Beregning av luftkanaler etter hastighet og strømning + måter å måle luftstrøm i rom

Anbefalte luftvekslingskurser

Som allerede nevnt er luftstrømmen gjennom ventilasjonskanalene ikke standardisert. Men SNiP foreskriver de anbefalte verdiene for bevegelseshastigheten til luftmasser, som må styres av ved utforming av ventilasjon.

Den tillatte lufthastigheten i kanalene er gitt i tabellen:

Type luftkanal og ventilasjonsgitter	Type ventilasjonsordning
	Naturlig	Tvunget
	m/s
Tilførselsgitter (persienner)	0.5-1.0	2.0-4.0
Levere gruvekanaler	1.0-2.0	2.0-2.6
Horisontale kompositt (prefabrikkerte) kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Vertikale kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Gitter nær gulvet	0.2-0.5	2.0-2.5
Gitter i taket	0.5-1.0	1.0-3.0
Eksosgitter	0.5-1.0	1.5-3.0
Eksos aksel kanaler	1.0-1.5	3.0-6.0

Maksimal anbefalt luftmengde i boliger bør ikke overstige 0,3 m/s. Dens kortsiktige overskudd på opptil 30% er tillatt, for eksempel under reparasjonsarbeid.

Nettverkselementer og lokale motstander

Tap på nettverkselementer (gitter, diffusorer, tees, svinger, endringer i snitt osv.) er også viktig. For gitter og enkelte elementer er disse verdiene spesifisert i dokumentasjonen. De kan også beregnes ved å multiplisere koeffisienten for lokal motstand (c.m.s.) med det dynamiske trykket i den:

Rm. s.=ζ Rd.

Hvor Rd=V2 ρ/2 (ρ er lufttettheten).

K. m. s. bestemt fra oppslagsverk og fabrikkegenskaper til produktene. Vi oppsummerer alle typer trykktap for hver strekning og for hele nettet. For enkelhets skyld vil vi gjøre dette i tabellform.

Beregningstabell.

Summen av alle trykk vil være akseptabelt for dette kanalnettet og grentapene må ligge innenfor 10 % av totalt tilgjengelig trykk. Hvis forskjellen er større, er det nødvendig å montere spjeld eller membraner på uttakene. For å gjøre dette, beregner vi nødvendig c.m.s. etter formelen:

ζ= 2Rizb/V2,

hvor Pizb er forskjellen mellom tilgjengelig trykk og grentap. I henhold til tabellen velger du diameteren på membranen.

Den nødvendige diameteren på membranen for luftkanaler.

Riktig beregning av ventilasjonskanaler vil tillate deg å velge riktig vifte ved å velge fra produsenter i henhold til dine kriterier. Ved å bruke det funnet tilgjengelige trykket og den totale luftstrømmen i nettverket vil dette være enkelt å gjøre.

Formler for beregninger

For å utføre beregninger må du ha litt informasjon. For å beregne luftstrømhastigheten i en kanal, kreves formelen ϑ = L / 3600 × F, der:

• ϑ er hastigheten til luftmasser i kanalen;
• L - luftstrøm i et bestemt område som det er gjort beregninger for (målt i m³ \ h);
• F er arealet av luftpassasjekanalen (målt i m²).

For å beregne luftstrømmen kan formelen ovenfor endres til å gi L = 3600 × F × ϑ.

Men det er omstendigheter når det er vanskelig eller rett og slett ikke er tid til å gjøre slike beregninger. I slike situasjoner kommer en spesiell kalkulator for å beregne lufthastigheten i kanalen til unnsetning.

Ingeniørkontorer bruker oftest kalkulatorer, som er de mest nøyaktige. For eksempel legger de til flere sifre til pi-tallet, beregner luftstrømmen mer nøyaktig, beregner tykkelsen på veggene i passasjen, etc.

