Proračun zračnih kanala po brzini i protoku + načini mjerenja protoka zraka u prostorijama

Preporučena brzina izmjene zraka

Kao što je već spomenuto, brzina protoka zraka kroz ventilacijske kanale nije standardizirana. Ali SNiP propisuje preporučene vrijednosti brzine kretanja zračnih masa, koje se moraju voditi pri projektiranju ventilacije.

Dopuštena brzina zraka u kanalima data je u tablici:

Vrsta zračnog kanala i ventilacijske rešetke	Vrsta ventilacijske sheme
	Prirodno	Prisilno
	m/s
Dovodne rešetke (sjenila)	0.5-1.0	2.0-4.0
Opskrbite minske kanale	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 u blizini poda	0.2-0.5	2.0-2.5
Rešetke na stropu	0.5-1.0	1.0-3.0
Ispušne rešetke	0.5-1.0	1.5-3.0
Kanali ispušne osovine	1.0-1.5	3.0-6.0

Maksimalna preporučena brzina protoka zraka u stambenim prostorijama ne smije prelaziti 0,3 m/s. Njegov kratkoročni višak do 30% dopušten je, na primjer, tijekom popravka.

Mrežni elementi i lokalni otpori

Važni su i gubici na elementima mreže (rešetke, difuzori, T, zavoji, promjene presjeka itd.). Za rešetke i neke elemente ove su vrijednosti navedene u dokumentaciji. Oni se također mogu izračunati množenjem koeficijenta lokalnog otpora (c.m.s.) s dinamičkim tlakom u njemu:

Rm. s.=ζ Rd.

Gdje je Rd=V2 ρ/2 (ρ je gustoća zraka).

K. m. s. utvrđeno iz referentnih knjiga i tvorničkih karakteristika proizvoda. Sumiramo sve vrste gubitaka tlaka za svaku dionicu i za cijelu mrežu. Radi praktičnosti, to ćemo učiniti u tablici.

Tablica za izračun.

Zbroj svih tlakova bit će prihvatljiv za ovu mrežu kanala, a gubici u granama moraju biti unutar 10% od ukupnog raspoloživog tlaka. Ako je razlika veća, potrebno je montirati klapne ili dijafragme na izlaze. Da bismo to učinili, izračunavamo potrebne c.m.s. prema formuli:

ζ= 2Rizb/V2,

gdje je Pizb razlika između raspoloživog tlaka i gubitaka grana. Prema tablici odaberite promjer dijafragme.

Potreban promjer dijafragme za zračne kanale.

Ispravan izračun ventilacijskih kanala omogućit će vam da odaberete pravi ventilator odabirom proizvođača prema vašim kriterijima. Koristeći pronađeni raspoloživi tlak i ukupni protok zraka u mreži, to će biti lako učiniti.

Formule za izračune

Za izračune morate imati neke podatke. Za izračunavanje brzine protoka zraka u kanalu potrebna je formula ϑ = L / 3600 × F, gdje je:

• ϑ je brzina zračnih masa u kanalu;
• L - protok zraka u određenom području za koji se izrađuju proračuni (mjereno u m³ \ h);
• F je površina kanala za prolaz zraka (mjereno u m²).

Za izračunavanje protoka zraka, gornja formula se može modificirati tako da dobije L = 3600 × F × ϑ.

Ali postoje okolnosti kada je teško ili jednostavno nema vremena za takve izračune. U takvim situacijama u pomoć dolazi poseban kalkulator za izračun brzine zraka u kanalu.

Inženjerski uredi najčešće koriste kalkulatore koji su najtočniji. Na primjer, dodaju više znamenki pi broju, točnije izračunavaju protok zraka, izračunavaju debljinu stijenki prolaza itd.

Zahvaljujući izračunu brzine u zračnom kanalu, moći ćemo točno izračunati ne samo količinu dovedenog zraka, već i saznati dinamički pritisak na stijenke kanala, troškove kroz trenje, dinamički otpor, itd.

