серцем будь-якої вентиляційної системи з механічним спонуканням повітряного потоку є вентилятор, який створює цей потік в повітроводах. Потужність вентилятора безпосередньо залежить від напору, який необхідно створити на виході з нього, а для того, щоб визначити величину цього тиску, потрібно провести розрахунок опору всієї системи каналів.

Для розрахунку втрат тиску потрібна схема і розміри воздуховода і додаткового обладнання.

Вихідні дані для обчислень

Коли відома схема вентиляційної системи, розміри всіх повітропроводів підібрані і визначено додаткове обладнання, схему зображують у фронтальній ізометричної проекції, тобто аксонометрии. Якщо її виконати відповідно до діючих стандартів, то на кресленнях (або ескізах) буде видна вся інформація, необхідна для розрахунку.

1. За допомогою поверхових планувань можна визначити довжини горизонтальних ділянок повітропроводів. Якщо ж на аксонометрической схемою проставлені відмітки висот, на яких проходять канали, то протяжність горизонтальних ділянок теж стане відома. В інакше будуть потрібні розрізи будівлі, у яких прокладені трасами повітропроводів. І в крайньому випадку, коли інформації недостатньо, ці довжини доведеться визначати за допомогою замірів за місцем прокладки.
2. На схемі повинно бути зображено за допомогою умовних позначень все додаткове обладнання, встановлене в каналах. Це можуть бути діафрагми, заслінки з електроприводом, протипожежні клапани, а також пристрої для роздачі або витяжки повітря (решітки, панелі, парасолі, дифузори). Кожна одиниця цього обладнання створює опір на шляху повітряного потоку, яке необхідно враховувати при розрахунку.
3. Відповідно до нормативів на схемі біля умовних зображень повітропроводів повинні бути проставлені витрати повітря і розміри каналів. Це визначають параметри для обчислень.
4. Всі фасонні та розгалужується елементи теж повинні бути відображені на схемі.

Якщо такої схеми на папері або в електронному вигляді не існує, то доведеться її накреслити хоча б в чорновому варіанті, при обчисленнях без неї не обійтися.

Повернутися до списку

З чого починати?

Діаграма втрати напору на кожен метр повітроводу.

Дуже часто доводиться стикатися з досить простими схемами вентиляції, в яких присутня повітропровід одного діаметра і немає ніякого додаткового обладнання. Такі схеми прораховуються досить просто, але що робити, якщо схема складна з безліччю відгалужень? Згідно з методикою прорахунку втрат тиску в повітроводах, яка викладена в багатьох довідкових виданнях, потрібно визначити найдовшу гілка системи або гілку з найбільшим опором. З'ясувати таку по опору на око вдається рідко, тому прийнято вести розрахунок по найдовшою гілки. Після цього користуючись величинами витрат повітря, проставлених на схемі, всю гілку ділять на ділянки за цією ознакою. Як правило, витрати змінюються після розгалужень (трійників) і при розподілі найкраще орієнтуватися на них. Бувають і інші варіанти, наприклад, припливні або витяжні решітки, вбудовані прямо в магістральний повітропровід. Якщо на схемі це не показано, а така решітка є, буде потрібно витрата після неї вирахувати. Ділянки нумерують починаючи від самого віддаленого від вентилятора.

Повернутися до списку

порядок обчислень

Загальна формула розрахунку втрат тиску в повітроводах для всієї вентиляційної системи виглядає наступним чином:

H B \u003d Σ (Rl + Z), де:

• H B - втрати тиску у всій системі повітропроводів, кгс / м²;
• R - опір тертю 1 м воздухопровода еквівалентного перерізу, кгс / м²;
• l - довжина ділянки, м;
• Z - величина тиску, теряемого повітряним потоком в місцевих опорах (Фасонних елементах і додатковому устаткуванні).

Примітка: значення площі поперечного перерізу воздуховода, яка бере участь в розрахунку, приймається спочатку як для круглої форми каналу. Опір тертю для каналів прямокутної форми визначається по площі перетину, еквівалентному круглому.

Розрахунок починають від найвіддаленішого ділянки №1, потім переходять до другого ділянці і так далі. Результати обчислень по кожній ділянці складаються, про що і говорить математичний знак підсумовування в розрахунковій формулі. Параметр R залежить від діаметра каналу (d) і динамічного тиску в ньому (Р д), а останнє, в свою чергу, залежить від швидкості руху повітряного потоку. Коефіцієнт абсолютної шорсткості стінок (λ) традиційно приймається як для повітропроводу з оцинкованої сталі і становить 0,1 мм:

R \u003d (λ / d) Р д.