Takket være beregningen av hastigheten i luftkanalen, vil vi være i stand til å nøyaktig beregne ikke bare mengden luft som tilføres, men også finne ut det dynamiske trykket på veggene til kanalene, kostnadene gjennom friksjon, dynamisk motstand, etc.

Aerodynamisk beregning av luftkanaler

Aerodynamisk beregning av luftkanaler er et av hovedstadiene i utformingen av et ventilasjonssystem, fordi den lar deg beregne tverrsnittet av kanalen (diameter - for rund, og høyde med bredde for rektangulær).

Tverrsnittsarealet til kanalen velges i henhold til anbefalt hastighet for dette tilfellet (avhenger av luftstrømmen og plasseringen av den beregnede seksjonen).

F = G/(ρ v), m²

hvor G er luftstrømmen i den beregnede delen av kanalen, kg/сρ er lufttettheten, kg/m³v er anbefalt lufthastighet, m/s (se tabell 1)

Tabell 1.Bestemme anbefalt lufthastighet i et mekanisk ventilasjonssystem.

Ved et ventilasjonsanlegg med naturlig impuls antas lufthastigheten å være 0,2-1 m/s. I noen tilfeller kan hastigheten komme opp i 2 m/s.

Formelen for å beregne trykktapet når luft beveger seg gjennom kanalen:

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

I en forenklet form ser formelen for lufttrykktap i kanalen slik ut:

∆P = Rl + Z,

Det spesifikke friksjonstrykktapet kan beregnes med formelen: R = λ (l/d) (v²/2) ρ, [Pa/M]

l — luftkanallengde, m
Z er trykktapet ved lokale motstander, PaZ = Σξ (v²/2) ρ,

Det spesifikke friksjonstrykktapet R kan også bestemmes ved hjelp av tabellen. Det er nok å kjenne luftstrømmen i området og diameteren på kanalen.

Tabell over spesifikke trykktap på grunn av friksjon i kanalen.

Det øverste tallet i tabellen er luftstrømhastigheten og det nederste tallet er det spesifikke friksjonstrykktapet (R).
Hvis kanalen er rektangulær, søkes verdiene i tabellen basert på tilsvarende diameter. Ekvivalent diameter kan bestemmes av følgende formel:

deq = 2ab/(a+b)

hvor a og b er bredden og høyden på kanalen.

Denne tabellen viser verdiene for spesifikke trykktap ved en ekvivalent ruhetskoeffisient på 0,1 mm (koeffisient for stålluftkanaler). Hvis luftkanalen er laget av et annet materiale, må tabellverdiene justeres i henhold til formelen:

∆P = Rlβ + Z,

hvor R er det spesifikke trykktapet på grunn av friksjon, l er lengden på kanalen, mZ er trykktapet på grunn av lokale motstander, Paβ er en korreksjonsfaktor som tar hensyn til kanalens ruhet.Verdien kan hentes fra tabellen nedenfor.

Det er også nødvendig å ta hensyn til trykktap på grunn av lokale motstander. Koeffisientene til lokale motstander, samt metode for beregning av trykktap, kan hentes fra tabellen i artikkelen "Beregning av trykktap i lokale motstander i ventilasjonssystemet. Koeffisienter for lokale motstander.» Og det dynamiske trykket bestemmes fra tabellen over spesifikke friksjonstrykktap (tabell 1).

For å bestemme dimensjonene til luftkanaler under naturlig trekk, bruk mengden tilgjengelig trykk. Det tilgjengelige trykket er trykket som skapes på grunn av temperaturforskjellen mellom tilførsel og utgående luft, med andre ord gravitasjonstrykket.

Dimensjonene til luftkanaler i et naturlig ventilasjonssystem bestemmes ved å bruke ligningen:

hvor ∆P_rasp — tilgjengelig trykk, Pa
0,9 - økende faktor for kraftreserve
n er antall seksjoner av luftkanaler på den beregnede grenen

Med et ventilasjonsanlegg med mekanisk luftinduksjon velges luftkanalene i henhold til anbefalt hastighet. Deretter beregnes trykktapene i henhold til den beregnede grenen, og i henhold til de ferdige dataene (luftstrøm og trykktap) velges en vifte.

