Расчет статического давления системы вентиляции

Содержание

Аэродинамический расчет систем вентиляции

Расчет статического давления системы вентиляции

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта.

Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции.

Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

  • Основные формулы расчета
  • Аэродинамический расчет в Excel 

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор. 

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой: 

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки  необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой.  Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

  • Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.
  • Записываем длину каждого участка.
  • Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции. Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250. V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с. V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/сНас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.
  • Начинаем расчеты потерь давления. Определяем эквивалентный диаметр для каждого участка, например первого dэ=2*150*150/(150+150)=150.  Затем заполняем все данные необходимые для расчета из справочной литературы или вычисляем: Re=1,23*0,150/(15,11*10-6)=12210.  λ=0,11(68/12210+0,1/0,15)0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.
  • Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
  • Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м  и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
  • Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
  • Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
  • Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.

 При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15%, если воздух поступает в одно помещение (цех) и не более 10%, если в разные помещения

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

 По ссылке размещен файл Excel, который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

  1. Расход воздуха на каждом участке.
  2. Длину каждого из них.
  3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
  4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
  5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
  6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
  7. Наслаждаться результатом расчетов!

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов!!!

Источник: http://airducts.ru/aerodinamicheskij-raschet-sistem-ventilyacii/

Давление в воздуховоде – измерение и расчет потерь

Расчет статического давления системы вентиляции

Перемещение газовоздушной смеси в воздуховодах происходит в определенном режиме.

Все параметры потока должны быть известны заранее, чтобы оборудование работало без перегрузок, а сами воздуховоды не подвергались чрезмерным нагрузкам.

Основное значение, которое надо определить в первую очередь — давление воздуха. Оно определяет эффективность работы системы и позволяет получить все остальные данные о режиме передвижения воздушного потока.

Давление воздуха — это составной показатель, представляющий собой сумму двух величин, определяемых по отдельности. Для того, чтобы вычислить общее значение, следует предварительно определить скорость воздушного потока.

Формула выглядит следующим образом:

v=L/3600*F

Где:

  • v – скорость

  • L — расход

  • F — сечение воздухопровода

  • Зная скорость потока, можно приступать к дальнейшим расчетам.

    Поведение среды внутри воздуховода

    Воздушный поток внутри воздухопровода получает импульс от вентилятора и под его воздействием перемещается в заданном направлении. При этом, общее давление складывается из двух самостоятельных величин:

  • статическое давление, обусловленное энергией взаимодействия молекул газа

  • динамическое давление, воздействующее на стенки трубы

  • Статическое давление Pст измеряют с помощью специальных приспособлений (трубка Пито, соединенная с дифманометром). Динамическое давление представляет собой произведение плотности воздуха на квадрат скорости потока, деленное пополам.

    P дин = ρ*(v2/2)

    Где:

  • P дин  — динамическое давление

  • ρ — плотность воздуха (или перемещаемого газа)

  • v2 — квадрат скорости потока

  • Сумма обоих значений и будет составным общим давлением воздуха на данном участке воздуховода. Важно понимать, что давление всегда вычисляется только при заданном расходе, т. е. определенном режиме работы вентилятора. Увеличение скорости вращения или изменение размеров рабочего колеса автоматически вызовет изменение давления.

    Смысл определения давления воздуха в воздуховодах заключается в сохранении параметров системы. Если имеется отрезок трубопровода, равномерно сужающийся от начала к концу (такие участки называются конфузорами), то в конечной точке будет наблюдаться изменение режима потока:

  • увеличение скорости

  • уменьшение статического давления

  • увеличение динамического давления

  • В результате, общее давление останется неизменным, а скорость потока возрастет. Расход воздуха в конечной точке пропорционально упадет, поэтому перед началом понадобится придать потоку дополнительный импульс для сохранения общего режима работы системы. Для определения величины дополнительной энергии надо предварительно рассчитать давление и все остальные параметры потока.

    Если на участке воздуховода имеется расширение (диффузор), происходит обратное явление — возрастает расход, но падает скорость и давление. Для сохранения режима также необходимо заранее рассчитать начальные значения всех показателей воздушного потока в системе.

