Beräkning av luftkanaler efter hastighet och flöde + sätt att mäta luftflöde i rum

Rekommenderade luftväxlingskurser

Som redan nämnts är luftflödet genom ventilationskanalerna inte standardiserat. Men SNiP föreskriver de rekommenderade värdena för rörelsehastigheten för luftmassor, som måste styras av vid design av ventilation.

Den tillåtna lufthastigheten i kanalerna anges i tabellen:

Typ av luftkanal och ventilationsgaller	Typ av ventilationssystem
	Naturlig	Tvingade
	Fröken
Matningsgaller (persienner)	0.5-1.0	2.0-4.0
Leverera gruvkanaler	1.0-2.0	2.0-2.6
Horisontella sammansatta (prefabricerade) kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Vertikala kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Galler nära golvet	0.2-0.5	2.0-2.5
Galler i taket	0.5-1.0	1.0-3.0
Avgasgaller	0.5-1.0	1.5-3.0
Avgas axelkanaler	1.0-1.5	3.0-6.0

Maximalt rekommenderat luftflöde i bostadslokaler bör inte överstiga 0,3 m/s. Dess kortsiktiga överskott på upp till 30 % är tillåtet, till exempel under reparationsarbete.

Nätverkselement och lokala motstånd

Förluster på nätverkselement (galler, diffusorer, utslagsplatser, svängar, förändringar i sektion etc.) är också viktiga. För gitter och vissa element anges dessa värden i dokumentationen. De kan också beräknas genom att multiplicera koefficienten för lokalt motstånd (c.m.s.) med det dynamiska trycket i den:

Rm. s.=ζ Rd.

Där Rd=V2 ρ/2 (ρ är luftdensiteten).

K. m. s. bestäms utifrån referensböcker och produkters fabriksegenskaper. Vi sammanfattar alla typer av tryckförluster för varje sträcka och för hela nätet. För enkelhetens skull kommer vi att göra detta i tabellform.

Beräkningstabell.

Summan av alla tryck kommer att vara acceptabel för detta kanalnät och grenförlusterna måste ligga inom 10 % av det totala tillgängliga trycket. Om skillnaden är större är det nödvändigt att montera spjäll eller membran på uttagen. För att göra detta beräknar vi erforderlig c.m.s. enligt formeln:

ζ= 2Rizb/V2,

där Pizb är skillnaden mellan tillgängligt tryck och grenförluster. Välj diametern på membranet enligt tabellen.

Den erforderliga diametern på membranet för luftkanaler.

Den korrekta beräkningen av ventilationskanaler gör att du kan välja rätt fläkt genom att välja från tillverkare enligt dina kriterier. Med hjälp av det hittade tillgängliga trycket och det totala luftflödet i nätverket blir detta enkelt att göra.

Formler för beräkningar

För att utföra beräkningar måste du ha lite information. För att beräkna luftflödet i en kanal krävs formeln ϑ = L / 3600 × F, där:

• ϑ är hastigheten för luftmassorna i kanalen;
• L - luftflöde i ett visst område för vilket beräkningar görs (mätt i m³ \ h);
• F är arean av luftpassagekanalen (mätt i m²).

För att beräkna luftflödet kan formeln ovan modifieras för att ge L = 3600 × F × ϑ.

Men det finns omständigheter när det är svårt eller helt enkelt inte finns tid att göra sådana beräkningar. I sådana situationer kommer en speciell kalkylator för att beräkna lufthastigheten i kanalen till undsättning.

Ingenjörskontor använder oftast miniräknare, som är de mest exakta. Till exempel lägger de till fler siffror till pi-talet, beräknar luftförbrukningen mer exakt, beräknar tjockleken på passagens väggar, etc.

Tack vare beräkningen av hastigheten i luftkanalen kommer vi att kunna beräkna inte bara mängden tillförd luft, utan också ta reda på det dynamiska trycket på kanalernas väggar, kostnaderna genom friktion, dynamiskt motstånd, etc.

Aerodynamisk beräkning av luftkanaler

Aerodynamisk beräkning av luftkanaler är ett av huvudstadierna i utformningen av ett ventilationssystem, eftersom det låter dig beräkna tvärsnittet av kanalen (diameter - för rund och höjd med bredd för rektangulär).