Formler for beregning

For å utføre alle nødvendige beregninger, må du ha noen data. For å beregne lufthastighet trenger du følgende formel:

ϑ= L / 3600*F, hvor

ϑ - luftstrømhastighet i rørledningen til ventilasjonsanordningen, målt i m/s;

L er strømningshastigheten til luftmasser (denne verdien er målt i m3/h) i den delen av eksosakselen som beregningen er gjort for;

F er tverrsnittsarealet til rørledningen, målt i m2.

I henhold til denne formelen beregnes lufthastigheten i kanalen, og dens faktiske verdi.

Alle andre manglende data kan utledes fra samme formel. For eksempel, for å beregne luftstrøm, må formelen konverteres som følger:

L = 3600 x F x ϑ.

I noen tilfeller er slike beregninger vanskelige å utføre eller det er ikke nok tid. I dette tilfellet kan du bruke en spesiell kalkulator. Det finnes mange lignende programmer på Internett. For ingeniørbyråer er det bedre å installere spesielle kalkulatorer som er mer nøyaktige (de trekker fra rørets veggtykkelse når de beregner tverrsnittsarealet, setter flere tegn i pi, beregner mer nøyaktig luftstrøm, etc.).

Luftstrøm

4 Bestemmelse av lufthastighet

Når man kjenner mengden av luftmasser, er det lett å beregne lufthastigheten i kanalen under naturlig ventilasjon. Først må du finne ut tverrsnittsarealet til kanalene. For å gjøre dette må kvadratet på radiusen til kanalseksjonen multipliseres med tallet "pi".

Luftkanaler må ha en viss størrelse og form. Etter å ha bestemt tverrsnittet til luftkanalen, er det mulig å beregne diameteren til luftkanalen som kreves for et bestemt rom. Uttrykket D = 1000*√(4*S/π) vil hjelpe med dette. I han:

• D er diameteren til kanaldelen.
• S er tverrsnittsarealet til luftkanalene.
• π er en matematisk konstant lik 3,14.

I samsvar med standardene er minimumsstørrelsen på en rektangulær kanal 100 mm x 150 mm, maksimum er 2000 mm x 2000 mm. Slike design har en mer ergonomisk form, det er lettere å installere dem tett mot veggen og maskere rørene i taket eller over kjøkkenets mezzanin.

Runde produkter skiller seg fra rektangulære ved at de skaper mindre luftmotstand. Derfor har de et minimum støynivå.

Ved å bruke formelen V = L / 3600 * S og parametere som luftstrøm (L) og kanalareal, kan du beregne naturlig ventilasjon. Et eksempel på beregning vil være:

• D = 400 mm.
• B = 20 m³.
• N = 6 m3/t.
• L = 120 m³.

Det er fastslått at denne indikatoren ikke bør overstige 0,3 m/s. Et unntak gjøres bare for perioden med midlertidig reparasjonsarbeid eller installasjon av anleggsutstyr. På dette tidspunktet kan standardene økes med maksimalt 30 %.

Hvis det er to ventilasjonssystemer i rommet, beregnes hastigheten til hver av dem på en slik måte at det er tilstrekkelig å gi halve området ren luft.

Ved uforutsette situasjoner (for eksempel på grunn av brannsikkerhetskrav) er det nødvendig å endre lufthastigheten brått eller stoppe driften av ventilasjonssystemet. For dette er spesialventiler og avskjæringsventiler installert i kanalene og i overgangsseksjonene.

Noen nyttige tips for riktig bruk av enheter

Hvis luftstrømmen i kanalen er preget av et økt nivå av støvinnhold, er det bedre å ikke bruke et anemometer og Pitot-rør i dette tilfellet. Siden hullet i røret som mottar det totale trykket av strømmen har liten diameter, kan det fort bli tett når det utsettes for forurenset luft.

