согласно [4], общее сопротивление сложного гидравлического элемента можно представить как сумму сопротивления трения по его длине ξL и местного сопротивления ξ0:
ξSUM = ξL + ξ0
Для прямого воздуховода сопротивление по длине пропорционально длине и обратно пропорционально гидравлическому диаметру, что выражается формулой:
ξL = (L / D) · f
где f — коэффициент трения Дарси.
Для воздуховодов простой формы (например, круглых, квадратных, шестиугольных) f может быть выражен как нелинейная функция только числа Рейнольдса — см. Главу 2 в [4] или https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Дарси_—_Вейсбаха
Коэффициент трения f для простой круглой трубы (круглого воздуховода) с гладкими стенками, полностью развитым профилем потока на входе и турбулентным режимом (числа Рейнольдса Re > 4×103) можно рассчитать по формуле:
f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²
Для реальных воздуховодов также необходимо учитывать шероховатость стенок.
На Рис. 7 ниже показан график зависимости коэффициента гидравлического трения Дарси от числа Рейнольдса Re для различных значений относительной шероховатости стенок, впервые опубликованный Никурадзе в [5-8]. Этот график также известен как диаграмма Муди [9] или формула Колбрука — Уайта [10-11]. Более современное исследование гладких труб можно найти в [12].
Диаграмма показывает сложную зависимость f(Re) для круглой трубы с различными значениями шероховатости. Для квадратных и других некруглых воздуховодов диаграмма еще сложнее. Поэтому необходимо учитывать режим течения (число Рейнольдса), форму воздуховода и относительную шероховатость стенок.
Рис. 7. Диаграмма Муди (также известная как диаграмма Никурадзе), показывающая зависимость коэффициента трения Дарси — Вейсбаха fD от числа Рейнольдса Re для различных значений относительной шероховатости – Оригинальная диаграмма: S. Beck и R. Collins, Шеффилдский университет, распространяется по лицензии CC BY-SA 4.0, wikimedia.org
Для реальных шероховатых воздуховодов по-прежнему можно представить общее сопротивление как сумму ξSUM = ξL + ξ0 сопротивления по длине и местного сопротивления.
Разделение сопротивления на эту сумму упрощает изучение параметров воздуховода, поскольку местное сопротивление ξ0 можно рассчитать для упрощенной геометрии элемента — например, с периодической постановкой задачи на меньшей расчетной области или в 2D-постановке. Обратите внимание на размер расчетной области в примерах, показанных на Рис. 4 — секция имеет высоту 3 м и длину 18 м, а адекватная сходимость сетки начинается только свыше 10 миллионов элементов сетки. Периодическая или 2D-постановка тех же случаев могла бы использовать на порядок меньше элементов сетки, а упрощенный расчет каждой точки скорости на кривой ΔP(v) занял бы минуты или даже секунды, а не часы.
Таким образом, разделение сопротивления на два компонента может значительно упростить расчеты — местное сопротивление ξ0 определяется быстро, а затем добавляется сопротивление по длине ξL. Последнее можно быстро оценить по опубликованным таблицам или по приближенным формулам, основанным на безразмерных критериях и параметрах геометрии воздуховода. Для элементов гидравлических и вентиляционных сетей с резким изменением направления потока (угловые колена, плавные отводы, отводы под различными углами с поворотными лопатками и без них) аналогичный подход и метод представлены в Главах 6-1 и 6-2 подробного Справочника по гидравлическим сопротивлениям [4].
Технические характеристики
Комплексные технические данные для точного проектирования и расчетов производительности.
Технология интегрированного охлаждения
Наши поворотные лопатки меняют подход к проектированию аэротруб: встроенные каналы охлаждения дают превосходную эффективность теплообмена без ущерба для качества потока.
- Огромная теплоотводящая способность — от сотен киловатт до десятков мегаватт.
- Эффективное терморегулирование с нулевым негативным влиянием на турбулентность или качество потока.
- Спроектированы с шестью интегрированными внутренними каналами охлаждения на лопатку для максимальной тепловой эффективности
- Простое подключение к стандартным промышленным системам водяного охлаждения
Особенности продукта
Поворотные лопатки TunnelTech (продукт TTE-TV) находятся в авангарде этой технологии, предлагая непревзойденную эффективность в управлении воздушным потоком. Наша продукция разработана для широкого спектра применений, от комплексов для индор-скайдайвинга и аэродинамических труб до систем ОВК и вентиляции, и воплощает в себе передовые достижения аэродинамического дизайна и энергоэффективности.