    Сеть воздуховодов представляет собой сложную систему с большим количеством изгибов, ответвлений, переходов. Все они образуют динамическое сопротивление движению воздуха, которое надо учесть при расчете режима работы вентиляции. Определение давления при этом играет главную роль, позволяющую оперировать другими данными.

    Что такое потери давления в воздуховодах?

    Потери давления — это снижение параметров воздушного потока, вызванное сопротивлением трубопроводов. Энергия потока расходуется на проход изгибов и прочих переходов, гасится или поглощается стенками воздуховодов. Возникают турбулентные завихрения, частично направляющие воздух по спирали или в обратную сторону, снижая его скорость и уменьшая общий импульс.

    Расчет потерь давления возможен при наличии всей информации о режиме работы воздуховода (длина, сечение, давление, скорость потока и т.д.). Необходимо в первую очередь определить потери на трение и на местные сопротивления, которые зависят от скорости потока и плотности перемещаемого газа с учетом соответствующих коэффициентов и табличных значений.

    Расчет воздуховодов может быть произведен по двум методикам. Оптимальным способом считается выполнение расчета и тем, и другим способом, с последующим применением на практике больших результатов. Рассмотрим их внимательнее:

    Метод допустимых скоростей

    Расчет по допустимым скоростям позволяет определить параметры воздуховодов исходя из потребностей и нормативных требований к вентиляции помещений разного назначения. Исходными данными являются табличное значение оптимальной скорости воздуха в данном помещении, а также расчетное сечение воздуховодов с величиной падения давления.

    Затем производят расчет по следующей методике:

  • создается схема вентиляции с указанными значениями длины каналов и расхода воздуха на каждом участке

  • определяется оптимальный диаметр (размер) каналов

  • вычисляются потери давления на трение и местные сопротивления

  • потери давления суммируются и определяется окончательное значение для данного участка воздуховода

  • В результате получается значение, определяющее режим подачи воздуха в конечной точке системы или ее участка.

    Метод постоянной потери напора

    Этот метод достаточно прост, но не дает точных значений. Он используется на начальной стадии проектирования, для определения технико-экономических показателей данной вентиляционной системы. Методика базируется на показателе падения напора в зависимости от длины воздуховодов.

    Порядок расчета:

  • определение скорости потока по специальной диаграмме зависимости скорости от расхода

  • рассчитывают начальную величину потери расхода, обозначающую падение производительности на 1 погонный метр воздуховода

  • выбирают наиболее нагруженную ветвь воздухопровода и принимают ее протяженность за общую величину

  • умножают общую длину на величину потери напора (начальную, на 1 п.м.)

  • прибавляют размер потерь на диффузорах

  • по диаграмме определяют начальный диаметр воздуховода, обеспечивающий заданный расход в конечной точке системы

  • Необходимо понимать, что выполнение подобных расчетов представляет собой большую сложность и не может быть произведено человеком без специальной подготовки.

    Потери давления на изгибах

    Изгибы воздуховодов создают сопротивление движению воздуха, в котором создаются турбулентные потоки и завихрения. Они гасят скорость и энергию, оказывая отрицательное влияние на режим перемещения среды. Величина падения напрямую зависит от угла изгиба.

    Существует диаграмма, отображающая эту величину относительно разных углов изгиба, соответствующих параметрам стандартных фасонных изделий. По ней можно определить, насколько упадет давление при прохождении изгиба данной конфигурации. Эта диаграмма есть в таблицах СНиП, данные из нее учитываются при проектировании системы.

    Потери давления на диффузорах

    Диффузор — это участок воздуховода с равномерно расширяющимся сечением. Для определения падения давления может быть произведен специализированный расчет, но он сложен и недоступен для человека, не имеющего соответствующего образования и опыта.

    Поэтому принято использовать диаграмму в таблицах СНиП, где заранее произведены все вычисления. Надо только найти начальное и конечное значение размеров и определить искомую величину. Поскольку все результаты одинаковы, делать каждый раз один и тот же расчет нецелесообразно.