Hot-wire anemometre er ikke egnet for drift ved høye lufthastigheter (mer enn 20 m/s).Faktum er at hovedtemperatursensoren, som er preget av økt følsomhet, ganske enkelt kan kollapse under sterkt lufttrykk.

Bruken av kontroll- og måleenheter for å bestemme luftstrømmen må utføres strengt innenfor de nominelle temperaturområdene spesifisert i enhetens pass.

I gasskanaler (luftkanaler der hovedsakelig oppvarmet luft strømmer), anbefales det å bruke pneumometriske rør, hvis kropp er laget av rustfritt stål. Bruk av utstyr med plastkomponenter i disse rørene er uønsket på grunn av mulig deformasjon av kroppen under påvirkning av høye temperaturer.

Ved måling av hastighet og luftstrøm er det nødvendig å sikre at den følsomme sensoren til sonden alltid er orientert nøyaktig mot luftstrømmen. Manglende overholdelse av dette kravet fører til forvrengning av måleresultatene. Dessuten vil forvrengninger og unøyaktigheter være jo større, jo større grad av avvik av sensoren fra den ideelle posisjonen.

Dermed riktig valg av instrumentering å bestemme strømmen av luftmasser i luftkanalen og riktig bruk under arbeid vil tillate spesialister å danne et objektivt bilde av ventilasjonen av lokalene

Dette aspektet er spesielt viktig når det gjelder boliger.

Beregning av luftkanaler for til- og avtrekksanlegg av mekanisk og naturlig ventilasjon

Aerodynamisk
beregning av luftkanaler er vanligvis redusert
å bestemme dimensjonene til deres tverrgående
seksjon,
samt trykktap på individ
tomter
og i systemet som helhet. Kan bestemmes
utgifter
luft for gitte dimensjoner på luftkanaler
og kjent differansetrykk i systemet.

På
aerodynamisk beregning av luftkanaler
ventilasjonsanlegg er vanligvis neglisjert
komprimerbarhet
flytte luft og nyt
overtrykksverdier, forutsatt
for en betinget
null atmosfærisk trykk.

På
bevegelse av luft gjennom kanalen i evt
tverrgående
strømningstverrsnitt det er tre typer
press:statisk,
dynamisk
og fullstendig.

statisk
press
bestemmer potensialet
energi 1 m3
luft i den aktuelle delen (s_st
lik trykket på veggene i kanalen).

dynamisk
press
er den kinetiske energien til strømmen,
relatert til 1 m3
luft, bestemt
etter formelen:

(1)

hvor
– tetthet
luft, kg/m3;
- hastighet
luftbevegelse i seksjonen, m/s.

Fullstendig
press
lik summen av statisk og dynamisk
press.

(2)

Tradisjonelt
ved beregning av kanalnettet brukes det
begrepet "tap
press"
("tap
strømningsenergi").

Tap
trykk (fullt) i ventilasjonssystemet
består av friksjonstap og
tap i lokale
motstander (se: Oppvarming og
ventilasjon, del 2.1 "Ventilasjon"
utg. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Tap
friksjonstrykk bestemmes av
formel
Darcy:

(3)

hvor
- koeffisient
friksjonsmotstand, som
beregnet med den universelle formelen
HELVETE. Altshulya:

(4)

hvor
– Reynolds kriterium; K - høyde
ruhetsprojeksjoner (absolutt
ruhet).
tekniske trykktapsberegninger
friksjon
,
Pa (kg/m2),
i en luftkanal med lengde /, m, bestemmes
ved uttrykk

(5)

hvor
- tap
trykk per 1 mm kanallengde,
Pa/m [kg/(m2
* m)].

Til
definisjoner Rtegnet opp
tabeller og nomogrammer. Nomogrammer (fig.
1 og 2) er bygget for forholdene: form seksjoner
kanalsirkeldiameter,
lufttrykk 98 kPa (1 atm), temperatur
20°C, ruhet = 0,1 mm.