Характеристики секции поворотных лопаток в воздуховодах
Высокоэффективные поворотные лопатки TunnelTech устанавливают отраслевой стандарт мощности и аэродинамической эффективности. Наши энергосберегающие поворотные лопатки спроектированы таким образом, чтобы минимизировать аэродинамические потери, обеспечивая плавный воздушный поток и снижая энергопотребление.
Поворотные лопатки TunnelTech обладают превосходными характеристиками местного сопротивления в воздуховодах. Параметры сопротивления, рассчитанные по формуле Дарси — Вейсбаха, как описано выше, представлены на рисунках ниже (см. Рис. 8) и в Спецификации поворотных лопаток.
В целом, когда размер воздуховода неизвестен, значения приводятся для идеализированного элемента с периодическими боковыми граничными условиями, без учета дополнительного трения о стенки по длине, шероховатости или других локальных параметров. На Рис. 8 приведены значения для идеализированного углового элемента с лопатками TunnelTech, рассчитанные для пакета из 15 лопаток с периодическими граничными условиями в качестве аппроксимации бесконечного периодического каскада.
Рис. 8. Поворотная лопатка TunnelTech: коэффициент местного сопротивления и соответствующий перепад давления.
Если система ОВК или другая гидравлическая система состоит из воздуховодов, проходное сечение которых в целом не меняется по пути потока, для приближенных расчетов удобно оценивать сопротивление на единицу длины (которое, конечно, должно быть оценено во всем диапазоне скоростей):
KL = ξL / L = f / Dh
где Dh — гидравлический диаметр воздуховода. Значение KL легко определить по справочникам, как обсуждалось выше. Умножив его на длину и добавив значения местного сопротивления ξ0, взятые из спецификаций или рассчитанные самостоятельно, можно получить быструю оценку общих потерь давления в системе.
ξSUM = KL · L + ξ0
Иллюстративные примеры на Рис. 4 — квадратный воздуховод 2×2 м с параметрами газа и шероховатостью, использованными в расчете, — имеют сопротивление на единицу длины порядка KL = ξL / L ~ 2,1 Па. Это значение относится к простому квадратному воздуховоду без изгибов, лопаток или другого внутреннего оборудования. На полных 21 м, которые воздух проходит по воздуховоду, это дает перепад давления ~44 Па. Добавление значения из Рис. 8 (11 Па при 20 м/с, взятого из Спецификации поворотных лопаток, Таблица A.2.1) дает общее сопротивление 55 Па для реальной секции воздуховода 2×2 м с поворотными лопатками. Это значение хорошо согласуется со значением, показанным на Рис. 4, вариант 5.
Дополнительную информацию о приближенных методах расчета сопротивления воздуховодов любой формы без использования CFD можно найти в [4] и аналогичной литературе.
Примечание: Примеры на Рис. 4 являются лишь частным случаем, демонстрирующим работу поворотных лопаток, и не могут использоваться для оценки произвольного воздуховода. Рисунок 8 применяется более широко, но все же необходимо учитывать конкретные параметры воздуховода клиента. Каждая система требует детального анализа, который вы можете заказать у TunnelTech. Для точного расчета гидравлического сопротивления воздуховода и экспертной оценки энергопотребления вашего вентиляционного оборудования или аэродинамической трубы, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Дополнительную информацию о наших услугах и исследованиях и разработках можно найти на странице Технологии и в разделе Услуги.
Поворотные лопатки для промышленного охлаждения и нагрева
Уникальной особенностью наших поворотных лопаток для промышленных воздуховодов является возможность циркуляции теплоносителя с высоким расходом, что позволяет эффективно охлаждать или нагревать воздух при его прохождении через воздуховод. Это открывает новые возможности в терморегулировании — лопатки для климат-контроля в помещениях и внутриканальные теплообменники с низким сопротивлением — предоставляя нашим клиентам универсальные решения для их потребностей в управлении воздушным потоком.
Оцениваемые с использованием метода HTCL (коэффициент теплопередачи на погонный метр), который количественно определяет тепловой поток (в ваттах) на метр длины поворотной лопатки на кельвин среднелогарифмической разности температур (ΔTLMTD) между наружным воздухом и теплоносителем лопатки, наши поворотные лопатки спроектированы для эффективной теплопередачи в различных условиях воздушного потока, гарантируя стабильную производительность и регулирование температуры.