Користуватися цією формулою в процесі розрахунку втрат тиску не має сенсу, так як значення R для різних швидкостей повітря і діаметрів вже прораховані і є довідковими величинами (Р. В. Щокін, І.Г. старовірів - довідники). Тому просто необхідно знайти ці значення відповідно до конкретних умов переміщення повітряних мас і підставити їх в формулу. Ще один показник, динамічний тиск Р д, який пов'язаний з параметром R і бере участь в подальшому підрахунку місцевих опорів, теж величина довідкова. З огляду на цей зв'язок між двома параметрами, в довідкових таблицях вони наводяться спільно.

Значення Z втрат тиску в місцевих опорах розраховують за формулою:

Z \u003d Σξ Р д.

Знак підсумовування позначає, що потрібно скласти результати розрахунку по кожному з місцевих опорів на заданій ділянці. Крім вже відомих параметрів, у формулі присутній коефіцієнт ξ. Його величина безрозмірна і залежить від виду місцевого опору. Значення параметра для багатьох елементів вентиляційних систем пораховані або визначені дослідним шляхом, тому знаходяться в довідковій літературі. Коефіцієнти місцевого опору вентиляційного устаткування найчастіше вказують самі виробники, визначивши їх значення дослідним шляхом на виробництві або в лабораторії.

Обчисливши довжину ділянки №1, кількість і вид місцевих опорів, слід правильно визначити всі параметри і підставити їх в розрахункові формули. Отримавши результат, переходити до другого ділянці і далі, до самого вентилятора. При цьому не слід забувати про ту ділянку воздухопровода, який розташований вже за вентиляційної установкою, Адже напору вентилятора повинно вистачити і на подолання його опору.

Закінчивши розрахунки по найдовшою гілки, виробляють такі ж по сусідній гілці, потім за наступною і так до самого кінця. Зазвичай ці всі гілки мають багато спільних ділянок, тому обчислення підуть швидше. Метою визначення втрат тиску на всіх гілках є їх загальна ув'язка, адже вентилятор повинен розподілити свій витрата рівномірно по всій системі. Тобто в ідеалі втрати тиску в одній гілці повинні відрізнятися від іншого не більше ніж на 10%. Простими словами, Це означає, що саме ближнє до вентилятора відгалуження повинно мати найвище опір, а далеке - найнижче. Якщо це не так, рекомендується повернутися до перерахунку діаметрів повітропроводів і швидкостей руху повітря в них.

Виходячи з цих значень слід розраховувати лінійні параметри повітропроводів.

Алгоритм розрахунку втрат напору повітря

Розрахунок потрібно починати зі складання схеми системи вентиляції з обов'язковим зазначенням просторового розташування повітроводів, довжини кожної ділянки, вентиляційних решіток, додаткового обладнання для очищення повітря, технічної арматури і вентиляторів. Втрати визначаються спочатку по кожній окремій лінії, а потім сумуються. За окремим технологічним ділянці втрати визначаються за допомогою формули P \u003d L × R + Z, де P - втрати повітряного тиску на розрахунковому ділянці, R - втрати на погонному метрі ділянки, L - загальна довжина повітроводів на ділянці, Z - втрати в додатковій арматурі системи вентиляції.

Для розрахунку втрат тиску в круглому повітроводі використовується формула Pтр. \u003d (L / d × X) × (Y × V) / 2g. X - табличний коефіцієнт тертя повітря, залежить від матеріалу виготовлення воздуховода, L - довжина розрахункової ділянки, d - діаметр воздуховода, V - необхідна швидкість повітряного потоку, Y - щільність повітря з урахуванням температури, g - прискорення падіння (вільного). Якщо система вентиляції має квадратні повітроводи, то для переведення круглих значень в квадратні слід користуватися таблицею № 2.

Табл. № 2. Еквівалентні діаметри круглих повітропроводів для квадратних

По горизонталі вказана висота квадратного воздуховода, а по вертикалі ширина. Еквівалентну значення круглого перетину знаходиться на перетині ліній.

Втрати тиску повітря в вигинах беруться з таблиці № 3.

Табл. № 3. Втрати тиску на вигинах

Для визначення втрат тиску в диффузорах використовуються дані з таблиці № 4.

Табл. № 4. Втрати тиску в диффузорах

У таблиці № 5 дається загальна діаграма втрат на прямолінійній ділянці.

Табл. № 5. Діаграма втрат тиску повітря в прямолінійних воздуховодах

Всі окремі втрати на даній ділянці воздуховода підсумовуються і коригуються з таблицею № 6. Табл. № 6. Розрахунок зниження тиску потоку в системах вентиляції

Під час проектування і розрахунків існуючі нормативні акти рекомендують, щоб різниця у величині втрат тиску між окремими ділянками не перевищувала 10%. Вентилятор потрібно встановлювати в ділянці системи вентиляції з найбільш високим опором, найвіддаленіші повітроводи повинні мати мінімальний опір. Якщо ці умови не виконуються, то необхідно змінювати план розміщення повітропроводів і додаткового устаткування з урахуванням вимог положень.