Til
beregning av luftkanaler og kanaler
rektangulære seksjoner brukes
tabeller og nomogrammer
for runde kanaler, innføring kl
dette
ekvivalent diameter på en rektangulær
kanal, hvor trykktapet
for friksjon i
rund
og rektangulær
~
luftkanaler er like.

PÅ
designpraksis mottatt
Spre
tre typer ekvivalente diametre:

■ etter hastighet

på
paritet av hastigheter

■ av
forbruk

på
kostnads ​​egenkapital

■ av
tverrsnittsareal

hvis lik
tverrsnittsarealer

På
beregning av luftkanaler med ruhet
vegger,
annerledes enn det som er fastsatt i
tabeller eller nomogrammer (K ​​= OD mm),
foreta en rettelse til
tabellverdi av spesifikke tap
press på
friksjon:

(6)

hvor
- tabell
spesifikk trykktapsverdi
for friksjon;
- koeffisient
tar hensyn til ruheten til veggene (tabell 8.6).

Tap
trykk i lokale motstander. PÅ
steder for rotasjon av kanalen, ved deling
og fusjon
flyter i tees, ved endring
størrelser
luftkanal (utvidelse - i diffusoren,
innsnevring - i forvirringen), ved inngangen til
luftkanal eller
kanal og utgang fra den, så vel som på steder
installasjoner
kontrollenheter (gasspaker,
porter, membraner) er det et fall
strømningstrykk
luft i bevegelse. I det angitte
steder som skjer
restrukturering av lufthastighetsfelt i
luftkanal og dannelsen av virvelsoner
ved veggene, som er ledsaget
tap av strømningsenergi. Justering
flyt skjer på en viss avstand
etter bestått
disse stedene. Betinget, for enkelhets skyld
aerodynamisk beregning, tap
press lokalt
motstand anses som konsentrert.

Tap
trykk i lokal motstand
fast bestemt
i henhold til formelen

(7)

hvor
–
lokal motstandskoeffisient
(vanligvis,
i noen tilfeller er det
negativ verdi, ved beregning
bør
ta hensyn til skiltet).

Forhold refererer til
til toppfart
i den smale delen av delen eller hastigheten
i seksjon
seksjon med lavere strømningshastighet (i en tee).
I tabeller
lokale motstandskoeffisienter
angir hvilken hastighet det refererer til.

Tap
trykk i lokale motstander
plot, z,
beregnet med formelen

(8)

hvor

- sum
lokale motstandskoeffisienter
Plassering på.

Generell
trykktap i kanalseksjonen
lengde,
m, i nærvær av lokale motstander:

(9)

hvor
- tap
trykk per 1 m kanallengde;

- tap
trykk i lokale motstander
nettstedet.

Hastighet i kanalen

Lufthastighet i kanalen

Her er formlene for å beregne lufthastighet og trykk i kanalen (rundt eller rektangulært snitt) avhengig av luftstrøm og tverrsnittsareal. For en rask utregning kan du bruke den elektroniske kalkulatoren.

Formel for beregning av lufthastighet:

der W er strømningshastigheten, m/t Q er luftforbruket, m3/h S er tverrsnittsarealet til kanalen, m2* Merk: for å konvertere hastigheten fra m/t til m/s, Resultatet må deles på 3600

Formelen for å beregne trykket i kanalen:

hvor P er det totale trykket i kanalen, Pa P_st — statisk trykk i luftkanalen, lik atmosfærisk trykk, Pa p — lufttetthet, kg/m3W — strømningshastighet, m/s * Merk: for å konvertere trykk fra Pa til atm. multipliser resultatet med 10,197*10-6 (teknisk atmosfære) eller 9,8692*10-6 (fysisk atmosfære)

luftstrømhastighet 88,4194 m/s

luftkanaltrykk 102 855.0204 Pa (1.0488 atm)

Andre kalkulatorer

Kubevolum og overflatearealkalkulatorSylindervolum og overflatearealkalkulatorRørvolumkalkulator

Kilde

Regler for bruk av måleapparater

Når du måler luftstrømmen og dens strømningshastighet i ventilasjons- og klimaanlegget, kreves riktig valg av enheter og overholdelse av følgende regler for drift.