    Потери давления в прямолинейных воздуховодах

    Прямые участки воздуховодов также создают определенное сопротивление потоку воздуха. Он теряет энергию из-за трения о стенки, турбулентности, ослабления общего импульса, полученного потоком от рабочего колеса вентилятора.

    Зависимость падения от длины и размеров трубы линейная, поэтому ее не считают, а находят по диаграмме в таблицах СНиП или ином справочнике.

    По вертикальной оси отображен объем перемещаемого воздуха (расход), по горизонтальной — величина потери давления.

    Пользуются диаграммой не так, как обычно — сначала на вертикальной оси находят существующую величину расхода, потом совмещают ее с размером трубы на диаграмме и опускают перпендикуляр на горизонтальную ось, которая покажет требуемое значение.

    Пример расчета на видео

      Взрывозащищенные вентиляторы – где и как применять?

    Источник: https://RSVgroup.ru/ventilyatsiya/davlenie-v-vozduhovode-izmerenie-i-raschet-poter.html

    Как расчитать потери напора воздуха в системе вентиляции

    Расчет статического давления системы вентиляции

    НазначениеОсновное требование
    БесшумностьМин. потери напора
    Магистральные каналыГлавные каналыОтветвления
    ПритокВытяжкаПритокВытяжка
    Жилые помещения35433
    Гостиницы57.56.565
    Учреждения686.565
    Рестораны79776
    Магазины89776

    Исходя из этих значений следует рассчитывать линейные параметры воздуховодов.

    Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов.

    Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются.

    По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.

    Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g.

    X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.

    Табл. № 2. Эквивалентные диаметры круглых воздуховодов для квадратных

    Размеры150200250300350400450500
    250210245275
    300230265300330
    350245285325355380
    400260305345370410440
    450275320365400435465490
    500290340380425455490520545
    550300350400440475515545575
    600310365415460495535565600
    650320380430475515555590625
    700390445490535575610645
    750400455505550590630665
    800415470520565610650685
    850480535580625670710
    900495550600645685725
    950505560615660705745
    1000520575625675720760
    1200620680730780830
    1400725780835880
    1600830885940
    1800870935990

    По горизонтали указана высота квадратного воздуховода, а по вертикали ширина. Эквивалентное значение круглого сечения находится на пересечении линий.

    Потери давления воздуха в изгибах берутся из таблицы № 3.

    Табл. № 3. Потери давления на изгибах

    Для определения потерь давления в диффузорах используются данные из таблицы № 4.

    Табл. № 4. Потери давления в диффузорах

    В таблице № 5 дается общая диаграмма потерь на прямолинейном участке.

    Табл. № 5. Диаграмма потерь давления воздуха в прямолинейных воздуховодах

    Все отдельные потери на данном участке воздуховода суммируются и корректируются с таблицей № 6. Табл. № 6. Расчет понижения давления потока в системах вентиляции

    Во время проектирования и расчетов существующие нормативные акты рекомендуют, чтобы разница в величине потерь давления между отдельными участками не превышала 10%.

    Вентилятор нужно устанавливать в участке системы вентиляции с наиболее высоким сопротивлением, самые удаленные воздуховоды должны иметь минимальное сопротивление.

    Если эти условия не выполняются, то необходимо изменять план размещения воздуховодов и дополнительного оборудования с учетом требований положений.

    Калькулятор

    Источник: https://plast-product.ru/raschet-poteri-napora-vozduxa-v-sisteme-ventilyacii/

    Аэродинамический расчет онлайн

    Расчет статического давления системы вентиляции
    1. Скорость воздуха

    высчитать скорость

    задать скорость

    Вентиляция естественная с механическим побуждением

    Здание общественное промышленное

    2. Материал/сечение

    Материал воздуховода Листовая сталь Винипласт Асбестоцемент Фанера Шлакобетон Кирпич Штукатурка