Щоб повітрообмін в будинку був «правильним», ще на стадії складання проекту вентиляції потрібен аеродинамічний розрахунок повітроводів.

Повітряні маси, що рухаються по каналах вентиляційної системи, при проведенні розрахунків приймаються в якості нестисливої \u200b\u200bрідини. І подібне цілком допускається, бо занадто великий тиск в повітроводах не утворюється. По суті, тиск утворюється в результаті тертя повітря об стінки каналів, а ще при появі опорів локального характеру (до таких можна віднести його - тиску - скачки на місцях зміни напрямку, при з'єднанні / роз'єднання повітряних потоків, на ділянках, де встановлені регулюючі прилади або ж там, де змінюється діаметр вентиляційного каналу).

Зверніть увагу! У поняття аеродинамічного розрахунку входить визначення перетину кожного з ділянок мережі вентиляції, що забезпечують рух потоків повітря. Більш того, визначається також нагнітання, що утворюється внаслідок цих рухів.

Відповідно до багаторічним досвідом можна сміливо заявити, що часом деякі з даних показників під час проведення розрахунку вже відомі. Нижче наведені ситуації, які нерідко зустрічаються в подібного роду випадках.

1. Показник перетину поперечних каналів у вентиляційній системі вже відомий, потрібно визначити тиск, який може знадобитися для того, щоб потрібну кількість газу переміщалася. Це часто трапляється в тих магістралях кондиціонування, де розміри перетину були засновані на характеристиках технічного або ж архітектурного характеру.
2. Тиск ми вже знаємо, але потрібно визначити поперечний переріз мережі для забезпечення вентильованого приміщення необхідним обсягом кисню. Дана ситуація властива мереж природної вентиляції, В яких вже наявний напір неможливо змінити.
3. Невідомо ні про один з показників, отже, нам необхідно визначити і натиск в магістралі, і поперечний переріз. Така ситуація і зустрічається в більшості випадків в будівництві будинків.

Особливості аеродинамічних розрахунків

Ознайомимося із загальною методикою проведення такого роду розрахунків за умови, якщо і перетин, і тиск нам невідомі. Відразу обмовимося, що аеродинамічний розрахунок слід проводити виключно після того, як буде визначено необхідні обсяги повітряних мас (вони будуть проходити за системою повітряного кондиціонування) і спроектовано приблизне місце розташування кожного з повітроводів в мережі.

І щоб провести розрахунок, необхідно викреслити аксонометрическую схему, в якій буде присутній перелік всіх елементів мережі, а також їх точні габарити. Відповідно до плану вентиляційної системи розраховується сумарна довжина повітропроводів. Після цього всю систему слід розбити на відрізки з однорідними характеристиками, за якими (тільки окремо!) І буде визначено витрата повітря. Що характерно, для кожного з однорідних ділянок системи слід провести окремий аеродинамічний розрахунок повітроводів, тому що в кожному з них є своя швидкість переміщення повітряних потоків, а також перманентний витрата. Всі отримані показники необхідно внести в уже згадану вище аксонометрическую схему, а потім, як ви вже напевно здогадалися, необхідно вибрати головну магістраль.

Як визначити швидкість в вентиляційних каналах?

Як можна судити з усього, сказаного вище, в якості головної магістралі необхідно вибирати ту ланцюг послідовних відрізків мережі, яка є найдовшою; при цьому нумерація повинна починатися виключно з самого віддаленого ділянки. Що ж стосується параметрів кожного з ділянок (а до таких належить витрата повітря, довжина ділянки, його порядковий номер і ін.), То їх також слід занести в таблицю проведення розрахунків. Потім, коли з внесенням буде покінчено, підбирається форма поперечного перерізу і визначаються його - перетину - габарити.

LP / VT \u003d FP.

Що означають ці абревіатури? Спробуємо розібратися. Отже, в нашій формулі:

• LP - це конкретний витрата повітря на обраному ділянці;
• VT - це швидкість, з якою повітряні маси по цій ділянці рухаються (вимірюється в метрах за секунду);
• FP - це і є потрібна нам площа поперечного перерізу каналу.

Що характерно, під час визначення швидкості руху необхідно керуватися, в першу чергу, міркуваннями економії і шумності всієї вентиляційної мережі.

Зверніть увагу! За отриманим таким чином показнику (мова йде про поперечному перерізі) необхідно підібрати повітропровід зі стандартними величинами, а фактичне його перетин (позначається абревіатурою Fф) має бути максимально близьким до розрахованим раніше.

LP / Fф \u003d VФ.

Отримавши показник необхідної швидкості, необхідно розрахувати, наскільки буде зменшуватися тиск в системі внаслідок тертя об стінки каналів (для цього необхідно використовувати спеціальну таблицю). Що ж стосується локального опору для кожного з ділянок, то їх слід розраховувати окремо, після чого підсумовувати в загальний показник. Потім, підсумувавши локальний опір і втрати через тертя, можна отримати загальний показник втрат в системі кондиціонування повітря. Надалі це значення буде використовуватися для того, щоб обчислити необхідну кількість газових мас в каналах вентиляції.

Повітряно-опалювальний агрегат

Раніше ми розповідали про те що з себе представляє повітряно-опалювальний агрегат, говорили про його приемуществах і сферах застосування, на додаток до цієї статті радимо вам ознайомиться з даною інформацією

Як розрахувати тиск у вентиляційній мережі

Для того щоб визначити передбачуване тиск для кожної окремої ділянки, необхідно скористатися наведеною нижче формулою:

Н х g (РН - РВ) \u003d DPE.

Тепер спробуємо розібратися, що позначає кожна з цих абревіатур. Отже:

• Н в даному випадку позначає різницю в оцінках шахтного гирла і забірної решітки;
• РВ і РН - це показник щільності газу, як зовні, так і зсередини вентиляційної мережі, відповідно (вимірюється в кілограмах на кубічний метр);
• нарешті, DPE - це показник того, яким має бути природне располагаемое тиск.

Продовжуємо розбирати аеродинамічний розрахунок повітроводів. Для визначення внутрішньої і зовнішньої щільності необхідно скористатися довідковою таблицею, при цьому повинен бути врахований і температурний показник всередині / зовні. Як правило, стандартна температура зовні приймається як плюс 5 градусів, причому незалежно від того, в якому конкретному регіоні країни плануються будівельні роботи. А якщо температура зовні буде нижчою, то в результаті збільшиться нагнітання в вентиляційну систему, через що, в свою чергу, обсяги надходять повітряних мас будуть перевищені. А якщо температура зовні, навпаки, буде вищою, то тиск в магістралі через це знизиться, хоча дану неприємність, до слова, цілком можна компенсувати за допомогою відкривання кватирок / вікон.

Що ж стосується головного завдання будь-якого описуваного розрахунку, то вона полягає у виборі таких повітропроводів, де втрати на відрізках (мова йде про значення? (R * l *? + Z)) будуть нижче поточного показника DPE або, як варіант, хоча б дорівнювати йому. Для більшої наочності наведемо описаний вище момент у вигляді невеликої формули:

DPE? ? (R * l *? + Z).

Тепер більш детально розглянемо, що позначають використані в даній формулі абревіатури. Почнемо з кінця:

• Z в даному випадку - це показник, що означає зниження швидкості руху повітря внаслідок місцевого опору;
• ? - це значення, точніше, коефіцієнт того, яка шорсткість стінок в магістралі;
• l - ще одне просте значення, яке позначає довжину обраної ділянки (вимірюється в метрах);
• нарешті, R - це показник втрат на тертя (вимірюється в паскалях на один метр).

Що ж, з цим розібралися, тепер ще з'ясуємо трохи про показник шорсткості (тобто?). Цей показник залежить тільки від того, які матеріали були використані при виготовленні каналів. Варто відзначити, що швидкість переміщення повітря також може бути різною, тому слід враховувати і цей показник.

Швидкість - 0,4 метра за секунду

У такому випадку показник шорсткості буде наступним:

• у штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,48;
• у шлакогіпса - близько 1,08;
• у звичайного цегли - 1,25;
• а у шлакобетону, відповідно, 1,11.

Швидкість - 0,8 метра за секунду

Тут описуються показники будуть виглядати наступним чином:

• для штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,69;
• для шлакогіпса - 1,13;
• для звичайного цегли - 1,40;
• нарешті, для шлакобетону - 1,19.

Трохи збільшимо швидкість повітряних мас.

Швидкість - 1,20 метра за секунду

Для цього значення показники шорсткості будуть такими:

• у штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,84;
• у шлакогіпса - 1,18;
• у звичайного цегли - 1,50;
• і, отже, у шлакобетону - десь 1,31.

І останній показник швидкості.

Швидкість - 1,60 метра за секунду

Тут ситуація буде виглядати наступним чином:

• для штукатурки із застосуванням армуючої сітки шорсткість становитиме 1,95;
• для шлакогіпса - 1,22;
• для звичайного цегли - 1,58;
• і, нарешті, для шлакобетону - 1,31.

Зверніть увагу! З шорсткістю розібралися, але варто відзначити ще один важливий момент: При цьому бажано враховувати і незначний запас, що коливається в межах десяти-п'ятнадцяти відсотків.

Розбираємося з загальним вентиляційним розрахунком

Виробляючи аеродинамічний розрахунок повітроводів, ви зобов'язані враховувати всі характеристики шахти вентиляції (ці характеристики наведені нижче у вигляді списку).

