Makala ya Teknolojia

Kona za Kugeuza za Mfereji wa Hewa

Suluhisho za turning vanes zenye utendaji wa juu kwa mahandaki ya upepo, mifumo ya HVAC, na matumizi ya viwandani

MuhtasariKanuni na UfanisiVivutio vya BidhaaMatumiziUsakinishajiNyarakaMarejeleo

Utangulizi wa Turning Vanes

Katika nyanja ya usimamizi wa mtiririko wa hewa, muundo wa kona za duct una jukumu muhimu katika ufanisi na utendaji wa uingizaji hewa, mifumo ya HVAC, na mahandaki ya upepo. Wakati hewa inalazimishwa kufanya zamu kali, kama inavyohitajika mara nyingi katika ductwork, inakutana na upinzani ulioongezeka wa hydraulic, na kusababisha upotevu mkubwa wa shinikizo na msukosuko. Hii sio tu inahatarisha ufanisi wa mfumo kwa kuhitaji nishati zaidi kudumisha mtiririko wa hewa lakini pia inaathiri uadilifu wa muundo wa ductwork kutokana na shinikizo lisilo sawa linalosababishwa na mitiririko ya turbulent.

Hapa ndipo turning vanes, pia zinajulikana kama corner vanes au mabawa ya kuongoza, zinapoingia (Kielelezo 1). Zikiwa zimeundwa kusakinishwa ndani ya kona, vanes za kona za duct huruhusu hewa kupita kwenye zamu na upinzani mdogo, kupunguza kwa ufanisi upotevu wa shinikizo na kupunguza msukosuko bila hitaji la nafasi ya ziada ambayo bends za radius laini zinahitaji. Hii inafanya turning vanes kuwa suluhisho bora la kusimamia mtiririko wa hewa kwa ufanisi katika nafasi finyu.

Kusanyiko la sehemu ya kona ya turning vane ya Tunnel Tech

Kielelezo 1. Kusanyiko la sehemu ya kona ya turning vane ya Tunnel Tech

Sehemu za mabawa ya kuongoza za utendaji wa juu zinazoshindana na suluhisho za kawaida za HVAC.

Suluhisho la jadi la kushinda hali zilizotajwa zenye madhara za msukosuko ulioongezeka, upotevu wa shinikizo na kelele katika duct iliyopindika sana ni kuunda viwiko vya duct vya radial (Kielelezo 2 na Kielelezo 4, kesi 2). Viwiko hivi, ingawa vinafaa katika kupunguza msukosuko, kelele, na upotevu wa shinikizo (ambayo ni ya kawaida katika bend kali kama inavyoonekana katika Kielelezo 4, kesi 1), vina seti yao wenyewe ya matatizo.

Ductworks kadhaa za jadi za uingizaji hewa na zamu iliyotengenezwa kwa chuma cha karatasi kilichopindika vizuri na waelekezi wa mtiririko waliopindishwa imewasilishwa katika Kielelezo 2 upande wa kushoto. Picha inawakilisha mifano michache ya anuwai za kawaida zinazotumiwa katika ducts za HVAC, k.m. zinazotii viwango vya ductwork vya DW144.

Suluhisho kama hizo za duct ni za kawaida na za gharama nafuu kwa matumizi madogo katika uhandisi wa kiraia, biashara ndogo na mifumo ya HVAC ya nguvu ndogo ambapo gharama ya nishati sio jambo muhimu. Hata hivyo, muundo huu sio suluhisho nzuri kwa mifumo ya uingizaji hewa na kupoza katika kiwango cha kati na kikubwa na uzalishaji wa nguvu wa uwezo wa juu, metallurjia, turbomachinery, vibadilishaji joto, urejeshaji wa joto taka na matumizi ya kisasa ya nishati ya kijani na mbadala ambapo ufanisi wa hydraulic na uokoaji wa nishati ni lazima.

Hata hivyo, hakuna haja ya kujenga duct maalum isiyo ya kawaida kila wakati matumizi ya nishati ya mtandao wa hydraulic yanahitaji kuboreshwa kwa ukamilifu. Kielelezo 2 hicho hicho upande wa kulia kinaonyesha anuwai ya sehemu ya mabawa ya kuongoza ya diagonal ya Tunnel Tech, ambayo ina ufanisi wa nishati, kelele ya chini na msukosuko mdogo, huku ikikidhi viwango vya tasnia kwa mifumo ya HVAC, lakini pia inaweza kutumika katika kesi za matumizi ya viwandani ya kiwango kikubwa na nguvu kubwa. Mfano wa kituo cha kiwango kikubwa ambapo sehemu ya turning vane ya diagonal inaweza kuunganishwa kwa urahisi inaonyeshwa katika Kielelezo 3.

Kiwiko laini cha kawaida cha HVAC cha kiwango cha kati na vane ya kugawanya iliyotengenezwa kwa karatasi ya chuma, kiwango cha DW144 (kushoto), na kusanyiko la turning vane ya diagonal ya utendaji wa juu ya Tunnel Tech kwa ducts za kawaida za hewa (kulia)

Kielelezo 2. Kiwiko laini cha kawaida cha HVAC cha kiwango cha kati na vane ya kugawanya iliyotengenezwa kwa karatasi ya chuma, kiwango cha DW144 (kushoto), na kusanyiko la turning vane ya diagonal ya utendaji wa juu ya Tunnel Tech kwa ducts za kawaida za hewa (kulia).

Sehemu za kugeuza za mfereji wa hewa za kiwango kikubwa za Tunnel Tech kwa mahandaki ya upepo, uzalishaji wa nguvu na matumizi ya viwandani

Kielelezo 3. Sehemu za kugeuza za mfereji wa hewa za kiwango kikubwa za Tunnel Tech kwa mahandaki ya upepo, uzalishaji wa nguvu na matumizi ya viwandani.

Muundo wa Turning Vane kwa ajili ya Kushuka kwa Shinikizo, Msukosuko na Upunguzaji wa Kelele

Kwa ulinganisho wa miundo tofauti ya kona za kugeuza, kushuka kwa shinikizo (ΔP) na mifumo ya mtiririko iliyoigwa na CFD imetolewa katika Kielelezo 4 hapa chini. Kasi ya mtiririko wa hewa wa kuingiza ya 20 m/s na duct ya mraba ya 2×2 m zilichaguliwa kama mfano wa kuonyesha. Masafa ya kasi ya 20 m/s yalichaguliwa kwa madhumuni ya kuonyesha, kwa kuwa kawaida mahandaki ya upepo ya wima ya daraja la kitaalamu kwa indoor skydiving hufanya kazi wakati mwingi katika modes, ambapo kasi ya mtiririko katika sehemu inayozunguka inatofautiana kati ya 10 na 30 m/s. Mahesabu ya CFD yalifanywa kwa anga 1 ya kawaida kwa 20 C na unyevunyevu wa hewa sifuri na gesi inayoweza kubanwa na ukuta wa adiabatic wenye ukwaru wa 250 µm. Mesh ya seli milioni 6 hadi 10 kwa kila kikoa ilitumika. Wasifu wa Ingizo bapa na msukosuko wa 2% vilitumika kwenye mpaka wa kuingiza. Msukosuko ulitibiwa kwa kutumia modeli ya k-ε.

NB! Tafadhali kumbuka kuwa vielelezo vilivyoonyeshwa katika Kielelezo 4 ni mifano maalum, iliyowasilishwa tu kwa madhumuni ya kuonyesha kanuni za uendeshaji na kulinganisha aina chache za sehemu za kona za rotary. Kesi hizi haziwezi kuchukuliwa kama za jumla kwa kila kesi ya matumizi. Kwa kila mfumo halisi wa uingizaji hewa au mtandao mwingine wa hydraulic, vigezo maalum vya hydraulic, saizi na umbo la duct, ukwaru na kasoro za kimuundo, kutokuwa na usawa wa mtiririko na vigezo halisi vya gesi lazima vizingatiwe kwa kila hatua ya hesabu. Unaweza kuagiza hesabu kama hiyo kwa mfumo maalum kwa kuwasiliana nasi.

Kesi zifuatazo za muundo zinaelezewa:

  1. Sehemu ya kona bila mabawa ya kuongoza.
  2. Sehemu ya kona iliyopindika vizuri (r = ½ ya urefu wa duct) na waelekezi wa mtiririko waliopindishwa kwa radial. Kushuka kwa shinikizo kunategemea pia idadi na jiometri ya spacers za duct. Mfano wenye idadi iliyopunguzwa ya vibao vya kugawanya mtiririko wa hewa vilivyoundwa vizuri unaonyeshwa.
  3. Sahani nyembamba rahisi zilizopindishwa kwa radial (unene wa 10-20mm).
  4. Turning vanes za kawaida zisizoboreshwa za washindani wa karibu.
  5. Turning vanes za Tunnel Tech (TTE-TV) zenye wasifu ulioboreshwa.

Tatizo kubwa zaidi la ducts zilizopindika mviringo na idadi ndogo ya watenganishi wa sahani zilizopindishwa rahisi (au bila mabawa ya kuongoza kabisa) ni muundo wa usambazaji wa shinikizo na kasi kwenye toleo la sehemu ya kugeuza (Kielelezo 4, kesi 2, ona sehemu mtambuka ya toleo). Muundo huu unaonyesha kuwa kasi itaongezeka kutoka ukuta wa nje hadi ukuta wa ndani wa kila kikoa kidogo cha mtiririko, na kusababisha mtiririko usio sawa, msukosuko mkubwa na kelele. Kadiri radius ya kugeuka inavyokuwa ndogo, ndivyo uwezekano wa kutengana kwa mtiririko, upotoshaji wa uwanja wa shinikizo na kasi, kiwango cha kelele na thamani ya kushuka kwa shinikizo inavyokuwa kubwa.

Njia pekee ya kushinda masuala haya ni radius kubwa ya kupindika ya sehemu kama hiyo ya kona na kuongezeka kwa idadi ya mabawa ya kuongoza mtiririko wa hewa. Hapa linakuja tatizo la pili - nafasi iliyoongezeka inayohitajika kutosheleza bends kama hizo na gharama ya nyenzo ya spacers kadhaa za radial za mfereji wa hewa, zilizopimwa kulingana na sehemu mtambuka ya duct. Katika mifumo mikubwa ya duct, kutekeleza bends za radius laini kunaweza kusababisha miundo mikubwa isiyo na sababu, na kufanya mbinu hii isiwe ya vitendo katika hali nyingi, haswa ambapo nafasi ni finyu. Nafasi ya ziada inayohitajika inaonyeshwa na mistari iliyokatika katika Kielelezo 4, kesi 2 hapa chini. Mtu lazima aongeze urefu na upana wa kila zamu kwa kiwango cha chini cha ½ cha saizi ya duct. Kwa mahandaki ya upepo yanayozungusha hewa inamaanisha kuongezeka kwa vipimo vya jengo kwa mita kadhaa katika kila mwelekeo, jambo ambalo husababisha gharama kubwa za ductwork na uwekezaji mkubwa wa mtaji. Kwa kuongezea, kila mgawanyaji wa mtiririko atagharimu sawa na ukuta wa duct.

Sehemu za kona katika ductwork - ulinganisho wa muundo na utendaji

Kielelezo 4. Sehemu za kona katika ductwork - ulinganisho wa muundo na utendaji

Suluhisho bora kwa mahandaki ya upepo na uingizaji hewa wa viwandani ni rotary vanes za sehemu ya kugeuza zenye wasifu wa bawa uliopangwa kando ya ulalo kama inavyoonyeshwa katika Kielelezo 4, kesi 3-5.

Picha zote za CFD hapo juu zinalingana na sehemu ya kona ya mfereji wa hewa yenye ingizo la 2x2m kwa kasi ya mtiririko wa hewa ya 20 m/s, kama mfano, unaofaa zaidi kwa matumizi ya indoor skydiving na handaki la upepo la subsonic la kasi ya chini.

Kielelezo 4 kesi 3 inaonyesha sehemu ya kona yenye mabawa rahisi ya kuongoza yaliyotengenezwa kwa karatasi nyembamba za chuma zilizopindishwa. Kielelezo 4 kesi 4 ni mfano bora wa rotary vanes zinazopatikana kutoka kwa washindani wa karibu wa TunnelTech. Zote zina urefu mdogo wa chord na umbo la airfoil lisiloboreshwa, na kusababisha kile kinachoonekana kuwa kutokuwa na usawa wa mtiririko uliobaki kwenye toleo la sehemu, upinzani mkubwa wa aerodinamiki na kelele ya mfereji wa hewa. Vanes nyembamba zilizotengenezwa kwa karatasi rahisi za chuma zilizopindishwa kawaida huzidi viwango vya kelele vinavyoruhusiwa hata kwa kasi ndogo ya hewa, na chaguo lenye wasifu mnene na mfupi na uwiano mdogo wa chord-kwa-unene pia litakuwa na eneo dogo la uso, jambo ambalo halifai katika matumizi ambapo turning vanes zilizopozwa hutumiwa kwa uhamishaji joto.

Katika sehemu ya chini ya Kielelezo 4 kesi 5, kona ya mfereji wa hewa iliyo na turning vanes za utendaji wa juu za Tunnel Tech (kwa kuagiza rejelea p/n ifuatayo: TTE-TV-90) inaonyeshwa. Kama inavyoweza kuonekana kutoka kwa sehemu mtambuka, mtiririko ni sawa zaidi katika kesi ya mabawa ya kuongoza yaliyowekwa wasifu vizuri, ambayo husababisha kushuka kwa shinikizo kidogo na msukosuko mdogo.

Wasifu wa shinikizo/kasi ya hewa ya kutolea pia ni bora zaidi kwa sehemu za kona za Tunnel Tech zilizo na vanes za chord ndefu kuliko katika kesi nyingine. Hii inasababisha ubora wa aerodinamiki wa Tunnel Tech usio na kifani, kama inavyoonekana katika hakiki nyingi za wataalamu wa skydiving na wateja wengine.

Data zote zilizojadiliwa hapo juu, ikiwa ni pamoja na urefu wa chord na chaguzi za kupoza zinapatikana pia katika <strong>Jedwali 1</strong>.

Jedwali 1. Vigezo linganifu kwa kesi 1-5 za Kielelezo 4.
Kesi / Aina ya VaneΔP (Pa) (*)ξ (*)Urefu wa Chord (mm)Kupoza
1. Hakuna vanes, kona kali1140.47—Hapana
2. Sehemu ya kona iliyopindika vizuri410.17> 2000Hapana
3. Sahani nyembamba rahisi zilizopindishwa kwa radial800.33250–500Hapana
4. Turning vanes za washindani wa karibu880.37280Ndiyo
5. Turning vanes zilizoboreshwa za Tunnel Tech570.24500Ndiyo

Thamani za mgawo wa upotevu wa hydraulic kwa masafa ya kasi hadi 100m/s kwa sehemu ya kugeuza ya duct na vanes za TunnelTech na washindani, bila tofauti kutokana na uchaguzi wa data ya awali, zimetolewa katika Kielelezo 5.

Maelezo zaidi juu ya upotevu wa hydraulic kando ya urefu wa duct, upinzani wa sehemu na mgawo wa jumla wa upotevu wa hydraulic yametolewa hapa chini.

Ulinganisho wa sehemu ya kugeuza ya Tunnel Tech na mshindani. Mgawo wa upotevu wa Hydraulic wa Darcy-Weisbach kwa jiometri sawa na masharti ya awali ya hesabu.

Kielelezo 5. Ulinganisho wa sehemu ya kugeuza ya Tunnel Tech na mshindani. Mgawo wa upotevu wa Hydraulic wa Darcy-Weisbach kwa jiometri sawa na masharti ya awali ya hesabu.

Kupunguza Msukosuko kwa Mahesabu ya Kuaminika ya Hydraulic na Usalama wa Muundo

Kiwango cha msukosuko wa sehemu ya kona ya vane ya Tunnel Tech (m) @ 20 m/s

Kielelezo 6. Kiwango cha msukosuko wa sehemu ya kona ya vane ya Tunnel Tech (m) @ 20 m/s

Wasifu laini na unaotabirika wa shinikizo/kasi ni muhimu sana kwa matumizi ambapo msukosuko mkubwa au kutengana kwa mtiririko hakukubaliki, kama vile mahandaki ya upepo ya majaribio, vifaa vya indoor skydiving, na matumizi ya nguvu kubwa. Hali hizi za vimelea, pamoja na mapigo ya shinikizo yanayosababishwa na kutengana kwa mtiririko na msukosuko mkubwa, pia hazikubaliki katika usakinishaji unaohitaji kutokuwepo kwa mitetemo inayosababishwa na akustiki na ambapo kupotoka kwa shinikizo tuli hakuruhusiwi kwa sababu ya mahitaji ya utulivu wa muundo wa mfereji wa hewa. Kwa kuongezea, mitiririko hii ya turbulent ni chanzo cha kawaida cha kelele, ikipunguza zaidi utendaji wa jumla wa mfumo na faraja inayotolewa kwa watumiaji wa mwisho.

Inapaswa pia kuzingatiwa kuwa kasoro za mtiririko zina mwelekeo wa kuendeleza zaidi na kuongezeka, ikiwa straighteners maalum, honeycombs, nyavu za deturbulization au vifaa vingine vya usimamizi wa mtiririko wa hewa havitatumika [1-3]. Uchambuzi sahihi wa mienendo ya gesi unahitaji kuhesabu upinzani wa kila kipengele kinachofuata cha mfereji wa hewa ukizingatia wasifu halisi wa shinikizo/kasi ya ingizo, ambayo huzalishwa katika kipengele kilichopita cha mtandao wa hydraulic. Kwa mitandao mirefu ya hydraulic mara nyingi haiwezekani kufanya simulation ya CFD ya mfumo mzima kwa sababu ya vipimo vikubwa. Kwa hali kama hiyo, mahesabu ya makadirio ya nusu-empirical yanayohusisha nambari zisizo na kipimo za majimaji na vigezo vya jiometri [4] au programu inayotegemea njia kama hizo hutumiwa. Pia, uundaji wa FEA kuamua utulivu wa muundo wa duct kawaida hufanywa na uwanja thabiti wa shinikizo tuli uliotumika kwenye kuta za duct. Kwa hivyo, kasoro kali za mtiririko zinazoendelea chini ya mkondo zinaweza pia kuanzisha makosa katika uchunguzi muhimu wa usalama wa miundo inayobeba mzigo.

Mbinu za makadirio kawaida hazishughulikii upotoshaji wa wasifu wa kasi kwenye ingizo la kipengele cha mtandao wa hydraulic, na bora zaidi huzingatia ikiwa wasifu umekuzwa au bado haujakuzwa (sawa), na vigezo vya tabaka la mpaka. Katika mahandaki ya upepo na mifumo ya uingizaji hewa ya viwandani, kila zamu ya mtiririko inaweza kusababisha kutokuwa na usawa na swirl kali ya mtiririko, ambayo husababisha kutokuwa na uhakika katika mahesabu ya upinzani wa hydraulic katika mitandao mirefu ya hydraulic. Kwa hivyo, inapowezekana, mtu anapaswa kuepuka kuonekana kwa kasoro kubwa za wasifu wa kasi.

Inaweza kuonekana katika Kielelezo 6 na kutoka kwa yaliyoonyeshwa hapo juu kuwa vigezo vya sehemu za kugeuza na turning vanes za TunnelTech ni vile ambavyo haviunda usumbufu wa ziada wa mtiririko lakini pia vinaweza kutumika kupunguza swirls na kutokuwa na usawa chini ya mkondo wa sehemu ya kugeuza. Kwa hivyo, sehemu ya rotary na vanes za TunnelTech inaweza pia kufanya kazi kama kirekebisha mtiririko bora, imewekwa baada ya feni ya axial, diffuser ya duct, kibadilishaji joto, sehemu ya majaribio, matawi au kugonga kwenye duct, au kitu kingine chochote kinachozalisha msukosuko.

Mgawo wa Upinzani wa Sehemu

Tabia za upinzani wa sehemu za kona ya kugeuza zinaweza kuhesabiwa kwa kutumia linganifu maarufu la Darcy-Weisbach:

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

Ambapo:

  • ΔP – jumla ya upotevu wa shinikizo (kushuka kwa shinikizo) katika Pa;
  • ξ – mgawo wa upinzani wa sehemu (Darcy-Weisbach);
  • ρ – msongamano wa majimaji (kg/m³);
  • V – kasi ya majimaji kwenye sehemu mtambuka ya ingizo (m/s).

Vigezo hivi, ambavyo huamua ufanisi wa nishati wa mfereji wa hewa, vinategemea sana muundo wa turning vane.

Kulingana na [4] jumla ya upinzani wa kipengele tata cha hydraulic inaweza kuwakilishwa kama jumla ya upinzani wa msuguano wa urefu ξL na upinzani wa sehemu ξ0:

ξSUM = ξL + ξ0

Kwa mfereji wa hewa ulionyooka upinzani wa urefu unalingana na urefu na kinyume na kipenyo cha hydraulic, ambacho kinaonyeshwa na fomula:

ξL = (L / D) · f

ambapo f ni sababu ya msuguano wa Darcy.

Katika kesi ya mabomba yenye umbo rahisi (yaani duara, mraba, pembe sita), f inaweza kuonyeshwa na utegemezi usio wa mstari tu kwenye nambari ya Reynolds - ona Sura ya 2 katika [4] au https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation

Sababu ya msuguano f kwa bomba rahisi la duara (duct ya duara) lenye kuta laini, na wasifu wa mtiririko uliotulia uliokuzwa kwenye ingizo na kwa utawala wa turbulent (nambari za Reynolds Re > 4×103) inaweza kuhesabiwa kwa fomula:

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

Kwa ducts halisi, ukwaru lazima pia uzingatiwe.

Kielelezo 7 hapa chini kinaonyesha plot ya sababu ya msuguano wa Darcy dhidi ya nambari ya Reynolds Re kwa ukwaru mbalimbali wa ukuta wa jamaa, iliyochapishwa kwanza na Nikuradze katika [5-8]. Grafu hii pia inajulikana kama mchoro wa Moody [9] au uhusiano wa Colebrook-White [10-11]. Utafiti wa kisasa kwa mabomba laini unaweza kupatikana katika [12].

Mchoro huu unaonyesha utegemezi tata wa f(Re) kwa bomba la duara lenye ukwaru tofauti. Kwa mabomba ya mraba na mengine yasiyo ya duara, mchoro utakuwa mgumu zaidi. Kwa hivyo, tawala za mtiririko (nambari ya Reynolds), umbo la duct na ukwaru wa ukuta wa jamaa lazima uzingatiwe.

Mchoro wa Moody (a.k.a. Nikuradze), unaoonyesha sababu ya msuguano wa Darcy-Weissbach fD iliyopangwa dhidi ya nambari ya Reynolds Re kwa ukwaru mbalimbali wa jamaa

Kielelezo 7. Mchoro wa Moody (a.k.a. Nikuradze), unaoonyesha sababu ya msuguano wa Darcy–Weissbach fD iliyopangwa dhidi ya nambari ya Reynolds Re kwa ukwaru mbalimbali wa jamaa – Mchoro asili: S Beck na R Collins, Chuo Kikuu cha Sheffield, Imeshirikiwa chini ya CC BY-SA 4.0, wikimedia.org

Katika kesi ya ducts halisi zenye ukwaru, bado inawezekana kuwakilisha jumla ya upinzani kama jumla ξSUM = ξL + ξ0 ya upinzani wa urefu na upinzani wa sehemu.

Uwakilishi huu wa jumla hurahisisha utafiti wa vigezo vya duct, kwa kuwa upinzani wa sehemu ξ0 unaweza kuhesabiwa kwa jiometri ya kipengele iliyorahisishwa - kwa mfano, katika uundaji wa mara kwa mara wa tatizo na kikoa kidogo cha hesabu au katika toleo la 2D la tatizo. Kumbuka saizi kubwa ya kikoa cha hesabu cha mifano iliyoonyeshwa katika Kielelezo 4, ambapo sehemu ina urefu wa mita 3 na urefu wa mita 18, na muunganiko wa gridi huanza kuonekana vya kutosha kwa saizi ya zaidi ya vipengele milioni 10 vya mesh. Tofauti ya uundaji wa tatizo na masharti ya mara kwa mara au 2D kwa kesi hizi inaweza kuwa na idadi ndogo ya vipengele vya mesh kwa amri ya ukubwa, na hesabu iliyorahisishwa ya kila hatua ya kasi kwa grafu ya ΔP(v) itachukua dakika chache tu au hata sekunde badala ya masaa.

Kwa hivyo, kugawanya katika jumla ya upinzani mbili kunaweza kurahisisha mahesabu kwa kiasi kikubwa - mtu anaweza kuamua haraka upinzani wa sehemu ξ0 na kisha upinzani wa urefu ξL unaweza kuongezwa. Hii ya mwisho inaweza kukadiriwa haraka kutoka kwa majedwali yanayojulikana au kwa fomula za makadirio kwa kutumia milinganyo iliyorahisishwa kulingana na nambari zisizo na kipimo na vigezo vya jiometri ya mfereji wa hewa. Kwa vipengele vya mtandao wa hydraulic na duct na mabadiliko ya ghafla katika mwelekeo wa mtiririko, (viwiko vyenye pembe, bends laini, bends kwa pembe tofauti na bila turning vanes), mbinu na njia kama hiyo imewasilishwa katika Sura ya 6-1 na 6-2 katika Handbook of hydraulic resistance [4] ya kina.

Vivutio vya Bidhaa

Mabawa ya kugeuza mtiririko wa hewa ya Tunnel Tech (bidhaa ya TTE-TV) yako mstari wa mbele katika teknolojia hii, yakitoa ufanisi usio na kifani katika usimamizi wa mtiririko wa hewa. Bidhaa zetu zimeundwa kwa ajili ya matumizi mbalimbali, kutoka vifaa vya indoor skydiving na mahandaki ya upepo hadi mifumo ya HVAC na uingizaji hewa, ikijumuisha muundo wa kisasa wa aerodinamiki na ufanisi wa nishati.

Flange ya turning vane ya Tunnel Tech

Utendaji wa Sehemu ya Turning Vane katika Mifereji ya Hewa

Mabawa ya kuongoza mtiririko wa hewa ya utendaji wa juu ya Tunnel Tech yanaweka kiwango cha tasnia kwa nguvu na ufanisi wa aerodinamiki. Turning vanes zetu zinazookoa nishati zimeundwa kupunguza msuguano wa aerodinamiki, kuhakikisha mtiririko laini wa hewa na kupunguza matumizi ya nishati.

Turning vanes za TunnelTech zina sifa bora za upinzani wa sehemu ya mfereji wa hewa. Vigezo vya upinzani, vilivyohesabiwa kwa kutumia linganifu la Darcy-Weisbach, kama ilivyoelezwa hapo juu, vimewasilishwa katika takwimu zifuatazo (ona Kielelezo 8 hapa chini) na katika Datasheet ya Turning Vane.

Kwa ujumla, kwa kesi ambapo saizi ya duct haijulikani, thamani hutolewa kwa kipengele kilichoboreshwa chenye masharti ya mpaka wa pembeni ya mara kwa mara, bila kuzingatia mchango uliotolewa na upinzani wa ziada wa ukuta kando ya urefu, ukwaru na ushawishi wa vigezo vingine vya ndani. Katika Kielelezo 8 thamani za kipengele cha kona ya rotary kilichoboreshwa na vanes za Tunnel Tech zimetolewa, ambazo zilihesabiwa katika makadirio ya mlolongo usio na mwisho wa mara kwa mara wa stack ya blade 15 na masharti ya mpaka wa mara kwa mara.

Kielelezo 8. Mgawo wa upinzani wa sehemu wa turning vane ya Tunnel Tech na kushuka kwa shinikizo kunakoendana.

Ikiwa HVAC au mfumo mwingine wa hydraulic una ducts ambazo hazibadilishi umbo la sehemu mtambuka ya eneo la mtiririko kando ya njia ya mtiririko, ni rahisi kukadiria upinzani kwa kila urefu wa kitengo kwa mahesabu ya makadirio (kukadiriwa, bila shaka, kwa masafa yote ya kasi):

KL = ξL / L = f / Dh

ambapo Dh ni kipenyo cha hydraulic cha duct. Thamani ya KL ni rahisi kuamua kutoka kwa vitabu vya marejeleo, kama ilivyojadiliwa hapo juu. Kwa hivyo, kwa kuzidisha hii kwa urefu, na kuongeza thamani za upinzani wa sehemu ξ0 zilizopatikana kutoka kwa datasheets au kuhesabiwa kwa kujitegemea, inawezekana kukadiria haraka jumla ya upotevu wa shinikizo katika mfumo.

ξSUM = KL · L + ξ0

Mifano ya kielelezo hapo juu iliyoonyeshwa katika Kielelezo 4 cha duct ya mraba ya mita 2×2 na vigezo vya gesi na ukwaru uliotumika katika hesabu ina upinzani kwa kila urefu wa kitengo cha agizo la K<sub>L</sub> = ξ<sub>L</sub> / L ~ 2.1 Pa. Thamani hii inatumika wakati wa kutathmini duct ya mraba bila kuhesabu bends, vanes, au vifaa vingine vya ndani. Kwa urefu kamili wa mita 21 ambao misa ya hewa inasafiri kando ya duct itatoa kushuka kwa shinikizo kwa ~44 Pascals. Kuongeza kwa hii thamani iliyoonyeshwa katika Kielelezo 8 (11 Pa kwa kasi ya 20 m/s iliyochukuliwa kulingana na Datasheet ya Turning Vane (Jedwali A.2.1) inatoa jumla ya upinzani wa 55 Pa kwa sehemu halisi ya duct ya mraba ya 2×2 na rotary vanes ndani yake. Thamani hii inakubaliana vizuri na thamani iliyoonyeshwa katika Kielelezo 4, kesi 5.

Taarifa zaidi juu ya njia za makadirio za kuhesabu upinzani wa duct wa umbo lolote bila kutumia mbinu za CFD zinaweza kupatikana kwa urahisi <a href="#references">[4]</a> au fasihi kama hiyo.

NB! Tafadhali kumbuka kuwa mifano iliyoonyeshwa katika Kielelezo 4 ni kesi maalum tu kuonyesha uendeshaji wa rotary vanes na haiwezi kutumika kutathmini duct ya kiholela! Kielelezo 8 kinatumika katika muktadha mpana, hata hivyo, vigezo maalum vya duct ya mteja vinahitaji kuzingatiwa. Kila mfumo maalum unahitaji uchambuzi wa kina, ambao unaweza kuagiza kutoka Tunnel Tech. Kwa hesabu sahihi ya upinzani wa hydraulic wa duct na tathmini ya kitaalam ya matumizi ya nishati ya uingizaji hewa wako au vifaa vya handaki la upepo, tafadhali wasiliana nasi.

Taarifa za ziada kuhusu huduma na R&D zinaweza pia kupatikana kwenye ukurasa wa Teknolojia na katika sehemu ya Huduma.

Turning Vane kwa ajili ya Kupoza na Kupasha Joto Viwandani

Kipekee kati ya mabawa ya kuongoza kwa mifereji ya hewa ya viwandani, bidhaa zetu hutoa uwezo wa kuzungusha kipoza kwa kiwango cha juu cha mtiririko, kuruhusu kupoza au kupasha joto hewa kwa ufanisi inapopita kwenye duct. Kipengele hiki kinafungua uwezekano mpya katika udhibiti wa joto kwa matumizi ya vanes za udhibiti wa hali ya hewa ya ndani na vibadilishaji joto vilivyounganishwa na mfereji wa hewa wenye upinzani mdogo, kutoa wateja wetu suluhisho anuwai kwa mahitaji yao ya mtiririko wa hewa.

Imetathminiwa kwa kutumia njia ya hesabu ya HTCL (Mgawo wa Uhamishaji Joto kwa kila mita ya Linear), ambayo inabainisha mtiririko wa joto (kwa Watts) kwa kila mita ya urefu wa turning vane kwa kila Kelvin ya tofauti ya wastani wa joto la logarithmic (ΔTLMTD) kati ya hewa ya nje na kipoza cha kona ya vane, mabawa yetu ya kuongoza yameundwa kwa ajili ya utawanyaji joto bora katika hali mbalimbali za mtiririko wa hewa, kuhakikisha utendaji thabiti na udhibiti wa joto.

Vigezo vya Mgawo wa Uhamishaji Joto kwa turning vanes zilizopozwa na maji vimewasilishwa katika Kielelezo 9, kwa hewa yenye unyevu na kavu, ambapo ΔP [kPa] inawakilisha tofauti ya shinikizo la maji kati ya bandari za kuingiza na kutoa za vane (bluu na nyekundu katika Kielelezo 10).

Kielelezo 10. Njia za Kupoza za Turning Vane

Kielelezo 9. Mgawo wa HTCL. Hewa kavu (RH=0%) na yenye unyevu (RH=90% kwa 30 °C) kwa tofauti tofauti ya shinikizo la kipoza (maji) kati ya bandari za njia ya kipoza ya kuingiza na kutoa.

Turning Vanes kwa ajili ya Urejeshaji wa Joto Taka

Turning vanes zilizopozwa na njia zilizounganishwa za ubadilishaji joto hutoa suluhisho anuwai kwa urejeshaji wa joto taka katika matumizi mbalimbali. Zinapounganishwa katika mifumo ya ubadilishaji joto, vanes hizi zinaweza kukamata nishati ya joto iliyozidi ambayo ingepotea vinginevyo, kuihamishia kwenye mifumo ya urejeshaji joto, na hivyo kuimarisha ufanisi wa jumla wa mfumo.

Katika matumizi ya vitendo, teknolojia hii inaweza kutumika katika maeneo mengi. Kwa mfano, katika michakato ya viwandani, turning vanes zilizopozwa zinaweza kurejesha joto taka kutoka kwa gesi za kutolea nje na kuelekeza tena ili kupasha joto majimaji au hewa inayoingia, na hivyo kupunguza matumizi ya nishati. Katika mifumo ya HVAC, kanuni kama hizo hutumiwa kupitia vifaa kama vile viingiza hewa vya kurejesha joto (HRVs) na viingiza hewa vya kurejesha nishati (ERVs), ambavyo huhamisha joto kati ya mitiririko ya hewa ya kutolea na inayoingia. Mchakato huu hupunguza nishati inayohitajika kupasha joto au kupoza hewa inayoingia, na kusababisha uokoaji mkubwa wa nishati.

Zaidi ya hayo, turning vanes zilizopozwa zinaweza kuunganishwa katika mifumo inayotumika katika sekta za uzalishaji wa nguvu na nishati mbadala. Kwa mfano, katika mifumo ya joto na nguvu iliyojumuishwa (CHP), joto taka kutoka kwa uzalishaji wa umeme hurejeshwa na kutumika kwa madhumuni ya kupasha joto, kuboresha ufanisi wa jumla wa mfumo. Katika mifumo ya nishati ya jotoardhi, vanes hizi zinaweza kusaidia kudhibiti nishati ya joto iliyotolewa kutoka ardhini, kuboresha michakato ya uhamishaji joto.

Katika mipango ya nishati ya kijani na mbadala, urejeshaji wa joto taka una jukumu muhimu katika kupunguza nyayo za kaboni na kuimarisha uendelevu wa mifumo ya nishati. Mbinu hii inalingana na kanuni za utengenezaji konda kwa kuboresha ufanisi wa rasilimali na kupunguza gharama za uendeshaji kupitia usimamizi bora wa joto. Zaidi ya hayo, katika miradi ya ESG, kujumuisha teknolojia kama hizo kunaonyesha kujitolea kwa kupunguza athari za mazingira na kuboresha matumizi ya rasilimali, kulingana na malengo mapana ya uendelevu.

Urejeshaji wa Joto – Miradi Inayohusiana

Tunnel Tech ina uzoefu mkubwa katika kutekeleza miradi inayohusisha ubadilishaji joto na mifumo ya HVAC iliyoundwa kwa ajili ya urejeshaji wa joto taka kwa kutumia turning vanes zilizopozwa. Kwa kuunganisha vanes hizi katika mipangilio ya ubadilishaji joto, iliyoundwa kukamata na kutumia tena nishati ya joto ambayo ingepotea vinginevyo, Tunnel Tech inawezesha urejeshaji bora zaidi wa joto taka kutoka kwa michakato mbalimbali ya viwandani na kibiashara. Mbinu hii sio tu inaboresha ufanisi wa nishati lakini pia inasaidia malengo endelevu kwa kupunguza matumizi ya nishati na gharama za uendeshaji.

Matumizi

Turning vanes zetu zinahudumia viwanda na matumizi mbalimbali

Mifumo ya HVAC

Majengo ya BiasharaUboreshaji wa ductwork; Ufanisi wa nishati; Kupunguza gharama za uendeshaji; Kuimarisha afya na usalama kwa kudhibiti ubora wa hewa na halijoto kwa ufanisi;
Majengo ya MakaziHakikisha mazingira ya kuishi yenye faraja na ubora bora wa hewa na mtiririko; Kuimarisha afya na usalama;
Vituo vya DataVanes za mtiririko wa hewa kwa ajili ya udhibiti wa joto hudumisha viwango muhimu vya halijoto na unyevunyevu kwa utendaji wa seva na maisha marefu;

Mifumo ya Uingizaji Hewa ya Uhandisi wa Kiraia

Hospitali na Vituo vya Huduma ya AfyaTurning vanes zinazofanya kazi kimya hutoa udhibiti muhimu wa ubora wa hewa ili kulinda wagonjwa na wafanyakazi; Kuimarisha afya na usalama kwa kudhibiti ubora wa hewa na halijoto kwa ufanisi
Taasisi za ElimuUnda mazingira wezeshi ya kujifunza kupitia mzunguko bora wa hewa

Udhibiti wa Mazingira

Vifaa vya Elektroniki, Bio-teknolojia, Teknolojia ya Chakula na Vifaa vingine vya Teknolojia ya Juu / Vyumba SafiDhibiti halijoto na unyevunyevu kwa uzalishaji wa teknolojia ya juu na unaohitaji umakini; Mabawa ya kuongoza ya kiyoyozi hudumisha viwango vikali vya mtiririko wa hewa kwa ajili ya utengenezaji na utafiti
Viwanja vya MichezoHakikisha faraja na usalama kwa wanariadha na watazamaji pia

Matumizi ya Viwandani na Maalum

Ujenzi na Utunzaji wa HandakiBoresha ubora wa hewa na usalama kwa wafanyakazi katika mazingira ya handaki;
Vifaa vya ViwandaniUboreshaji wa ductwork; Ufanisi wa nishati; Maendeleo endelevu; Kupunguza gharama za uendeshaji;
Viwanja vya kuyeyushia vyuma na vifaa vya kazi nzitoUfanisi wa nishati; Kupunguza gharama za uendeshaji; Urejeshaji wa nishati ya joto taka; Kupunguza kaboni na ESG; Mifereji ya hewa ya HVAC ya kazi nzito; Udhibiti wa joto;
Uhandisi wa BahariniImarisha mifumo ya uingizaji hewa kwenye meli na nyambizi kwa faraja ya wafanyakazi na uaminifu wa vifaa;
Uchimbaji Madini na Ujenzi wa Chini ya ArdhiToa uingizaji hewa muhimu kwa maeneo ya uchimbaji madini na miundo mingine ya chini ya ardhi ukipunguza hatari ya hali hatarishi;

Kila moja ya matumizi haya inanufaika sana kutokana na muundo wa hali ya juu na utendaji wa turning vanes za TunnelTech, ikiashiria hatua kubwa mbele katika usimamizi bora wa mtiririko wa hewa. Kwa kuchagua mabawa ya kuongoza hewa ya TunnelTech yenye upinzani mdogo, wateja wanaweza kutarajia sio tu kufikia bali kuzidi malengo yao ya utendaji wa mfumo, yote hayo huku

  • •kupunguza matumizi ya nishati * kwa hadi 30%
  • •kupunguza kelele * kwa 60%, ikilinganishwa na mifereji ya hewa ya kawaida.

* – matokeo ya majaribio kwa jiometri ya handaki la upepo la TT45Pro.

Kwa maswali na maelezo zaidi juu ya jinsi turning vanes zetu zinavyoweza kurekebishwa kutosheleza mahitaji maalum, tafadhali wasiliana na timu yetu. Acha TunnelTech iwe mshirika wako katika kufikia suluhisho bora za usimamizi wa mtiririko wa hewa.

Usakinishaji na Matengenezo

Mwongozo wa Usakinishaji
Mwongozo wa usakinishaji
  • •
    Vipimo na Maelezo

    Thibitisha vipimo vya duct na vipimo vya turning vane kabla ya usakinishaji

  • •
    Chaguzi za Kuweka

    Inapatikana katika usanidi wa clamp-on, bolt-on, na weld-on

  • •
    Utunzaji wa Mzigo

    Fuata miongozo ya utunzaji wa mzigo kwa usafirishaji na uwekaji salama

  • •
    Usakinishaji wa Hatua kwa Hatua

    Maagizo ya kina ya usakinishaji yametolewa na kila uwasilishaji wa bidhaa

Vidokezo vya Matengenezo
Maelezo ya matengenezo
  • •
    Ratiba ya Ukaguzi

    Ukaguzi wa kuona wa mara kwa mara ili kuhakikisha mpangilio wa vane na uadilifu wa muundo

  • •
    Taratibu za Kusafisha

    Usafishaji wa mara kwa mara ili kuondoa vumbi na uchafu uliokusanyika kwenye nyuso za vane

  • •
    Ufuatiliaji wa Kuchakaa

    Fuatilia dalili za kutu, mmomonyoko, au uharibifu wa kiufundi

  • •
    Mwongozo wa Utatuzi wa Matatizo

    Shughulikia masuala ya kawaida kama vile mtikisiko, kelele, au ufanisi uliopunguzwa wa mtiririko wa hewa

Nyaraka

Datasheet ya Bidhaa ya TTE-TSA

Taarifa za kiufundi kuhusu makusanyiko ya sehemu ya kona ya handaki la upepo la Tunnel Tech na vigezo vya turning vane zinapatikana katika datasheet ya kina kwa bidhaa za TTE-TSA na TTE-TV. Nyaraka zina taarifa kuhusu chaguzi za muundo, upinzani wa sehemu kwa kona za kugeuza mtiririko wa digrii 90 za mlalo na wima, pamoja na vigezo vya hydraulic na uhamishaji joto kwa turning vanes zilizopozwa.

Pakua Datasheet ya TTE-TSA (PDF)

Marejeleo na Machapisho Yanayohusiana

Taarifa za ziada juu ya muundo na uboreshaji wa rotary blades kwa mahandaki ya upepo, ductworks za viwandani, ducts za HVAC na vifaa vya usimamizi wa mtiririko wa hewa, fan straighteners n.k. zinaweza kupatikana kwenye viungo hapa chini:

  1. Baals, D.D., na W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
  2. Barlow, J.B., W.H. Rae, na A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
  3. Pope, A., na K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
  4. Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
  5. 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
  6. Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
  7. Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (English translation). NASA TT F-10: 359 (1966).
  8. Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
  9. Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
  10. 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
  11. 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.
  12. McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, na Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
  13. 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
  14. Cattafesta, Louis, Chris Bahr, na Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
  15. 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
  16. Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. na 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
  17. Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
  18. Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, na 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
  19. Modi, P. P., na 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
  20. Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, na 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
  21. 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.
  22. Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
  23. 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.

Ona pia: