Izračun zračnih kanalov po hitrosti in pretoku + načini merjenja pretoka zraka v prostorih

Priporočene stopnje izmenjave zraka

Kot smo že omenili, hitrost pretoka zraka skozi prezračevalne kanale ni standardizirana. Toda SNiP predpisuje priporočene vrednosti hitrosti gibanja zračnih mas, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju prezračevanja.

Dovoljena hitrost zraka v kanalih je podana v tabeli:

Vrsta zračnega kanala in prezračevalne rešetke	Vrsta prezračevalne sheme
	Naravni	Prisilno
	gospa
Dovodne rešetke (žaluzije)	0.5-1.0	2.0-4.0
Oskrba rudniških kanalov	1.0-2.0	2.0-2.6
Horizontalni kompozitni (montažni) kanali	0.5-1.0	2.0-2.5
Vertikalni kanali	0.5-1.0	2.0-2.5
Rešetke blizu tal	0.2-0.5	2.0-2.5
Rešetke na stropu	0.5-1.0	1.0-3.0
Izpušne rešetke	0.5-1.0	1.5-3.0
Kanali izpušne gredi	1.0-1.5	3.0-6.0

Največja priporočena hitrost pretoka zraka v stanovanjskih prostorih ne sme presegati 0,3 m/s. Njegov kratkoročni presežek do 30% je dovoljen, na primer, med popravili.

Omrežni elementi in lokalni upornosti

Pomembne so tudi izgube na elementih omrežja (rešetke, difuzorji, T-ji, zavoji, spremembe preseka itd.). Za rešetke in nekatere elemente so te vrednosti določene v dokumentaciji. Izračunamo jih lahko tudi tako, da pomnožimo koeficient lokalnega upora (c.m.s.) z dinamičnim tlakom v njem:

Rm. s.=ζ Rd.

Kjer je Rd=V2 ρ/2 (ρ je gostota zraka).

K. m. s. določeno iz referenčnih knjig in tovarniških značilnosti izdelkov. Povzemamo vse vrste izgub tlaka za vsak odsek in za celotno omrežje. Za udobje bomo to naredili v tabeli.

Tabela za izračun.

Vsota vseh tlakov bo sprejemljiva za to kanalsko omrežje, izgube v odcepu pa morajo biti znotraj 10 % celotnega razpoložljivega tlaka. Če je razlika večja, je treba na izhode namestiti lopute ali membrane. Da bi to naredili, izračunamo zahtevani c.m.s. po formuli:

ζ= 2Rizb/V2,

kjer je Pizb razlika med razpoložljivim tlakom in izgubami vej. Glede na tabelo izberite premer diafragme.

Zahtevani premer membrane za zračne kanale.

Pravilen izračun prezračevalnih kanalov vam bo omogočil, da izberete pravi ventilator z izbiro proizvajalcev po vaših merilih. Z uporabo najdenega razpoložljivega tlaka in skupnega pretoka zraka v omrežju bo to enostavno narediti.

Formule za izračune

Za izvedbo izračunov morate imeti nekaj informacij. Za izračun pretoka zraka v kanalu je potrebna formula ϑ = L / 3600 × F, kjer je:

• ϑ je hitrost zračnih mas v kanalu;
• L - pretok zraka na določenem območju, za katerega se izvajajo izračuni (merjeno v m³ \ h);
• F je površina kanala za prehod zraka (merjeno v m²).

Za izračun pretoka zraka lahko zgornjo formulo spremenimo tako, da dobimo L = 3600 × F × ϑ.

Toda obstajajo okoliščine, ko je za takšne izračune težko ali preprosto ni časa. V takih situacijah priskoči na pomoč poseben kalkulator za izračun hitrosti zraka v kanalu.

Inženirski uradi najpogosteje uporabljajo kalkulatorje, ki so najbolj natančni. Številki pi na primer dodajo več števk, natančneje izračunajo pretok zraka, izračunajo debelino sten prehoda itd.

Zahvaljujoč izračunu hitrosti v kanalu bomo lahko natančno izračunali ne le količino dovedenega zraka, ampak tudi ugotovili dinamični pritisk na stene kanalov, stroške zaradi trenja, dinamični upor itd. .

Aerodinamični izračun zračnih kanalov

Aerodinamični izračun zračnih kanalov je ena od glavnih stopenj pri načrtovanju prezračevalnega sistema, ker omogoča izračun prečnega prereza kanala (premer - za okrogle in višine s širino za pravokotne).

Površina prečnega prereza kanala je izbrana glede na priporočeno hitrost za ta primer (odvisno od pretoka zraka in od lokacije izračunanega odseka).

F = G/(ρ v), m²

kjer je G pretok zraka v izračunanem odseku kanala, kg/сρ gostota zraka, kg/m³v priporočena hitrost zraka, m/s (glej tabelo 1)

Tabela 1.Določanje priporočene hitrosti zraka v mehanskem prezračevalnem sistemu.

Pri prezračevalnem sistemu z naravno indukcijo se domneva, da je hitrost zraka 0,2-1 m / s. V nekaterih primerih lahko hitrost doseže 2 m/s.

Formula za izračun izgube tlaka, ko se zrak premika skozi kanal:

ΔP = ΔPtr + ΔPm.s. = λ (l/d) (v²/2) ρ + Σξ (v²/2) ρ,

V poenostavljeni obliki je formula za izgubo zračnega tlaka v kanalu videti tako:

∆P = Rl + Z,

Specifično izgubo tlaka zaradi trenja lahko izračunamo po formuli: R = λ (l/d) (v²/2) ρ, [Pa/M]

l - dolžina zračnega kanala, m
Z je izguba tlaka pri lokalnih uporih, PaZ = Σξ (v²/2) ρ,

Specifično izgubo tlaka zaradi trenja R lahko določimo tudi s pomočjo tabele. Dovolj je poznati pretok zraka na območju in premer kanala.

Tabela specifičnih izgub tlaka zaradi trenja v kanalu.

Zgornja številka v tabeli je pretok zraka, spodnja pa specifična izguba tlaka zaradi trenja (R).
Če je kanal pravokoten, se vrednosti v tabeli iščejo na podlagi enakovrednega premera. Ekvivalentni premer je mogoče določiti z naslednjo formulo:

deq = 2ab/(a+b)

kjer sta a in b širina in višina kanala.

Ta tabela prikazuje vrednosti specifičnih izgub tlaka pri ekvivalentnem koeficientu hrapavosti 0,1 mm (koeficient za jeklene zračne kanale). Če je zračni kanal izdelan iz drugega materiala, je treba tabelarne vrednosti prilagoditi po formuli:

∆P = Rlβ + Z,

kjer je R specifična izguba tlaka zaradi trenja, l dolžina kanala, mZ izguba tlaka zaradi lokalnih uporov, Paβ je korekcijski faktor, ki upošteva hrapavost kanala.Njeno vrednost lahko vzamete iz spodnje tabele.

Upoštevati je treba tudi izgube tlaka zaradi lokalnih uporov. Koeficiente lokalnih uporov, kot tudi metodo za izračun izgub tlaka, lahko vzamete iz tabele v članku »Izračun izgub tlaka v lokalnih uporih prezračevalnega sistema. Koeficienti lokalnih uporov.» In dinamični tlak se določi iz tabele specifičnih izgub tlaka zaradi trenja (tabela 1).

Za določitev dimenzij zračnih kanalov pod naravnim vlekom uporabite količino razpoložljivega tlaka. Razpoložljivi tlak je tlak, ki nastane zaradi temperaturne razlike med dovodnim in odhodnim zrakom, z drugimi besedami, gravitacijski tlak.

Dimenzije zračnih kanalov v naravnem prezračevalnem sistemu se določijo z enačbo:

kjer je ∆P_rašpica — razpoložljivi tlak, Pa
0,9 - faktor povečanja za rezervo moči
n je število odsekov zračnih kanalov na izračunani veji

Pri prezračevalnem sistemu z mehansko indukcijo zraka se zračni kanali izberejo glede na priporočeno hitrost. Nato se izračunajo izgube tlaka glede na izračunano vejo in glede na že pripravljene podatke (pretok zraka in izgube tlaka) izberemo ventilator.

Formule za izračun

Za izvedbo vseh potrebnih izračunov morate imeti nekaj podatkov. Za izračun hitrosti zraka potrebujete naslednjo formulo:

ϑ= L / 3600*F, kjer

ϑ - hitrost pretoka zraka v cevovodu prezračevalne naprave, merjena v m/s;

L je pretok zračnih mas (ta vrednost se meri v m3/h) v tistem delu izpušne gredi, za katerega se izračuna;

F je površina prečnega prereza cevovoda, merjena v m2.

Po tej formuli se izračuna hitrost zraka v kanalu in njegova dejanska vrednost.

Vse druge manjkajoče podatke je mogoče razbrati iz iste formule. Na primer, za izračun pretoka zraka je treba formulo pretvoriti na naslednji način:

L = 3600 x F x ϑ.

V nekaterih primerih je takšne izračune težko izvesti ali pa ni dovolj časa. V tem primeru lahko uporabite poseben kalkulator. Na internetu je veliko podobnih programov. Za inženirske biroje je bolje namestiti posebne kalkulatorje, ki so natančnejši (pri izračunu njenega preseka odštejejo debelino stene cevi, vpišejo več znakov v pi, izračunajo natančnejši pretok zraka itd.).

Zračni tok

4 Določanje hitrosti zraka

Ob poznavanju množice zračnih mas je enostavno izračunati hitrost zraka v kanalu med naravnim prezračevanjem. Najprej morate ugotoviti površino prečnega prereza kanalov. Če želite to narediti, je treba kvadrat polmera odseka kanala pomnožiti s številom "pi".

Zračni kanali morajo imeti določeno velikost in obliko. Po določitvi prečnega prereza zračnega kanala je mogoče izračunati premer zračnega kanala, ki je potreben za določen prostor. Pri tem bo pomagal izraz D = 1000*√(4*S/π). v njem:

• D je premer odseka kanala.
• S je površina prečnega prereza zračnih kanalov.
• π je matematična konstanta, enaka 3,14.

V skladu s standardi je najmanjša velikost pravokotnega kanala 100 mm x 150 mm, največja pa 2000 mm x 2000 mm. Takšni modeli imajo bolj ergonomsko obliko, lažje jih je tesno namestiti ob steno in prikriti cevi na stropu ali nad kuhinjskimi mezaninami.

Okrogli izdelki se od pravokotnih razlikujejo po tem, da ustvarjajo manjši zračni upor. Zato imajo minimalno raven hrupa.

S formulo V = L / 3600 * S in parametri, kot sta pretok zraka (L) in površina kanala, lahko izračunate naravno prezračevanje. Primer izračuna bi bil:

• D = 400 mm.
• Š = 20 m³.
• N = 6 m3/h.
• L = 120 m³.

Ugotovljeno je, da ta indikator ne sme presegati 0,3 m/s. Izjema je samo za čas začasnih popravil ali montaže gradbene opreme. V tem času se lahko standardi povečajo za največ 30%.

Če sta v prostoru dva prezračevalna sistema, se hitrost vsakega od njih izračuna tako, da zadostuje, da polovico površine zagotovimo s čistim zrakom.

V primeru nepredvidenih situacij (na primer zaradi zahtev požarne varnosti) je treba naglo spremeniti hitrost zraka ali ustaviti delovanje prezračevalnega sistema. Za to so v kanalih in v prehodnih odsekih nameščeni posebni ventili in zaporni ventili.

Nekaj ​​uporabnih nasvetov za pravilno uporabo naprav

Če je za zračni tok v kanalu značilna povečana vsebnost prahu, je bolje, da v tem primeru ne uporabljate vroče žice anemometra in Pitotove cevi. Ker ima luknja v cevi, ki sprejema skupni tlak toka, majhen premer, se lahko hitro zamaši, ko je izpostavljena onesnaženemu zraku.

Anemometri z vročo žico niso primerni za delovanje v pogojih visoke hitrosti pretoka zraka (več kot 20 m/s).Dejstvo je, da se glavni temperaturni senzor, za katerega je značilna povečana občutljivost, lahko preprosto zruši pod močnim zračnim pritiskom.

Uporaba kontrolnih in merilnih naprav za določanje pretoka zraka je treba izvajati strogo v nazivnih temperaturnih območjih, določenih v potnih listih naprav.

Pri plinskih kanalih (zračnih kanalih, v katerih teče predvsem ogret zrak) je priporočljiva uporaba pnevmometričnih cevi, katerih telo je izdelano iz nerjavnega jekla. Uporaba opreme s plastičnimi komponentami v teh ceveh je nezaželena zaradi možne deformacije telesa pod vplivom visokih temperatur.

Pri merjenju hitrosti in pretoka zraka je treba zagotoviti, da je občutljivo tipalo sonde vedno usmerjeno točno proti pretoku zraka. Neupoštevanje te zahteve vodi do izkrivljanja rezultatov meritev. Poleg tega bodo popačenja in netočnosti tem večja, večja je stopnja odstopanja senzorja od idealnega položaja.

Torej prava izbira instrumentov določiti pretok zračnih mas v zračnem kanalu in njihova pravilna uporaba med delom bo strokovnjakom omogočila oblikovanje objektivne slike o prezračevanju prostorov

Ta vidik je še posebej pomemben, ko gre za stanovanjske prostore.

Izračun zračnih kanalov za dovodne in izpušne sisteme mehanskega in naravnega prezračevanja

Aerodinamični
izračun zračnih kanalov se običajno zmanjša
za določitev dimenzij njihove prečne
oddelek,
kot tudi izgube tlaka na posameznika
parcele
in v sistemu kot celoti. Lahko se določi
stroški
zraka za dane dimenzije zračnih kanalov
in znani diferenčni tlak v sistemu.

Pri
aerodinamični izračun zračnih kanalov
prezračevalni sistemi so običajno zanemarjeni
stisljivost
premikanje zraka in uživajte
vrednosti nadtlaka ob predpostavki
za pogojno
nič atmosferskega tlaka.

Pri
gibanje zraka skozi kanal v katerem koli
prečno
pretočni prerez so tri vrste
pritisk:statično,
dinamično
in dokončan.

statična
pritisk
določa potencial
energija 1 m3
zraka v obravnavanem odseku (str_st
enak pritisku na stene kanala).

dinamično
pritisk
je kinetična energija toka,
glede na 1 m3
zrak, odločen
po formuli:

(1)

kje
– gostota
zrak, kg/m3;
- hitrost
gibanje zraka v odseku, m/s.

Dokončano
pritisk
enak vsoti statičnega in dinamičnega
pritisk.

(2)

Tradicionalno
pri izračunu kanalskega omrežja se uporablja
izraz "izguba
pritisk"
("izgube
pretočna energija").

Izgube
tlak (polni) v prezračevalnem sistemu
so sestavljene iz izgube zaradi trenja in
izgube v lokalnem
odpornosti (glej: Ogrevanje in
prezračevanje, del 2.1 "Prezračevanje"
ur. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Izgube
torni tlaki so določeni z
formula
Darcy:

(3)

kje
- koeficient
odpornost na trenje, ki
izračunano po univerzalni formuli
PEKLEN. Altshulya:

(4)

kje
– Reynoldsov kriterij; K - višina
projekcije hrapavosti (absolutno
hrapavost).
inženirski izračuni izgube tlaka
trenje
,
Pa (kg/m2),
v zračnem kanalu z dolžino /, m
po izrazu

(5)

kje
– izgube
tlak na 1 mm dolžine kanala,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Za
definicije Rnarisano
tabele in nomogrami. Nomogrami (sl.
1 in 2) sta zgrajena za pogoje: oblika odsekov
premer kroga kanala,
zračni tlak 98 kPa (1 atm), temperatura
20°C, hrapavost = 0,1 mm.

Za
izračun zračnih kanalov in kanalov
uporabljajo se pravokotni odseki
tabele in nomogrami
za okrogle kanale, uvedba pri
to
enak premer pravokotnika
kanal, v katerem je izguba tlaka
za trenje v
okrogla
in pravokotne
~
zračni kanali so enaki.

AT
prejeto oblikovalsko prakso
Širjenje
tri vrste enakovrednih premerov:

■ po hitrosti

pri
pariteta hitrosti

■ od
porabe

pri
stroškovna pravičnost

■ od
površina preseka

če je enako
površine presekov

Pri
izračun zračnih kanalov z hrapavostjo
stene,
drugačen od tistega, ki je predviden v
tabele ali nomogrami (K = OD mm),
naredi popravek
tabelarna vrednost specifičnih izgub
pritisk na
trenje:

(6)

kje
- tabelarni
specifična vrednost izgube tlaka
za trenje;
- koeficient
ob upoštevanju hrapavosti sten (tabela 8.6).

Izgube
tlak v lokalnih uporih. AT
mesta vrtenja kanala pri delitvi
in združitev
teče v tee, pri menjavi
velikosti
zračni kanal (razširitev - v difuzorju,
zožitev - v mešalniku), na vhodu v
zračni kanal oz
kanal in izhod iz njega, pa tudi ponekod
inštalacij
krmilne naprave (dusilne lopute,
vrata, diafragme) je padec
pretočni tlak
premikajoči se zrak. V določenem
mesta, ki se dogajajo
prestrukturiranje polj hitrosti zraka v
zračni kanal in nastanek vrtinčnih con
pri stenah, ki ga spremljajo
izguba pretočne energije. poravnavo
tok se pojavi na neki razdalji
po prehodu
te kraje. Pogojno, za udobje
aerodinamični izračun, izguba
lokalni pritisk
upori se štejejo za koncentrirane.

Izgube
pritisk v lokalnem uporu
odločen
po formuli

(7)

kje
–
lokalni uporni koeficient
(običajno,
v nekaterih primerih obstaja
negativna vrednost pri izračunu
bi moral
upoštevajte znak).

Razmerje se nanaša na
do največje hitrosti
v ozkem delu odseka ali hitrosti
v razdelku
odsek z nižjo hitrostjo pretoka (v tee).
V tabelah
lokalni uporni koeficienti
označuje, na katero hitrost se nanaša.

Izgube
tlak v lokalnih uporih
ploskev, z,
izračunano po formuli

(8)

kje

- vsota
lokalni uporni koeficienti
Lokacija vklopljena.

General
izguba tlaka v odseku kanala
dolžina,
m, ob prisotnosti lokalnih uporov:

(9)

kje
– izgube
tlak na 1 m dolžine kanala;

– izgube
tlak v lokalnih uporih
spletno mesto.

Hitrost v kanalu

Hitrost zraka v kanalu

Tu so formule za izračun hitrosti in tlaka zraka v kanalu (okrogel ali pravokoten prerez) glede na pretok zraka in površino prečnega prereza. Za hiter izračun lahko uporabite spletni kalkulator.

Formula za izračun hitrosti zraka:

kjer je W pretok, m/h Q je poraba zraka, m3/h S je površina prečnega prereza kanala, m2* Opomba: za pretvorbo hitrosti iz m/h v m/s, rezultat je treba deliti s 3600

Formula za izračun tlaka v kanalu:

kjer je P skupni tlak v kanalu, Pa P_st — statični tlak v zračnem kanalu, enak atmosferskemu tlaku, Pa p — gostota zraka, kg/m3W — hitrost pretoka, m/s * Opomba: za pretvorbo tlaka iz Pa v atm. pomnožite rezultat z 10,197*10-6 (tehnična atmosfera) ali 9,8692*10-6 (fizično ozračje)

hitrost pretoka zraka 88,4194 m/s

tlak v zračnem kanalu 102 855,0204 Pa (1,0488 atm)

Drugi kalkulatorji

Kalkulator prostornine in površine kocke Kalkulator prostornine in površine cilindra Kalkulator prostornine cevi

Vir

Pravila za uporabo merilnih naprav

Pri merjenju pretoka zraka in njegovega pretoka v sistemu prezračevanja in klimatizacije je potrebna pravilna izbira naprav in upoštevanje naslednjih pravil za njihovo delovanje.

To vam bo omogočilo natančne rezultate izračuna kanala, pa tudi objektivno sliko prezračevalnega sistema.

Upoštevajte temperaturni režim, ki je naveden v potnem listu naprave. Pazite tudi na položaj senzorja sonde. Vedno mora biti usmerjen točno proti zračnemu toku.

Če tega pravila ne upoštevate, bodo rezultati meritev izkrivljeni. Večje kot je odstopanje senzorja od idealnega položaja, večja bo napaka.

Izračun pretoka zraka

Pomembno je pravilno izračunati površino prečnega prereza katere koli oblike, tako okrogle kot pravokotne. Če velikost ni primerna, ne bo mogoče doseči želenega zračnega ravnovesja.

Preveč zračnega kanala bo zavzelo preveč prostora. To bo zmanjšalo površino v prostoru, prebivalcem bo povzročilo nelagodje. Če je izračun napačen in je izbrana zelo majhna velikost kanala, bo opaziti močan prepih. To je posledica močnega povečanja tlaka pretoka zraka.

Izračun odseka

Ko se okrogel kanal spremeni v kvadraten, se hitrost spremeni

Za izračun hitrosti, s katero bo zrak prešel skozi cev, morate določiti površino preseka. Za izračun S=L/3600*V se uporablja naslednja formula, kjer je:

• S je površina preseka;
• L - poraba zraka v kubičnih metrih na uro;
• V je hitrost v metrih na sekundo.

Za okrogle zračne kanale je treba premer določiti s formulo: D = 1000*√(4*S/π).

Če bo kanal pravokoten namesto okrogel, je treba namesto premera določiti dolžino in širino. Pri namestitvi takšnega zračnega kanala se upošteva približen prerez. Izračuna se po formuli: a * b \u003d S, (a - dolžina, b - širina).

Obstajajo odobreni standardi, po katerih razmerje med širino in dolžino ne sme presegati 1: 3. Priporočljiva je tudi uporaba tabel s tipičnimi dimenzijami, ki jih ponujajo proizvajalci kanalov.

Raven vibracij

Vibracije so pojav, ki je skupaj s hrupom vedno prisoten v kanalih, če se uporablja shema prisilnega prezračevanja.

Njegova vrednost je odvisna od naslednjih dejavnikov:

• dimenzije prečnega prereza zračnih kanalov;
• material, ki je bil uporabljen za izdelavo prezračevalnih cevi;
• sestava in kakovost tesnil med kanalskimi cevmi;
• hitrost gibanja zraka v kanalih prezračevalnega sistema.

Moč ventilatorja je tesno povezana z največjo vrednostjo vibracij.

Regulativni kazalniki, ki jih je treba upoštevati pri izračunu parametrov zračnih kanalov in izbiri vrste prezračevalnih naprav, so prikazani v tabeli:

Največje dovoljene vrednosti lokalnih vibracij	Največje dovoljene vrednosti lokalnih vibracij
	V smislu pospeševanja vibracij	Glede na hitrost vibracij
gospa	dB	m/s x 10-2	dB
8	1.4	73	2.8	115
16	1.4	73	1.4	109
31.5	2.7	79	1.4	109
63	5.4	85	1.4	109
125	10.7	91	1.4	109
250	21.3	97	1.4	109
500	42.5	103	1.4	109
1000	85.0	109	1.4	109
Prilagojene in enakovredno prilagojene vrednosti in njihove ravni	2.0	76	2.0	112

Če je zasnova prezračevanja pravilno izvedena, pretok zraka v zračnih prehodih ne sme vplivati ​​na spremembo ravni hrupa in vibracij v sistemu.

Zaključek

Ta preprost izračun je del aerodinamičnega izračuna prezračevalnega in klimatskega sistema. Takšni izračuni se izvajajo v specializiranih programih ali na primer v Excelu.