1. Динамічне тиск (для його визначення використовується формула - DPE? / 2 \u003d Р).
2. Витрата повітряних мас (він позначається буквою L і вимірюється в метрах кубічних за годину).
3. Втрати тиску в результаті тертя повітря про внутрішні стінки (позначаються літерою R, вимірюються в паскалях на метр).
4. Діаметр воздуховодов (для розрахунку даного показника використовується наступна формула: 2 * а * b / (а + b); в цій формула значення а, b є розмірами перетину каналів і вимірюються в міліметрах).
5. Нарешті, швидкість - це V, вимірюється в метрах за секунду, про що ми вже згадували раніше.

>

Що ж стосується безпосередньо послідовності дій при обчисленні, то вона повинна виглядати приблизно так.

Крок перший. Спочатку слід визначити необхідну площу каналу, для чого використовується наведена нижче формула:

I / (3600xVpek) \u003d F.

Розбираємося зі значеннями:

• F в даному випадку - це, зрозуміло, площа, яка вимірюється в квадратних метрах;
• Vpek - це не спричинить бажана швидкість руху повітря, яка вимірюється в метрах за секунду (для каналів транслюється швидкість в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт - близько 1,5 метра).

Крок третій. Наступним кроком вважається визначення відповідного діаметру воздуховода (позначається літерою d).

Крок четвертий. Потім визначаються інші показники: тиск (позначається як Р), швидкість руху (скорочено V) і, отже, зменшення (скорочено R). Для цього необхідно використовувати номограми згідно d і L, а також відповідні таблиці коефіцієнтів.

крок п'ятий. Використовуючи вже інші таблиці коефіцієнтів (мова йде про показники місцевого опору), потрібно визначити, наскільки зменшиться вплив повітря внаслідок локального опору Z.

Крок шостий. на останньому етапі розрахунків потрібно визначити загальні втрати на кожному окремому відрізку вентиляційної магістралі.

Зверніть увагу на один важливий момент! Так, якщо загальні втрати нижче вже наявного тиску, то таку систему вентиляції цілком можна вважати ефективною. А ось якщо втрати перевищують показник тиску, то може знадобитися установка спеціальної дросельної діафрагми у вентиляційній системі. Завдяки цій діафрагмі буде гаситися надлишковий напір.

Також відзначимо, що якщо вентиляційна система розраховується на обслуговування відразу декількох приміщень, для яких тиск повітря має бути різним, то під час проведення розрахунків потрібно враховувати і показник розрядження або підпору, яке необхідно додати до загального показника втрат.

Відео - Як проводити розрахунки за допомогою програми «Вікс-СТУДІЯ»

Аеродинамічний розрахунок повітроводів вважається обов'язковою процедурою, Важливою складовою планування вентиляційних систем. завдяки цього розрахунку можна дізнатися, наскільки ефективно вентилюються приміщення при тому чи іншому перетині каналів. А ефективне функціонування вентиляції, в свою чергу, забезпечує максимальний комфорт вашого проживання в будинку.

Приклад проведення розрахунків. Умови в даному випадку такі: будівля адміністративного характеру, має три поверхи.

Основою проектування будь-яких інженерних мереж є розрахунок. Для того щоб правильно сконструювати мережу припливних або витяжних повітропроводів, необхідно знати параметри повітряного потоку. Зокрема, потрібно розрахувати швидкість потоку і втрати тиску в каналі для правильного підбору потужності вентилятора.

У цьому розрахунку важливу роль відіграє такий параметр, як динамічний тиск на стінки воздуховода.

Поведінка середовища всередині воздухопровода

Вентилятор, що створює повітряний потік в припливно або витяжному повітроводі, повідомляє цього потоку потенційну енергію. У процесі руху в обмеженому просторі труби потенційна енергія повітря частково переходить в кінетичну. Цей процес відбувається в результаті дії потоку на стінки каналу і називається динамічним тиском.

Крім нього існує і статичний тиск, це вплив молекул повітря один на одного в потоці, воно відображає його потенційну енергію. Кінетичну енергію потоку відображає показник динамічного впливу, саме тому даний параметр бере участь в розрахунках.

при постійній витраті повітря сума цих двох параметрів постійна і називається повним тиском. Воно може виражатися в абсолютних і відносних одиницях. Точкою відліку для абсолютного тиску є повний вакуум, в той час як відносне вважається починаючи від атмосферного, тобто різниця між ними - 1 Атм. Як правило, при розрахунку всіх трубопроводів використовується величина відносного (надлишкового) впливу.

Повернутися до списку

Фізичний сенс параметра

Якщо розглянути прямі відрізки повітропроводів, перетину яких зменшуються при постійній витраті повітря, то буде спостерігатися збільшення швидкості потоку. При цьому динамічний тиск в повітроводах буде рости, а статичне - знижуватися, величина повного впливу залишиться незмінною. Відповідно, для проходження потоку через таке звуження (конфузор) йому слід спочатку повідомити необхідна кількість енергії, в іншому випадку може зменшитися витрата, що неприпустимо. Розрахувавши величину динамічного впливу, можна дізнатися кількість втрат в цьому конфузорі і правильно підібрати потужність вентиляційної установки.

Зворотний процес відбудеться в разі збільшення перетину каналу при постійній витраті (дифузор). Швидкість і динамічний вплив почнуть зменшуватися, кінетична енергія потоку перейде в потенційну. Якщо напір, що розвивається вентилятором, занадто великий, витрата на ділянці і в усій системі може вирости.

Залежно від складності схеми, вентиляційні системи мають безліч поворотів, трійників, звужень, клапанів та інших елементів, які називаються місцевими опорами. Динамічний вплив в цих елементах зростає в залежності від кута атаки потоку на внутрішню стінку труби. Деякі деталі систем викликають значне збільшення цього параметра, наприклад, протипожежні клапани, в яких на шляху потоку встановлені одна або кілька заслінок. Це створює підвищений опір потоку на ділянці, яке необхідно враховувати в розрахунку. Тому у всіх перерахованих вище випадках потрібно знати величину динамічного тиску в каналі.

Повернутися до списку

Розрахунки параметра за формулами

На прямій ділянці швидкість руху повітря в повітроводі незмінна, постійної залишається і величина динамічного впливу. Остання розраховується за формулою:

Рд \u003d v2γ / 2g

У цій формулі:

• Рд - динамічний тиск в кгс / м2;
• V - швидкість руху повітря в м / с;
• γ — питома маса повітря на цій ділянці, кг / м3;
• g - прискорення сили тяжіння, рівне 9.81 м / с2.

Отримати значення динамічного тиску можна і в інших одиницях, в Паскалях. Для цього існує інший різновид цієї формули:

Рд \u003d ρ (v2 / 2)

Тут ρ - щільність повітря, кг / м3. Оскільки в вентиляційних системах немає умов для стиснення повітряного середовища до такої міри, щоб змінилася її щільність, вона приймається постійною - 1.2 кг / м3.

Далі, слід розглянути, як бере участь величина динамічного впливу в розрахунку каналів. Сенс цього розрахунку - визначити втрати в усій системі припливної або витяжної вентиляції для підбору напору вентилятора, його конструкції і потужності двигуна. Розрахунок втрат відбувається в два етапи: спочатку визначаються втрати на тертя об стінки каналу, потім вираховується падіння потужності повітряного потоку в місцевих опорах. Параметр динамічного тиску бере участь в розрахунку на обох етапах.

Опір тертю на 1 м круглого каналу розраховується за формулою:

R \u003d (λ / d) Рд, де:

• Рд - динамічний тиск в кгс / м2 або Па;
• λ - коефіцієнт опору тертю;
• d - діаметр воздуховода в метрах.

Втрати на тертя визначаються окремо для кожної ділянки з різними діаметрами і витратами. Отримане значення R множать на загальну довжину каналів розрахункового діаметра, додають втрати на місцевих опорах і отримують загальне значення для всієї системи:

HB \u003d Σ (Rl + Z)

Тут параметри:

1. HB (кгс / м2) - загальні втрати у вентиляційній системі.
2. R - втрати на тертя на 1 м каналу круглого перерізу.
3. l (м) - довжина ділянки.
4. Z (кгс / м2) - втрати в місцевих опорах (відводах, хрестовинах, клапанах і так далі).

Повернутися до списку

Визначення параметрів місцевих опорів вентиляційної системи

У визначенні параметра Z також бере участь величина динамічного впливу. Різниця з прямим ділянкою полягає в тому, що в різних елементах системи потік змінює свій напрямок, розгалужується, сходиться. При цьому середовище взаємодіє з внутрішніми стінками каналу не по дотичній, а під різними кутами. Щоб це врахувати, в розрахункову формулу можна ввести тригонометричну функцію, але тут є маса складнощів. Наприклад, при проходженні простого відведення 90⁰ повітря повертає і натискає на внутрішню стінку як мінімум під трьома різними кутами (залежить від конструкції відводу). В системі повітропроводів присутній маса більш складних елементів, як розрахувати втрати в них? Для цього існує формула:

1. Z \u003d Σξ Рд.

Для того щоб спростити процес розрахунку, в формулу введений безрозмірний коефіцієнт місцевого опору. Для кожного елемента вентиляційної системи він різний і є довідковою величиною. Значення коефіцієнтів були отримані розрахунками або досвідченим шляхом. Багато заводів-виробників, що випускають вентиляційне обладнання, проводять власні аеродинамічні дослідження і розрахунки виробів. Їх результати, в тому числі і коефіцієнт місцевого опору елемента (наприклад, протипожежного клапана), Вносять в паспорт виробу або розміщують в технічної документації на своєму сайті.