Dette vil tillate deg å få nøyaktige resultater av beregningen av kanalen, samt å lage et objektivt bilde av ventilasjonssystemet.

Følg temperaturregimet, som er angitt i enhetens pass. Hold også øye med posisjonen til sondesensoren. Den må alltid orienteres nøyaktig mot luftstrømmen.

Hvis du ikke følger denne regelen, vil måleresultatene bli forvrengt. Jo større avvik sensoren har fra den ideelle posisjonen, desto høyere vil feilen være.

Luftmengdeberegning

Det er viktig å riktig beregne tverrsnittsarealet av enhver form, både rund og rektangulær. Hvis størrelsen ikke passer, vil det ikke være mulig å oppnå ønsket luftbalanse.

For mye luftkanal vil ta for mye plass. Dette vil redusere arealet i rommet, forårsake ubehag for beboerne. Dersom beregningen er feil og det velges en svært liten kanalstørrelse, vil det bli observert sterke trekk. Dette skyldes en sterk økning i luftstrømtrykket.

Snittberegning

Når en rund kanal endres til en firkantet, vil hastigheten endres

For å beregne hastigheten som luft vil passere gjennom røret, må du bestemme tverrsnittsarealet. Følgende formel brukes for beregning S=L/3600*V, hvor:

• S er tverrsnittsarealet;
• L - luftforbruk i kubikkmeter per time;
• V er hastigheten i meter per sekund.

For runde luftkanaler er det nødvendig å bestemme diameteren ved hjelp av formelen: D = 1000*√(4*S/π).

Hvis kanalen skal være rektangulær i stedet for rund, bør lengden og bredden bestemmes i stedet for diameteren. Når du installerer en slik luftkanal, tas det hensyn til et omtrentlig tverrsnitt. Det beregnes av formelen: a * b \u003d S, (a - lengde, b - bredde).

Det er godkjente standarder i henhold til hvilke forholdet mellom bredde og lengde ikke bør overstige 1: 3. Det anbefales også å bruke tabeller med typiske dimensjoner som tilbys av kanalprodusenter.

Vibrasjonsnivå

Vibrasjon er et fenomen som, sammen med støy, alltid er tilstede i kanaler hvis det benyttes tvungen ventilasjon.

Verdien avhenger av følgende faktorer:

• tverrsnittsdimensjoner av luftkanaler;
• materialet som ble brukt til å lage ventilasjonsrørene;
• sammensetning og kvalitet på pakninger mellom kanalrør;
• hastigheten på luftbevegelsen i ventilasjonssystemets kanaler.

Vifteeffekt er nært knyttet til maksimal vibrasjonsverdi.

Reguleringsindikatorer som må tas i betraktning ved beregning av parametrene til luftkanaler og valg av type ventilasjonsanordninger er vist i tabellen:

Maksimalt tillatte verdier for lokal vibrasjon	Maksimalt tillatte verdier for lokal vibrasjon
	Når det gjelder vibrasjonsakselerasjon	Når det gjelder vibrasjonshastighet
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
Justerte og tilsvarende justerte verdier og deres nivåer	2.0	76	2.0	112

Hvis ventilasjonsdesignet er utført riktig, bør luftstrømhastigheten i luftpassasjene ikke påvirke endringen i støy- og vibrasjonsnivåer i systemet.

Konklusjon

Denne enkle beregningen er en del av den aerodynamiske beregningen av ventilasjons- og klimaanlegget. Slike beregninger utføres i spesialiserte programmer eller for eksempel i Excel.