Параметры коэффициента теплопередачи для поворотных лопаток с водяным охлаждением представлены на Рис. 9 как для сухого, так и для влажного воздуха, где ΔP [кПа] — это разность давления воды между входным и выходным портами лопатки (синий и красный на Рис. 10).
Рис. 10. Каналы охлаждения поворотной лопатки
Рис. 9. Коэффициент HTCL. Сухой (отн. влажность 0%) и влажный воздух (отн. влажность 90% при 30 °C) при различных перепадах давления теплоносителя (воды) между входным и выходным портами каналов охлаждения.
Поворотные лопатки для рекуперации отходящего тепла
Охлаждаемые поворотные лопатки со встроенными теплообменными каналами предлагают универсальное решение для рекуперации отходящего тепла в различных областях применения. Интегрированные в теплообменные системы, эти лопатки могут улавливать избыточную тепловую энергию, которая в противном случае была бы потеряна, и передавать ее в системы рекуперации тепла, значительно повышая общую эффективность системы.
На практике эта технология может использоваться во многих областях. Например, в промышленных процессах охлаждаемые поворотные лопатки могут рекуперировать отходящее тепло из выхлопных газов и использовать его для предварительного нагрева поступающих жидкостей или воздуха, снижая энергопотребление. В системах ОВК тот же принцип применяется в таких устройствах, как вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV) и вентиляторы с рекуперацией энергии (ERV), которые передают тепло между потоками вытяжного и приточного воздуха. Это сводит к минимуму энергию, необходимую для нагрева или охлаждения поступающего воздуха, что приводит к существенной экономии энергии.
Охлаждаемые поворотные лопатки также могут быть интегрированы в системы производства электроэнергии и возобновляемых источников энергии. Например, на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) отходящее тепло от выработки электроэнергии рекуперируется и используется для отопления, повышая общую эффективность системы. В геотермальных энергетических системах эти лопатки могут помочь управлять тепловой энергией, извлекаемой из земли, оптимизируя процессы теплопередачи.
В инициативах по зеленой и возобновляемой энергетике рекуперация отходящего тепла играет критически важную роль в снижении углеродного следа и повышении устойчивости энергетических систем. Этот подход соответствует принципам бережливого производства, повышая эффективность использования ресурсов и снижая эксплуатационные расходы за счет эффективного управления теплом. Кроме того, в ESG-проектах внедрение таких технологий демонстрирует приверженность минимизации воздействия на окружающую среду и оптимизации использования ресурсов в соответствии с более широкими целями устойчивого развития.
Рекуперация тепла — Связанные проекты
TunnelTech имеет большой опыт в реализации проектов по теплообмену и системам ОВК, предназначенных для рекуперации отходящего тепла с помощью охлаждаемых поворотных лопаток. Интегрируя эти лопатки в теплообменные системы, спроектированные для улавливания и повторного использования тепловой энергии, которая в противном случае была бы потеряна, TunnelTech позволяет более эффективно рекуперировать отходящее тепло в широком спектре промышленных и коммерческих процессов. Это не только повышает энергоэффективность, но и поддерживает цели устойчивого развития за счет снижения энергопотребления и эксплуатационных расходов.
Применение
Наши поворотные лопатки применяются в самых разных отраслях и сферах
Системы ОВК
| Коммерческие здания | Оптимизация воздуховодов; энергоэффективность; снижение эксплуатационных расходов; повышение уровня здоровья и безопасности за счет эффективного контроля качества и температуры воздуха |
| Жилые комплексы | Комфортные условия проживания с оптимальным качеством воздуха и воздухообменом; повышение уровня здоровья и безопасности |
| Центры обработки данных | Поворотные лопатки с функцией терморегулирования поддерживают критически важные уровни температуры и влажности, необходимые для производительности и долговечности серверов |
Системы вентиляции объектов гражданского строительства
| Больницы и медицинские учреждения | Бесшумные поворотные лопатки обеспечивают жизненно важный контроль качества воздуха для защиты пациентов и персонала; повышение уровня здоровья и безопасности за счет эффективного контроля качества и температуры воздуха |
| Образовательные учреждения | Улучшение условий обучения за счет оптимизации циркуляции воздуха |
Климат-контроль
| Электроника, биотехнологии, пищевая промышленность и другие высокотехнологичные объекты / Чистые помещения | Контроль температуры и влажности для высокотехнологичных и требовательных производств; поворотные лопатки для систем кондиционирования поддерживают строгие стандарты воздушного потока для производства и исследований |
| Спортивные арены | Комфорт и безопасность для спортсменов и зрителей |
Промышленное и специализированное применение
| Строительство и обслуживание туннелей | Улучшение качества воздуха и безопасности рабочих в туннелях |
| Промышленные объекты | Оптимизация воздуховодов; энергоэффективность; устойчивое развитие; снижение эксплуатационных расходов |
| Литейные заводы и предприятия тяжелой промышленности | Энергоэффективность; снижение эксплуатационных расходов; рекуперация отходящего тепла; декарбонизация и ESG; промышленные воздуховоды систем ОВК; терморегулирование |
| Морская инженерия | Улучшенная вентиляция на кораблях и подводных лодках для комфорта экипажа и надежности оборудования |
| Горнодобывающая промышленность и подземное строительство | Жизненно важная вентиляция для шахт и других подземных сооружений, снижающая риск возникновения опасных ситуаций |
Каждая из этих сфер применения получает значительные преимущества благодаря передовому дизайну и функциональности поворотных лопаток TunnelTech, которые знаменуют собой шаг вперед в эффективном управлении воздушным потоком. Выбирая поворотные лопатки TunnelTech с низким аэродинамическим сопротивлением, клиенты могут рассчитывать не только на достижение, но и на перевыполнение своих целей по производительности систем, при этом
- •снижение энергопотребления* до 30%
- •снижение шума* на 60% по сравнению с обычными воздуховодами.
* Экспериментальные результаты для геометрии аэродинамической трубы TT45 PRO.
Для получения дополнительной информации о том, как наши поворотные лопатки могут быть адаптированы к вашим конкретным потребностям, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой. Позвольте TunnelTech стать вашим партнером в достижении оптимального управления воздушным потоком.
Монтаж и обслуживание
- •Размеры и спецификации
Перед установкой проверьте размеры воздуховода и спецификации поворотных лопаток
- •Варианты монтажа
Доступны в конфигурациях с креплением на зажимах, болтах и под сварку
- •Погрузочно-разгрузочные работы
Соблюдайте правила погрузочно-разгрузочных работ для безопасной транспортировки и позиционирования
- •Пошаговая установка
Подробные инструкции по установке прилагаются к каждой поставке продукта
- •График осмотров
Регулярные визуальные осмотры для обеспечения выравнивания лопаток и структурной целостности
- •Процедуры очистки
Периодическая очистка для удаления скоплений пыли и мусора на поверхностях лопаток
- •Мониторинг износа
Следите за признаками коррозии, эрозии или механических повреждений
- •Руководство по устранению неполадок
Устранение распространенных проблем, таких как вибрация, шум или снижение эффективности воздушного потока
Документация
Техническая информация об угловых секциях аэродинамических труб TunnelTech и параметрах поворотных лопаток доступна в подробной спецификации, охватывающей продукты TTE-TSA и TTE-TV. Документация включает варианты конструкции, коэффициенты местного сопротивления для горизонтальных и вертикальных 90-градусных углов поворота, а также гидравлические и теплообменные параметры для поворотных лопаток с охлаждением.
Скачать спецификацию TTE-TSA (PDF)Ссылки и связанные публикации
Дополнительную информацию о проектировании и оптимизации поворотных лопаток для аэродинамических труб, промышленных воздуховодов, воздуховодов систем ОВК и оборудования для управления воздушным потоком, выпрямителей потока вентиляторов и т. д. можно найти по ссылкам ниже:
- Baals, D.D., and W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
- Barlow, J.B., W.H. Rae, and A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
- Pope, A., and K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
- Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
- Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (English translation: Laws of flow in rough pipes). Technical report, NACA Technical Memorandum 1292. National Advisory Commission for Aeronautics (1950), Washington, DC. ntrs.nasa.gov
- Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
- Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (English translation). NASA TT F-10: 359 (1966).
- Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
- Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
- Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers, Volume 11 Issue 4, February 1939, pp. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
- Colebrook, C. F. (February 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. London. Volume 12 Issue 8, October 1939, pp. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
- McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, and Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
- Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
- Cattafesta, Louis, Chris Bahr, and Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
- Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
- Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. and McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. NASA Technical Memorandum, AIAA Paper 86-0044. Reno, Nevada, January 1986. semanticscholar.org
- Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
- Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, and Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (February 26, 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
- Modi, P. P., and S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82, no. 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
- Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, and A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26, no. 1 (January 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
- Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
- Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
- Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.
Смотрите также:
- Диаграмма Муди: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
- Формула Дарси — Вейсбаха: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
- Коэффициент трения: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
- Потери на трение: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss