Расчет аэродинамических линейных потерь воздуха на примере программного комплекса Autodesk Revit.

Я часто слышу такие фразы про аэродинамические (да и гидравлические) расчеты – «Revit считает неправильно» или «Revit считает не по нашим нормам». Давайте сравним результаты расчетов Revit с данными справочников советских времен.

Круглые воздуховоды

Конкретно в данном случае обсуждать алгоритм расчета не имеет смысла. Думаю, обложка этого справочника знакома каждому проектировщику инженерных разделов последние полвека:

Я собрала маленькую модель (Рис.1) только для сравнения результатов между расчетом Revit и вышеуказанным справочником:

Посмотрим аэродинамические потери давления в воздуховодах на данном линейном участке:

Линейные аэродинамические потери в воздуховодах при Д=355 и расходе 1800 м3/час, по расчетам Revit составляют 0,7433 Па/м.

По справочнику при Д=355, расходе 1780 м3/час линейные потери составляют 0,763 Па/м. То есть разница составляет ≈ 2-3%.

С круглыми воздуховодами все более-менее понятно.

Прямоугольные воздуховоды

Поступим абсолютно аналогичным способом. Рассмотрим вот этот участок:

Для расчета аэродинамических потерь нужно посчитать эквивалентный диаметр.

Эквивалентных диаметров всегда существовало три вида: по скорости, расходу и площади.

1. По скорости:

В этом случае мы смотрим потери давления на пересечении данного размера и реальной скорости (а не расхода!).

2. По расходу:

В этом случае мы смотрим потери давления данного эквивалентного диаметра и расхода.

3. По площади (мы его рассматривать не будем).

Самая классическая ошибка – посчитать эквивалентный диаметр по скорости, а смотреть потери по расходу. Последнее время она носит почти повальный характер.

Считаем эквивалентный диаметр по расходу. Формула, правда, сложнее, чем у эквивалентного диаметра по скорости, зато не придется считать скорость.

Линейные потери при АхВ=500х300 и расходе 3000 м3/час, по расчетам Revit составляют 0,8623 Па/м. По справочнику:

• при Д=400, расходе 2940 м3/час линейные потери составляют 1,07 Па/м;
• при Д=450, расходе 2860 м3/час линейные потери составляют 0,579 Па/м;
• при Д=450, расходе 3145 м3/час линейные потери составляют 0,689 Па/м.

То есть по справочнику при диаметре Д=424 и расходе 3000 м3/час линейные аэродинамические потери воздуха составят ≈ 0,852 Па/м. То есть разница составляет ≈ 1%.

Открываем настройки расчетов Revit:

Revit предлагает три алгоритма расчета:

В принципе, результаты во всех трех случаях одинаковые. Но если повнимательнее посмотреть алгоритм расчета (Рис. 9):

и сопоставить с формулами (Рис. 10):

формула гидравлического диаметра , где Ас – площадь, а P – периметр… при ближайшем рассмотрении абсолютна эквивалентна . То есть Revit при расчете считает эквивалентный диаметр по другим формулам.

То есть, по алгоритму Халанда эквивалентный диаметр будет равен:

Вам эта формула ничего не напоминает, хотя бы в общих чертах? Например, эту формулу?

Повторюсь, я часто слышу фразы про аэродинамические (да и гидравлические) расчеты, что «Revit считает неправильно» или «Revit считает не по нашим нормам». Да, нормы у нас разные. И страны разные, и языки. Но физика у всех одинаковая. Во всех странах ускорение свободного падения – 9,81 м/кв.сек, а число π – 3.14. Я проверяла. И неважно, что у нас называется «эквивалентным диаметром по скорости» – у них «гидравлическим диаметром», что у нас называется «эквивалентным диаметром по расходу» – у них «эквивалентным диаметром». Проблема в том, что у нас не все инженеры знают, что эквивалентных диаметров целых три. И, при правильном использовании, все три приводят к абсолютно одинаковому результату. В данном случае он отличается от результатов Revit в пределах 2,5%, тогда как допустимая погрешность расчетов – 10%.

На нашем курсе Autodesk Revit для инженеров ОВиК и ВК мы с вами подробно рассмотрим расчеты внутренних инженерных систем в среде Revit. Но самое важное – вы научитесь создавать собственные инженерные семейства и шаблоны, а не будете использовать чужие наработки.