    Сечение воздуховода круглое прямоугольное квадратное

    Удалить последний участок 3. Местные сопротивления на участке

    Деталь возуховода {{data.name}}

    Коэффициент

    № участка {{data.number}}

    4. Расчет

    № участка Сечение Расход, м3/ч Рекомендуемая скорость, м/с Требуемая площадь, м2 Длина, м Требуемое сечение, мм Принятое сечение, мм Эквивалентный диаметр, мм Скорость, м/с Потери давления на 1 метр, Па/м b_sh Потери давления на трение, Па Вид местного сопротивления Местное сопротивление, Па Динамическое давление Pd, Па Потери давления в местных сопротивлениях, Па Общие потери давления, Па
    {{$index+1}}-{{$index+2}}хх{{datatwo.name}}
    № участка Расход, м3/ч Рекомендуемая скорость, м/с Требуемая площадь, м2 Длина, м Требуемое сечение, мм Принятое сечение, мм Эквивалентный диаметр, мм Скорость, м/с Потери давления на 1 метр, Па/м b_sh Потери давления на трение, Па Вид местного сопротивления Местное сопротивление, Па Динамическое давление Pd, Па Потери давления в местных сопротивлениях, Па Общие потери давления, Па
    {{$index+1}} {{$index+2}}{{data.section_d}} {{data.section1}} {{data.section2}} {{data.section11}} {{data.section22}}{{datatwo.name}}
    Расчет сделан на сайте ProstoBuild.ru

    Основная цель аэродинамического расчета – подбор сечения воздуховодов и определения потерь давления на участках. С этой задачей легко справится данный калькулятор.

    Порядок работы:
    1. Задать скорость воздухаa. Путем автоматического подсчета в зависимости от оптимальной скорости в воздуховодах (нажать «высчитать скорость»)b. Путем ввода скорости самостоятельно (нажать «задать скорость»)

    2. Добавить участок необходимого материала/сечения

    a. Выбрать материалb. Выбрать сечение (круглое, прямоугольное, квадратное)c. Нажать кнопку «Добавить участок» (участок добавится в таблицу)

    3. Задать местные сопротивления на участке

    a. Выбрать деталь воздуховода (после выбора детали Вам очень грубо выдаст его примерный коэффициент, который можно менять вручную)b. Выбрать участок, на который вы хотите добавить данное местное сопротивлениеc. Нажать кнопку «Добавить деталь»d. При необходимости ее можно удалить путем постановки галочки в таблице и нажатия на кнопку «Удалить деталь»

    4. Задать необходимые параметры в таблице

    a. Задать расход на соответствующем участкеb. Задать длину участкаc. Нажать кнопку «Расчет» (результатом будет служить ответ в графе «Требуемое сечение»)d. Нажать кнопку «Подобрать» либо задать «Принятое сечение» самому

    e. Еще раз нажать кнопку «Расчет» и на основании «Принятого сечения» посчитаются все оставшиеся значения таблицы

    Результатами будут служить требуемая площадь, требуемое сечение, принятое сечение, эквивалентный диаметр воздуховодов, фактическая скорость в воздуховоде, потери давления на 1 метр, общие потери давления на трение, значение местного сопротивления, динамическое давление, потери давления в местных сопротивлениях и общие потери давления на участках.

    Для справки:– при задании прямоугольного сечения h/b, h или b задаются для каждого участка – если в таблице удалить рекомендуемую скорость, в пункте 1 выбрать другую скорость и нажать кнопку «Расчет», то скорость в таблице пересчитается согласно пункту 1.

    – если в таблице не задать Расход и Длину, то ячейка «Принятое сечение» будет серая – если столбец «Принятое сечение» подсвечивается красным цветом, значит Вы поменяли расход на участке и «Требуемое сечение» получилось больше, чем «Принятое сечение».

    Необходимо увеличить «Принятое сечение»

    – результаты с таблицы можно экспортировать в формате .xls путем нажатия на кнопку «Скачать таблицу в excel»

    Расчеты, которые могут пригодиться:
    – калькулятор площади возуховодов

    От автора:Если данный аэродинамический расчет был Вам полезен – не забывайте делиться им с друзьями и коллегами.