Aerodinamički proračun zračnih kanala

Aerodinamički proračun zračnih kanala jedna je od glavnih faza u projektiranju ventilacijskog sustava, jer omogućuje vam izračunavanje poprečnog presjeka kanala (promjer - za okrugli, a visina s širinom za pravokutni).

Površina poprečnog presjeka kanala odabire se prema preporučenoj brzini za ovaj slučaj (ovisno o protoku zraka i mjestu izračunatog presjeka).

F = G/(ρ v), m²

gdje je G brzina protoka zraka u izračunatom dijelu kanala, kg/sρ je gustoća zraka, kg/m³v je preporučena brzina zraka, m/s (vidi tablicu 1)

Stol 1.Određivanje preporučene brzine zraka u mehaničkom ventilacijskom sustavu.

Uz ventilacijski sustav s prirodnim impulsom, pretpostavlja se da je brzina zraka 0,2-1 m / s. U nekim slučajevima brzina može doseći 2 m/s.

Formula za izračunavanje gubitka tlaka kada se zrak kreće kroz kanal:

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

U pojednostavljenom obliku, formula za gubitak tlaka zraka u kanalu izgleda ovako:

∆P = Rl + Z,

Specifični gubitak tlaka zbog trenja može se izračunati po formuli: R = λ (l/d) (v²/2) ρ, [Pa/M]

l - duljina zračnog kanala, m
Z je gubitak tlaka pri lokalnim otporima, PaZ = Σξ (v²/2) ρ,

Specifični gubitak tlaka od trenja R također se može odrediti pomoću tablice. Dovoljno je znati protok zraka u području i promjer kanala.

Tablica specifičnih gubitaka tlaka zbog trenja u kanalu.

Gornji broj u tablici je brzina protoka zraka, a donji broj je specifični gubitak tlaka zbog trenja (R).
Ako je kanal pravokutni, tada se vrijednosti u tablici traže na temelju ekvivalentnog promjera. Ekvivalentni promjer može se odrediti sljedećom formulom:

deq = 2ab/(a+b)

gdje su a i b širina i visina kanala.

Ova tablica prikazuje vrijednosti specifičnih gubitaka tlaka pri ekvivalentnom koeficijentu hrapavosti od 0,1 mm (koeficijent za čelične zračne kanale). Ako je zračni kanal izrađen od drugog materijala, tada se tablične vrijednosti moraju podesiti prema formuli:

∆P = Rlβ + Z,

gdje je R specifični gubitak tlaka zbog trenja, l je duljina kanala, mZ je gubitak tlaka zbog lokalnih otpora, Paβ je korekcijski faktor koji uzima u obzir hrapavost kanala.Njegova vrijednost može se uzeti iz donje tablice.

Također je potrebno uzeti u obzir gubitke tlaka zbog lokalnih otpora. Koeficijenti lokalnih otpora, kao i način izračuna gubitaka tlaka, mogu se preuzeti iz tablice u članku „Proračun gubitaka tlaka u lokalnim otporima ventilacijskog sustava. Koeficijenti lokalnih otpora.» A dinamički tlak se određuje iz tablice specifičnih gubitaka tlaka trenjem (tablica 1).

Da biste odredili dimenzije zračnih kanala pod prirodnim propuhom, koristite količinu raspoloživog tlaka. Dostupni tlak je tlak koji nastaje zbog temperaturne razlike između dovodnog i izlaznog zraka, drugim riječima, gravitacijski tlak.

Dimenzije zračnih kanala u prirodnom ventilacijskom sustavu određuju se pomoću jednadžbe:

gdje je ∆P_rašpica - raspoloživi tlak, Pa
0,9 - faktor povećanja za rezervu snage
n je broj sekcija zračnih kanala na izračunatoj grani

Kod ventilacijskog sustava s mehaničkom indukcijom zraka, zračni kanali se odabiru prema preporučenoj brzini. Zatim se prema izračunatoj grani izračunavaju gubici tlaka, a prema gotovim podacima (protok zraka i gubici tlaka) odabire se ventilator.

Formule za izračun

Da biste izvršili sve potrebne izračune, trebate imati neke podatke. Za izračunavanje brzine zraka potrebna vam je sljedeća formula:

ϑ= L / 3600*F, gdje je

ϑ - brzina strujanja zraka u cjevovodu ventilacijskog uređaja, mjerena u m/s;

L je brzina protoka zračnih masa (ova vrijednost se mjeri u m3/h) u onom dijelu ispušnog okna za koji se vrši proračun;

F je površina poprečnog presjeka cjevovoda, mjerena u m2.

Prema ovoj formuli izračunava se brzina zraka u kanalu i njegova stvarna vrijednost.

Svi ostali podaci koji nedostaju mogu se zaključiti iz iste formule. Na primjer, da biste izračunali protok zraka, formulu je potrebno pretvoriti na sljedeći način:

L = 3600 x F x ϑ.

U nekim je slučajevima takve izračune teško izvesti ili nema dovoljno vremena. U tom slučaju možete koristiti poseban kalkulator. Na internetu postoji mnogo sličnih programa. Za inženjerske biroe bolje je instalirati posebne kalkulatore koji su točniji (oni oduzimaju debljinu stijenke cijevi pri izračunu površine poprečnog presjeka, stavljaju više znakova u pi, izračunavaju točniji protok zraka itd.).

Protok zraka

4 Određivanje brzine zraka

Poznavajući mnoštvo zračnih masa, lako je izračunati brzinu zraka u kanalu tijekom prirodne ventilacije. Prvo morate saznati površinu poprečnog presjeka kanala. Da biste to učinili, kvadrat polumjera dijela kanala mora se pomnožiti s brojem "pi".

Zračni kanali moraju imati određenu veličinu i oblik. Odredivši poprečni presjek zračnog kanala, moguće je izračunati promjer zračnog kanala potreban za određenu prostoriju. Izraz D = 1000*√(4*S/π) pomoći će u tome. U njemu:

• D je promjer presjeka kanala.
• S je površina poprečnog presjeka zračnih kanala.
• π je matematička konstanta jednaka 3,14.

U skladu sa standardima, minimalna veličina pravokutnog kanala je 100 mm x 150 mm, maksimalna je 2000 mm x 2000 mm. Takvi dizajni imaju više ergonomski oblik, lakše ih je ugraditi uza zid i maskirati cijevi na stropu ili iznad kuhinjskih polukata.

Okrugli proizvodi razlikuju se od pravokutnih po tome što stvaraju manji otpor zraka. Stoga imaju minimalnu razinu buke.

Koristeći formulu V = L / 3600 * S i parametre kao što su protok zraka (L) i površina kanala, možete izračunati prirodnu ventilaciju. Primjer izračuna bi bio:

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

Utvrđeno je da ovaj pokazatelj ne smije prelaziti 0,3 m/s. Iznimka je samo za razdoblje privremenih popravki ili ugradnje građevinske opreme. U ovom trenutku standardi se mogu povećati za najviše 30%.

Ako u prostoriji postoje dva ventilacijska sustava, tada se brzina svakog od njih izračunava na takav način da je dovoljno osigurati polovicu površine čistim zrakom.

U slučaju nepredviđenih situacija (na primjer, zbog zahtjeva zaštite od požara), potrebno je naglo promijeniti brzinu zraka ili zaustaviti rad ventilacijskog sustava. Za to se u kanale i u prijelaznim dijelovima ugrađuju posebni ventili i zaporni ventili.

Nekoliko korisnih savjeta za ispravnu upotrebu uređaja

Ako je protok zraka u kanalu karakteriziran povećanom razinom prašine, u ovom slučaju bolje je ne koristiti anemometar s vrućom žicom i Pitotovu cijev. Budući da rupa u cijevi koja prima ukupni tlak protoka ima mali promjer, može se brzo začepiti kada je izložena zagađenom zraku.

Anemometri s vrućom žicom nisu prikladni za rad pri velikim brzinama zraka (više od 20 m/s).Činjenica je da se glavni temperaturni senzor, koji karakterizira povećana osjetljivost, može jednostavno srušiti pod jakim pritiskom zraka.

Korištenje kontrolnih i mjernih uređaja za određivanje protoka zraka mora se provoditi strogo unutar raspona nazivne temperature navedenih u putovnicama uređaja.

U plinskim kanalima (zračnim kanalima u kojima struji uglavnom zagrijani zrak) preporuča se korištenje pneumometrijskih cijevi čije je tijelo izrađeno od nehrđajućeg čelika. Upotreba opreme s plastičnim komponentama u tim cijevima je nepoželjna zbog moguće deformacije tijela pod utjecajem visokih temperatura.

Prilikom mjerenja brzine i protoka zraka potrebno je osigurati da je osjetljivi senzor sonde uvijek orijentiran točno prema strujanju zraka. Nepoštivanje ovog zahtjeva dovodi do izobličenja rezultata mjerenja. Štoviše, izobličenja i netočnosti će biti to veće, što je veći stupanj odstupanja senzora od idealnog položaja.

Dakle, pravi izbor instrumentacije za određivanje protoka zračnih masa u zračnom kanalu i njihova pravilna uporaba tijekom rada omogućit će stručnjacima da formiraju objektivnu sliku ventilacije prostora

Ovaj aspekt je od posebne važnosti kada su u pitanju stambeni prostori.

Proračun zračnih kanala za dovodne i ispušne sustave mehaničke i prirodne ventilacije

Aerodinamički
proračun zračnih kanala obično se smanjuje
odrediti dimenzije njihove poprečne
odjeljak,
kao i gubici tlaka na pojedinim
parcele
i u sustavu u cjelini. Može se odrediti
troškovi
zraka za zadane dimenzije zračnih kanala
i poznati diferencijalni tlak u sustavu.

Na
aerodinamički proračun zračnih kanala
ventilacijski sustavi obično se zanemaruju
kompresibilnost
kretanje zraka i uživajte
vrijednosti nadtlaka, pod pretpostavkom
za uvjetno
nulti atmosferski tlak.

Na
kretanje zraka kroz kanal u bilo kojem
poprečno
protočni presjek postoje tri vrste
pritisak:statički,
dinamičan
i potpuni.

statički
pritisak
određuje potencijal
energija 1 m3
zraka u odjeljku koji se razmatra (str_sv
jednak pritisku na stijenke kanala).

dinamičan
pritisak
je kinetička energija strujanja,
odnosi se na 1 m3
zrak, odlučan
prema formuli:

(1)

gdje
– gustoća
zrak, kg/m3;
- brzina
kretanje zraka u dionici, m/s.

Dovršeno
pritisak
jednak zbroju statičkog i dinamičkog
pritisak.

(2)

Tradicionalno
pri izračunu mreže kanala koristi se
izraz "gubitak
pritisak"
("gubici
energija protoka”).

Gubici
tlak (pun) u ventilacijskom sustavu
sastoje se od gubitaka trenja i
gubici u lokalnim
otpori (vidi: Grijanje i
ventilacija, dio 2.1 "Ventilacija"
izd. V.N. Bogoslovsky, M., 1976.).

Gubici
tlakovi trenja određuju se
formula
Darcy:

(3)

gdje
- koeficijent
otpor trenja, koji
izračunato po univerzalnoj formuli
PAKAO. Altshulya:

(4)

gdje
– Reynoldsov kriterij; K - visina
projekcije hrapavosti (apsolutne
hrapavost).
inženjerski proračuni gubitka tlaka
trenje
,
Pa (kg/m2),
u zračnom kanalu duljine /, m, određuju se
po izrazu

(5)

gdje
– gubici
tlak po 1 mm duljine kanala,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Za
definicije Rsastavljeno
tablice i nomogrami. Nomogrami (sl.
1 i 2) grade se za uvjete: oblik sekcije
promjer kruga kanala,
tlak zraka 98 kPa (1 atm), temperatura
20°C, hrapavost = 0,1 mm.

Za
proračun zračnih kanala i kanala
koriste se pravokutni presjeci
tablice i nomogrami
za okrugle kanale, uvođenje na
ovaj
ekvivalentni promjer pravokutnika
kanal, u kojem je gubitak tlaka
za trenje u
krug
i pravokutni
~
zračni kanali su jednaki.

NA
primljena projektantska praksa
Širenje
tri vrste ekvivalentnih promjera:

■ brzinom

na
paritet brzina

■ od strane
potrošnja

na
jednakost troškova

■ od strane
poprečni presjek područja

ako je jednaka
površine presjeka

Na
proračun zračnih kanala s hrapavosti
zidovi,
različit od onog predviđenog u
tablice ili nomogrami (K = OD mm),
izvršiti ispravak na
tablična vrijednost specifičnih gubitaka
pritisak na
trenje:

(6)

gdje
- tabelarni
specifična vrijednost gubitka tlaka
za trenje;
- koeficijent
uzimajući u obzir hrapavost zidova (tablica 8.6).

Gubici
pritisak u lokalnim otporima. NA
mjesta rotacije kanala, prilikom dijeljenja
i spajanje
teče u tees, pri mijenjanju
veličine
zračni kanal (širenje - u difuzoru,
suženje - u konfuzeru), na ulazu u
zračni kanal ili
kanal i izlaz iz njega, kao i mjestimično
instalacije
upravljački uređaji (prigušivači,
vrata, dijafragme) postoji kap
tlak protoka
pokretni zrak. U navedenom
mjesta koja se dešavaju
restrukturiranje polja brzine zraka u
zračni kanal i stvaranje vrtložnih zona
na zidovima, što je popraćeno
gubitak energije protoka. poravnanje
strujanje se događa na određenoj udaljenosti
nakon prolaska
ova mjesta. Uvjetno, radi praktičnosti
aerodinamički proračun, gubitak
pritisak u lokalnom
otpori se smatraju koncentriranim.

Gubici
pritisak u lokalnom otporu
odlučan
prema formuli

(7)

gdje
–
koeficijent lokalnog otpora
(obično,
u nekim slučajevima postoji
negativna vrijednost, pri izračunu
trebao bi
uzeti u obzir znak).

Omjer se odnosi na
do najveće brzine
u uskom dijelu dionice ili brzine
u odjeljku
dio s nižim protokom (u T-u).
U tablicama
koeficijenti lokalnog otpora
označava na koju brzinu se odnosi.

Gubici
pritisak u lokalnim otporima
parcela, z,
izračunato po formuli

(8)

gdje

- zbroj
koeficijenti lokalnog otpora
Lokacija uključena.

Općenito
gubitak tlaka u dijelu kanala
dužina,
m, u prisustvu lokalnih otpora:

(9)

gdje
– gubici
tlak po 1 m duljine kanala;

– gubici
pritisak u lokalnim otporima
mjesto.

Brzina u kanalu

Brzina zraka u kanalu

Ovdje su formule za izračun brzine i tlaka zraka u kanalu (okrugli ili pravokutni presjek) ovisno o protoku zraka i površini poprečnog presjeka. Za brzi izračun možete koristiti online kalkulator.

Formula za izračun brzine zraka:

gdje je W brzina protoka, m/h Q je potrošnja zraka, m3/h S je površina poprečnog presjeka kanala, m2* Napomena: za pretvaranje brzine iz m/h u m/s, rezultat se mora podijeliti s 3600

Formula za izračun tlaka u kanalu:

gdje je P ukupni tlak u kanalu, Pa P_sv — statički tlak u zračnom kanalu, jednak atmosferskom tlaku, Pa p — gustoća zraka, kg/m3W — brzina protoka, m/s * Napomena: za pretvaranje tlaka iz Pa u atm. pomnožite rezultat s 10,197*10-6 (tehnička atmosfera) ili 9,8692*10-6 (fizička atmosfera)

brzina strujanja zraka 88,4194 m/s

tlak u zračnom kanalu 102 855,0204 Pa (1,0488 atm)

Ostali kalkulatori

Kalkulator volumena i površine kocke Kalkulator volumena i površine cilindra Kalkulator volumena cijevi

Izvor

Pravila za korištenje mjernih uređaja

Prilikom mjerenja protoka zraka i njegovog protoka u sustavu ventilacije i klimatizacije potreban je ispravan odabir uređaja i poštivanje sljedećih pravila za njihov rad.

To će vam omogućiti da dobijete točne rezultate proračuna kanala, kao i da napravite objektivnu sliku ventilacijskog sustava.

Slijedite temperaturni režim, koji je naveden u putovnici uređaja. Također pripazite na položaj senzora sonde. Uvijek mora biti orijentiran točno prema strujanju zraka.

Ako ne slijedite ovo pravilo, rezultati mjerenja će biti iskrivljeni. Što je veće odstupanje senzora od idealnog položaja, to će pogreška biti veća.

Proračun protoka zraka

Važno je pravilno izračunati površinu poprečnog presjeka bilo kojeg oblika, okruglog i pravokutnog. Ako veličina nije prikladna, neće biti moguće postići željeni balans zraka.

Previše zračnog kanala zauzet će previše prostora. To će smanjiti površinu u sobi, uzrokovati nelagodu stanovnicima. Ako je izračun netočan i odabrana je vrlo mala veličina kanala, primijetit će se jak propuh. To je zbog snažnog povećanja tlaka protoka zraka.

Izračun presjeka

Kada se okrugli kanal promijeni u kvadratni, brzina će se promijeniti

Da biste izračunali brzinu kojom će zrak proći kroz cijev, morate odrediti površinu poprečnog presjeka. Za izračun S=L/3600*V koristi se sljedeća formula, gdje je:

• S je površina poprečnog presjeka;
• L - potrošnja zraka u kubičnim metrima na sat;
• V je brzina u metrima u sekundi.

Za okrugle zračne kanale potrebno je odrediti promjer pomoću formule: D = 1000*√(4*S/π).

Ako će kanal biti pravokutni umjesto okruglog, potrebno je odrediti duljinu i širinu umjesto promjera. Prilikom ugradnje takvog zračnog kanala uzima se u obzir približni presjek. Izračunava se po formuli: a * b \u003d S, (a - duljina, b - širina).

Postoje odobreni standardi prema kojima omjer širine i duljine ne smije biti veći od 1: 3. Također se preporučuje korištenje tablica tipičnih dimenzija koje nude proizvođači kanala.

Razina vibracija

Vibracije su pojava koja je, uz buku, uvijek prisutna u kanalima ako se koristi shema prisilne ventilacije.

Njegova vrijednost ovisi o sljedećim čimbenicima:

• dimenzije poprečnog presjeka zračnih kanala;
• materijal koji je korišten za izradu ventilacijskih cijevi;
• sastav i kvaliteta brtvi između kanalnih cijevi;
• brzina kretanja zraka u kanalima ventilacijskog sustava.

Snaga ventilatora usko je povezana s maksimalnom vrijednošću vibracija.

Regulatorni pokazatelji koji se moraju uzeti u obzir pri izračunu parametara zračnih kanala i odabiru vrste ventilacijskih uređaja prikazani su u tablici:

Maksimalne dopuštene vrijednosti lokalnih vibracija	Maksimalne dopuštene vrijednosti lokalnih vibracija
	U smislu ubrzanja vibracija	U smislu brzine vibracija
m/s	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
Prilagođene i jednako prilagođene vrijednosti i njihove razine	2.0	76	2.0	112

Ako je dizajn ventilacije napravljen ispravno, brzina strujanja zraka u zračnim prolazima ne bi trebala utjecati na promjenu razine buke i vibracija u sustavu.

Zaključak

Ovaj jednostavan izračun dio je aerodinamičkog proračuna sustava ventilacije i klimatizacije. Takvi se izračuni izvode u specijaliziranim programima ili, na primjer, u Excelu.