Для спрощення процесу обчислення втрат вентиляційних повітропроводів все значення динамічного впливу для різних швидкостей також прораховані і зведені в таблиці, з яких їх можна просто вибирати і вставляти в формули. В Таблиці 1 наведені деякі значення при найбільш вживаних на практиці швидкостях руху повітря в повітроводах.

Розподіл тисків у системі вентиляції необхідно знати при налагодженні і регулюванні системи, при визначенні витрат на окремих ділянках системи і при вирішенні багатьох інших вентиляційних завдань.

Розподіл тисків в системах вентиляції з механічним спонуканням руху повітря. Розглянемо повітропровід з вентилятором (рис. XI.3). У перетині 1 / статичний тиск дорівнює нулю (т. Е. Дорівнює тиску повітря на рівні розташування воздуховода). Повний тиск в цьому перерізі одно динамічному тиску рді, що визначається за формулою (XI.1). У перетині II-II статичний тиск рстіі\u003e 0 (чисельно дорівнює втратам тиску на тертя між перетинами II-II і I- /). При постійному перерізі воздуховода лінія статичного тиску - пряма. Лінія повного тиску також пряма,

Паралельна лінії рст. Відстань між цими лініями по вертикалі визначає динамічний тиск рДі.

У дифузорі, розташованому між перетинами II-II і III-III, відбувається зміна швидкості потоку. Динамічне тиск по ходу повітря зменшується. У зв'язку з цим статичний тиск змінюється і може навіть зрости, як це показано на малюнку (рстіі\u003e рстііі).

Повний тиск в перетині III-III, що створюється вентилятором, втрачається на тертя Дртр і в місцевих опорах (диффузоре Лрдіф, при виході арних). Загальні втрати тиску з боку нагнітання рівні:

Статичний тиск поза воздуховода з боку всмоктування дорівнює нулю. У безпосередній близькості від отвору в межах всмоктуючого факела потік повітря вже має кінетичної енергією. Розрідження в межах всмоктуючого факела незначно.

На вході в повітропровід швидкість потоку збільшується, а значить збільшується і кінетична енергія потоку. Отже, за законом збереження енергії потенційна енергія потоку повинна зменшитися. З урахуванням втрат тиску Л /? Піт в будь-якому перетині з боку всмоктування

Per \u003d 0 - рд - Дрпот - (XI. 24)

Під всмоктуючому воздуховоде так само, як і з боку нагнітання, повний тиск дорівнює різниці тиску на початку воздуховода і втрат тиску до розглянутого перерізу:

Рп \u003d 0-ДрпОт. (XI.25)

З формул (XI.24) і (XI.25) слід, що в кожному перетині воздуховода з боку всмоктування величини р0т і рп менше нуля. За абсолютним значенням статичний тиск більше повного тиску, однак формула (XI.2) справедлива і для цього випадку.

Лінія статичного тиску йде нижче лінії повного тиску. Різке зниження лінії статичного тиску після перетину VI-VI пояснюється звуженням потоку на вході в повітропровід внаслідок утворення вихровий зони. між перетинами V-V і IV-IV на схемі показаний конфузор з поворотом. Зниження лінії статичного тиску між цими перетинами відбувається внаслідок збільшення як швидкості потоку в конфузорі, так і втрат тиску. Епюри статичного тиску на рис. XI.3 заштриховані.

У точці Б спостерігається найменша в системі повітропроводів значення повного тиску. Чисельно вона дорівнює втратам тиску з боку всмоктування:

А - повного і статичного в нагнітальному повітроводі; б - те ж, у всмоктуючому воздуховоде; в - динамічного в нагнітальному повітроводі; г - динамічного у всмоктуючому воздуховоде

Вентилятор створює перепад тиску, що дорівнює різниці максимального і мінімального значення повного тиску (рлл - РПБ)\u003e збільшуючи енергію 1 м3 повітря, що проходить через нього, на величину

Тиск, що створюється вентилятором, витрачається на подолання опору руху повітря по воздуховодам:

Рвеіт \u003d ДРвс + Дрнагн. (XI. 27)

Професор П. Н. Каменєв запропонував будувати епюри тисків на всмоктуючому воздуховоде від абсолютного нуля давши "лений (абсолютного вакууму). При цьому побудова ліній рст. Абс і рп. Абс повністю відповідає випадку нагнітання.

Тиску в повітроводах вимірюють мікроманометром. Для вимірювання статичного тиску шланг від микроманометра приєднують до штуцера, прикріпленому до стінки воздуховода, а для вимірювання повного тиску - до пневмометричні трубці Піто, отвір якої направлено назустріч потоку (рис. XI.4, а, б).

Різниця повного і статичного тисків дорівнює значенню динамічного тиску. Цю різницю можна заміряти безпосередньо мікроманометром, як це показано на рис. XI.4, в, г. За значенням рд визначають швидкість, м / с:

V \u003d V2prfp, (XI. 28)

За якою обчислюють витрата повітря в повітроводі, м3 / год:

L \u003d ЗбООу /. (XI. 29)

Розподіл тисків в системах вентиляції з природним спонуканням руху повітря. Особливостями таких систем є вертикальне розташування їх каналів в будівлі, малі значення наявних тисків і, отже, невеликі швидкості. Робота систем з природним спонуканням руху повітря залежить від конструктивних особливостей системи і будівлі, різниці щільності зовнішнього і внутрішнього повітря, швидкості і напряму вітру. Однак при виборі конструктивних розмірів окремих елементів системи вентиляції (перетинів каналів і шахт, площ жалюзійних решіток) досить провести розрахунок для випадку, коли будівля не впливає на роботу.

А - епюри абсолютних аеростатичних тисків в каналі, закритому заглушками 1 - всередині каналу; 2 - зовні каналу; б - епюра надлишкових тисків в тому ж каналі; в - епюри надлишкових тисків прн русі повітря по каналу; г - епюри надлишкових тисків в шахті і в приєднаному до неї «широкому каналі»; д-епюри надлишкових тисків у каналі і шахті при наявності відгалуження; е - епюри надлишкових тисків при природному спонуканні руху повітря в системі вентиляції багатоповерхового будинку; ж - епюри надлишкових тисків при механічному спонуканні руху повітря; (РСТ\u003e Рп ~ лінії відповідно статичного н повного тиску всередині каналу і шахти; Рн - лінія статичного тиску зовні каналу н шахти)

Розглянемо найпростіший випадок, Коли вертикальний канал висотою Як, заповнений теплим повітрям з температурою tB, закритий зверху і знизу заглушками. Канал оточений зовнішнім повітрям з температурою ta.

Припустимо, що тиск усередині і зовні каналу на рівні його верху одно ра (для забезпечення цієї умови достатньо залишити у верхній заглушці невеликий отвір). Тоді відповідно до закону Паскаля абсолютний тиск на будь-якому рівні (на відстані h від верху каналу) одно: зовні рст н \u003d ра4- ^ рн £, а всередині РСТК \u003d ра4- --hpBg. Розподіл абсолютних тисків всередині каналу (лінія 1) і зовні нього (лінія 2) показано на рис. XI.5, а.

В системі «канал - навколишнє повітря» можна користуватися умовними значеннями надлишкових тисків, т. Е. Умовно прийняти аеростатичного тиск всередині каналу на будь-якому рівні за нуль. Епюра цих тисків зовні каналу має форму трикутника (рис. XI.5,6J. Підставою трикутника

ДРК \u003d Нк Дрg

Є располагаемое тиск, Па, що визначає рух повітря по каналу.

При русі повітря по каналу (рис. XI.5, в) втрати тиску складаються з втрат на вході, на тертя і на виході. На рис. XI.5, в показано розподіл повного і статичного тисків (в надлишкових щодо умовного нуля тисках). Динамічне тиск рд дорівнює різниці рп і рст. Статичний тиск (епюра його на малюнку заштрихована) по всій довжині каналу менше надлишкового аеростатичного тиску зовні каналу рн. У деяких випадках в каналі можуть спостерігатися ЗОНИ З Рст\u003e рн. Наприклад, в каналі перед звуженням (рис. XI.5, г) при певних умовах статичний тиск може перевищувати тиск рн. Через нещільності в цій зоні каналу відбуватиметься витік забрудненого повітря.

якщо вертикальний вентиляційний канал об'єднує два (рис. XI, 5, (3) або більше (рис. XI.5, е) відгалужень, то рекомендується приєднувати їх не на рівні входу повітря в відгалуження, а трохи вище (на один, два поверхи і більше). ця рекомендація дана з урахуванням накопиченого досвіду експлуатації. При приєднанні відгалуження на рівні точки А замість рівня точки Б збільшується располагаемое тиск Дротв (див. рис. XI.5, д); отже, збільшується також опір каналу і стійкість роботи системи.

На рис. XI.5, д, е епюри статичного тиску заштриховані. Повний тиск убуває по висоті до значення втрат на виході, а динамічний тиск при постійному перерізі каналу збільшується по висоті, так як після приєднання відгалуження витрата в каналі збільшується.

Останнім часом впроваджуються системи вентиляції з вертикальними каналами з механічною руху повітря. У цих системах повітря рухається під дією вентилятора і гравітаційних сил. Побудова розподілу тисків в таких системах аналогічно розглянутому вище. Особливість полягає в тому, що статичний тиск перед вентилятором визначається розрідженням, створюваним вентилятором (див. Схему на рис. XI.5, ж). В цьому випадку розташовується тиск для руху повітря в системі