    При желании помочь обновить коэффициенты местных сопротивлений либо добавить новые – пишите на почту mkarell200@yandex.ru

    Источник: https://prostobuild.ru/onlainraschet/265-aerodinamicheskiy-raschet-onlayn.html

    Как определить давление вентилятора: методы измерения и рассчета давления в вентиляционной системе

    Расчет статического давления системы вентиляции

    Если комфорту в доме вы уделяете достаточно внимания, то наверное, согласитесь, что качество воздуха должно стоять на одном из первых мест. Свежий воздух полезен для здоровья и мышления. В хорошо пахнущую комнату не стыдно пригласить гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — нелегкое занятие, неправда ли?

    Многое зависит от выбора вентилятора и в первую очередь его давления. Но до того как определить давление вентилятора, нужно ознакомиться с некоторыми физическими параметрами. Прочитайте о них в нашей статье.

    Благодаря нашему материалу вы изучите формулы, узнаете виды давления в вентиляционной системе. Мы привели для вас сведения о полном напоре вентилятора и двух способах, по которым его можно измерить. В итоге вы сможете самостоятельно измерить все параметры.

    Давление в вентиляционной системе

    Чтобы вентиляция была эффективной, нужно правильно подобрать давление вентилятора. Есть два варианта для самостоятельного измерения напора. Первый способ — прямой, при котором замеряют давление в разных местах. Второй вариант — рассчитать 2 вида давления из 3 и получить по ним неизвестную величину.

    Давление (также — напор) бывает статическим, динамическим (скоростным) и полным. По последнему показателю выделяют три категории вентиляторов.

    К первой относят приборы с напором < 1 кПа, второй — 1—3 кПа и более, третьей — больше 3—12 кПа и выше. В жилых строениях используют устройства первой и второй категории.

    Аэродинамическая характеристика осевых вентиляторов на графике: Pv — полное давление, N — мощность, Q — расход воздуха, ƞ — КПД, u — скорость, n — частота вращения

    В технической документации к вентилятору обычно указывают аэродинамические показатели, включая полное и статическое давление при определенной производительности. На практике «заводские» и реальные параметры часто не совпадают, и связано это с конструктивными особенностями вентиляционных систем.

    Существуют международные и государственные стандарты, направленные на повышение точности измерений в лабораторных условиях.

    В России обычно применяют методы A и C, при которых напор воздуха после вентилятора определяют косвенно, исходя из установленной производительности. В разных методиках в площадь выхода включают или не включают втулку рабочего колеса.

    Формулы для расчета напора вентилятора

    Напор представляет собой соотношение воздействующих сил и площади, на которую они направлены. В случае с вентканалом речь идет о воздухе и сечении.

    Поток в канале распределяется неравномерно и не проходит под прямым углом к поперечному разрезу. Узнать точный напор по одному замеру не удастся, придется искать среднее значение по нескольким точкам. Сделать это нужно и для входа, и для выхода из вентилирующего прибора.

    Осевые вентиляторы используют отдельно и в воздуховодах, они эффективно работают там, где нужно переносить большие массы воздуха при относительно низком давлении

    Полное давление вентилятора определяют по формуле Pп = Pп (вых.) – Pп (вх.), где:

    • Pп (вых.) — полное давление на выходе из устройства;
    • Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

    Для статического давления вентилятора формула отличается незначительно.

    Ее записывают как Рст = Рст (вых.) – Pп (вх.), где:

    • Рст (вых.) — статическое давление на выходе из устройства;
    • Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

    Статический напор не отображает нужное количество энергии для ее передачи системе, а служит дополнительным параметром, по которому можно узнать полное давление. Последний показатель — основной критерий при выборе вентилятора: как домашнего, так и промышленного. Снижение полного напора отображает потерю энергии в системе.

    Статическое давление в самом вентиляционном канале получают из разницы статического давления на входе и выходе из вентиляции: Рст = Pст 0 – Рст 1. Это второстепенный параметр.

    Проектировщики подают параметры с учетом небольшого засорения или без такового: на изображении показано несоответствие статического давления одного и того же вентилятора в разных вентиляционных сетях

    Правильный выбор вентилирующего устройства включает такие нюансы:

    • подсчет расхода воздуха в системе (м³/с);
    • подбор устройства на основе такого расчета;
    • определение скорости на выходе по выбранному вентилятору (м/с);
    • расчет Pп устройства;
    • измерение статического и динамического напора для сравнения с полным.

    Для расчета места для замера напора ориентируются на гидравлический диаметр воздуховода. Его определяют формулой: D = 4F / П. F — это площадь сечения трубы, а П — ее периметр. Расстояние для определения места замера на входе и выходе измеряют количеством D.

    Как вычислить давление в вентиляции?

    Полный напор на входе измеряют в поперечном сечении вентиляционного канала, находящемся на расстоянии двух гидравлических диаметров воздуховода (2D). Перед местом измерения в идеале должен быть прямой фрагмент воздуховода с длиной от 4D и невозмущенным течением.

    На практике вышеописанные условия встречаются редко, и тогда перед нужным местом устанавливают хонейкомб, который выпрямляет поток воздуха.

    Потом в систему вентиляции вводят приемник полного давления: в несколько точек в сечении по очереди – минимум в 3. По полученным значениям высчитывают средний результат. У вентиляторов со свободным входом Pп входное соответствует давлению окружающей среды, а избыточный напор в таком случае равняется нулю.

    Схема приемника полного давления: 1 — приемная трубка, 2 — преобразователь давления, 3 — камера торможения, 4 — держатель, 5 — кольцевой канал, 6 — передняя кромка, 7 — входная решетка, 8 — нормализатор, 9 — регистратор выходного сигнала, α — угол при вершинах, h — глубина впадин

    Если измерять сильный поток воздуха, то по давлению следует определить скорость, а потом — сопоставить ее с размером сечения. Чем выше скорость на единицу площади и чем больше при этом сама площадь, тем производительнее вентилятор.

    Полный напор на выходе — понятие сложное. Выходящий поток имеет неоднородную структуру, которая также зависит от режима работы и типа прибора. Воздух на выходе имеет зоны возвратного движения, что усложняет расчет напора и скорости.

    Закономерность для времени появления такого движения установить не удастся. Неоднородность течения достигает 7—10 D, но показатель можно снизить выпрямляющими решетками.

    Трубка Прандтля является усовершенствованным вариантом трубки Пито: приемники выпускают в 2 вариантах — для скоростей меньше и больше 5 м/с

    Иногда на выходе из вентилирующего устройства стоит поворотное колено или отрывной диффузор. В таком случае течение будет еще более неоднородным.

    Напор тогда измеряют по следующему методу:

    1. За вентилятором выбирают первое сечение и сканируют его зондом. По нескольким точкам измеряют средний полный напор и производительность. Последнюю потом сравнивают с производительностью на входе.
    2. Дальше выбирают дополнительное сечение — на ближайшем прямом участке после выхода из вентилирующего прибора. От начала такого фрагмента отмеряют 4—6 D, а если длина участка меньше, то выбирают сечение в самой отдаленной точке. Затем берут зонд и определяют производительность и средний полный напор.

    От среднего полного давления на дополнительном сечении отнимают расчетные потери на отрезке после вентилятора. Получают полное давление на выходе.

    Потом сравнивают производительность на входе, а также на первом и дополнительном сечениях на выходе. Правильными следует считать входной показатель и один из выходных — более близкий по значению.

    Прямолинейного отрезка нужной длины может и не быть. Тогда выбирают сечение, которое разделяет участок для замера на части с соотношением 3 к 1. Ближе к вентилятору должна быть большая из этих частей. Замеры нельзя производить в диафрагмах, шиберах, отводах и других соединениях с возмущением воздуха.

    Перепады давления можно регистрировать напоромерами, тягомерами по ГОСТ 2405-88 и дифманометрами по ГОСТ 18140-84 с классом точности 0,5—1,0

    В случае с крышными вентиляторами Pп измеряют только на входе, а на выходе определяют статическое. Скоростной поток после вентилирующего устройства теряется почти полностью.

    Также рекомендуем прочесть наш материал о выборе труб для вентиляции.

    Особенности расчета напора

    Измерение давления в воздушной среде усложняется из-за ее быстро меняющихся параметров. Манометры следует покупать электронные с функцией усреднения результатов, получаемых за единицу времени. Если напор резко скачет (пульсирует), пригодятся демпферы, которые сглаживают перепады.

    Следует помнить такие закономерности:

    • полное давление — это сумма статического и динамического;
    • полный напор вентилятора должен равняться потерям давления в вентиляционной сети.

    Измерить статическое давление на выходе не составит труда. Для этого используют трубку для статического напора: один конец вставляют в дифманометр, а другой направляют в сечение на выходе из вентилятора. По статическому напору вычисляют скорость потока на выходе из вентилирующего прибора.

    Динамический напор тоже измеряют дифманометром. К его соединениям подключают трубки Пито — Прандтля. К одному контакту — трубку для полного напора, а к другому — для статического. Полученный результат будет равняться динамическому давлению.

    Чтобы узнать потери давления в воздуховоде, можно проконтролировать динамику потока: как только вырастает скорость движения воздуха, повышается сопротивление вентиляционной сети. Напор теряется из-за этого сопротивления.

    Анемометры и термоанемометры измеряют скорость потока в воздуховоде при значениях до 5 м/с или больше, анемометр следует выбирать по ГОСТ 6376—74

    При росте скорости вентилятора статический напор падает, а динамический растет пропорционально квадрату увеличения расхода воздуха. Полное давление не изменится.

    С правильно подобранным устройством динамический напор изменяется прямо пропорционально квадрату расхода, а статический — обратно пропорционально. В таком случае количество используемого воздуха и нагрузка электродвигателя если и будут расти, то несущественно.

    Некоторые требования к электродвижку:

    • малый пусковой момент — по причине того, что расход мощности меняется в соответствии с изменением количества оборотов, подведенного к кубу;
    • большой запас;
    • работа на максимальной мощности для большей экономии.

    Мощность вентилятора зависит от полного напора, а также от КПД и расхода воздуха. Последние два показателя коррелируют с пропускной способностью вентсистемы.

    На стадии ее проектирования придется расставить приоритеты. Учесть затраты, потери полезного объема помещений, уровень шума.

    Выводы и полезное видео по теме

    Обзор физических показателей, которые нужны для измерений:

    Роль давления в вентиляционной сети:

    Вентилятор — простая конструкция в виде колеса с лопастями. Одновременно это главная часть вентиляционной системы. Механический прибор влияет на напор в воздуховоде и определяет эффективность вентиляции.

    Если хотите рассчитать давление вентилятора, разберитесь с такими величинами, как скорость, расход воздуха, мощность. Вы будете лучше понимать суть измерений. Главный показатель, полный напор измеряйте по описанных нами схемах.

    Если у вас есть вопросы — задавайте их в форме под статьей. Пишите комментарии и обменивайтесь ценными знаниями с другими читателями. Возможно, у вас есть опыт в проектировании систем вентилирования – он будет полезен в чьей-то конкретной ситуации.

    Источник: https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/kak-opredelit-davlenie-ventilyatora.html

    Пример подбора вентиляторов для вентиляции

    Расчет статического давления системы вентиляции

      Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления.

    Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление. Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором.

    Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге.

    Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.

    Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:

     Тип Скорость воздуха, м/с
     Магистральные воздуховоды 6,0-8,0
     Боковые ответвления 4,0-5,0
     Распределительные воздуховоды 1,5-2,0
     Приточные решетки у потолка 1,0-3,0
     Вытяжные решетки 1,5-3,0

    Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:

    V= L / 3600*F (м/сек)

    где L – расход воздуха, м3/ч; F – площадь сечения канала, м2.

    Рекомендация 1

    Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.

    Рекомендация 2

    В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.

    Пример расчета вентиляционной системы:

    Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.

     Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.

    Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).

    Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.

    Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.

    Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.

    Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.

    Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.

    Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).

    Определение потерь давления на изгибах воздуховодов

    График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.

    Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.

    Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.

    Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.

    Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.

    Определение потерь давления в диффузорах

    Источник: https://ventportal.com/node/1054

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.