Kanalens tvärsnittsarea väljs enligt den rekommenderade hastigheten för detta fall (beror på luftflödet och på platsen för den beräknade sektionen).

F = G/(ρ v), m²

där G är luftflödet i den beräknade sektionen av kanalen, kg/сρ är luftdensiteten, kg/m³v är den rekommenderade lufthastigheten, m/s (se tabell 1)

Bord 1.Bestämma den rekommenderade lufthastigheten i ett mekaniskt ventilationssystem.

Med ett ventilationssystem med naturlig induktion antas lufthastigheten vara 0,2-1 m/s. I vissa fall kan hastigheten nå 2 m/s.

Formeln för att beräkna tryckförlusten när luft rör sig genom kanalen:

AP = APtr + APm.s. = λ (l/d) (v²/2) ρ + Σξ (v²/2) ρ,

I en förenklad form ser formeln för lufttrycksförlust i kanalen ut så här:

∆P = Rl + Z,

Den specifika friktionstrycksförlusten kan beräknas med formeln: R = λ (l/d) (v²/2) ρ, [Pa/M]

l — luftkanallängd, m
Z är tryckförlusten vid lokala motstånd, PaZ = Σξ (v²/2) ρ,

Den specifika friktionstrycksförlusten R kan också bestämmas med hjälp av tabellen. Det räcker att känna till luftflödet i området och kanalens diameter.

Tabell över specifika tryckförluster på grund av friktion i kanalen.

Det översta numret i tabellen är luftflödet och det nedersta siffran är det specifika friktionstryckförlusten (R).
Om kanalen är rektangulär söks värdena i tabellen utifrån motsvarande diameter. Den ekvivalenta diametern kan bestämmas med följande formel:

deq = 2ab/(a+b)

där a och b är kanalens bredd och höjd.

Denna tabell visar värdena för specifika tryckförluster vid en ekvivalent grovhetskoefficient på 0,1 mm (koefficient för stålluftkanaler). Om luftkanalen är gjord av ett annat material, måste tabellvärdena justeras enligt formeln:

∆P = Rlβ + Z,

där R är den specifika tryckförlusten på grund av friktion, l är kanalens längd, mZ är tryckförlusten på grund av lokala motstånd, Paβ är en korrektionsfaktor som tar hänsyn till kanalens grovhet.Dess värde kan hämtas från tabellen nedan.

Det är också nödvändigt att ta hänsyn till tryckförluster på grund av lokala motstånd. Koefficienterna för lokala motstånd, liksom metoden för att beräkna tryckförluster, kan hämtas från tabellen i artikeln "Beräkning av tryckförluster i lokala motstånd i ventilationssystemet. Koefficienter för lokala motstånd.» Och det dynamiska trycket bestäms från tabellen över specifika friktionstrycksförluster (tabell 1).

För att bestämma dimensionerna på luftkanaler under naturligt drag, använd mängden tillgängligt tryck. Det tillgängliga trycket är det tryck som skapas på grund av temperaturskillnaden mellan tilluft och utgående luft, med andra ord gravitationstrycket.

Dimensionerna på luftkanaler i ett naturligt ventilationssystem bestäms med hjälp av ekvationen:

där ∆P_rasp — tillgängligt tryck, Pa
0,9 - ökande faktor för effektreserv
n är antalet sektioner av luftkanaler på den beräknade grenen

Med ett ventilationssystem med mekanisk luftinduktion väljs luftkanalerna enligt rekommenderad hastighet. Därefter beräknas tryckförlusterna enligt den beräknade grenen, och enligt färdiga data (luftflöde och tryckförluster) väljs en fläkt.

Formler för beräkning

För att utföra alla nödvändiga beräkningar måste du ha lite data. För att beräkna lufthastigheten behöver du följande formel:

ϑ= L/3600*F, där

ϑ - luftflödeshastighet i ventilationsanordningens rörledning, mätt i m/s;

L är luftmassornas flöde (detta värde mäts i m3/h) i den del av avgasaxeln för vilken beräkningen görs.

F är rörledningens tvärsnittsarea, mätt i m2.

Enligt denna formel beräknas lufthastigheten i kanalen och dess faktiska värde.

Alla andra saknade data kan härledas från samma formel. Till exempel, för att beräkna luftflödet, måste formeln konverteras enligt följande:

L = 3600 x F x ϑ.

I vissa fall är sådana beräkningar svåra att utföra eller så räcker det inte till. I det här fallet kan du använda en speciell kalkylator. Det finns många liknande program på Internet. För ingenjörsbyråer är det bättre att installera speciella miniräknare som är mer exakta (de subtraherar rörets väggtjocklek när man beräknar dess tvärsnittsarea, sätter fler tecken i pi, beräknar mer exakt luftflöde, etc.).

Luftflöde

4 Bestämning av lufthastighet

Genom att känna till mångfalden av luftmassor är det lätt att beräkna lufthastigheten i kanalen under naturlig ventilation. Först måste du ta reda på tvärsnittsarean för kanalerna. För att göra detta måste kvadraten på kanalens radie multipliceras med talet "pi".

Luftkanaler måste ha en viss storlek och form. Efter att ha bestämt luftkanalens tvärsnitt är det möjligt att beräkna diametern på luftkanalen som krävs för ett visst rum. Uttrycket D = 1000*√(4*S/π) hjälper till med detta. I honom:

• D är diametern på kanalsektionen.
• S är tvärsnittsarean för luftkanalerna.
• π är en matematisk konstant lika med 3,14.

I enlighet med standarderna är den minsta storleken på en rektangulär kanal 100 mm x 150 mm, maxstorleken är 2000 mm x 2000 mm. Sådana mönster har en mer ergonomisk form, det är lättare att installera dem tätt mot väggen och maskera rören i taket eller ovanför kökets mezzanin.

Runda produkter skiljer sig från rektangulära genom att de skapar mindre luftmotstånd. Därför har de en lägsta ljudnivå.

Med hjälp av formeln V = L / 3600 * S och parametrar som luftflöde (L) och kanalarea kan du beräkna naturlig ventilation. Ett exempel på beräkning skulle vara:

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

Det är fastställt att denna indikator inte bör överstiga 0,3 m/s. Ett undantag görs endast för perioden med tillfälligt reparationsarbete eller installation av anläggningsutrustning. Vid denna tidpunkt kan normerna höjas med maximalt 30 %.

Om det finns två ventilationssystem i rummet, beräknas hastigheten för var och en av dem på ett sådant sätt att det är tillräckligt för att förse halva området med ren luft.

I händelse av oförutsedda situationer (till exempel på grund av brandsäkerhetskrav) är det nödvändigt att ändra lufthastigheten abrupt eller stoppa driften av ventilationssystemet. För detta är speciella ventiler och avstängningsventiler installerade i kanalerna och i övergångssektionerna.

Några användbara tips för korrekt användning av enheter

Om luftflödet i kanalen kännetecknas av en ökad nivå av dammhalt, är det bättre att inte använda en hettråd-anemometer och Pitot-rör i detta fall. Eftersom hålet i röret som tar emot flödets totala tryck har en liten diameter kan det snabbt täppas till när det utsätts för förorenad luft.

Hotwire-anemometrar är inte lämpliga för drift vid höga lufthastigheter (mer än 20 m/s).Faktum är att huvudtemperatursensorn, som kännetecknas av ökad känslighet, helt enkelt kan kollapsa under starkt lufttryck.

Användningen av kontroll- och mätanordningar för att bestämma luftflödet måste utföras strikt inom de nominella temperaturområdena som anges i anordningarnas pass.

I gaskanaler (luftkanaler i vilka huvudsakligen uppvärmd luft strömmar) rekommenderas att använda pneumometriska rör, vars kropp är gjord av rostfritt stål. Användningen av utrustning med plastkomponenter i dessa rör är oönskad på grund av den möjliga deformationen av kroppen under påverkan av höga temperaturer.

Vid mätning av hastighet och luftflöde är det nödvändigt att säkerställa att sondens känsliga sensor alltid är orienterad exakt mot luftflödet. Underlåtenhet att uppfylla detta krav leder till förvrängning av mätresultaten. Dessutom kommer förvrängningar och felaktigheter att vara desto större, ju större graden av avvikelse hos sensorn från den ideala positionen.

Alltså rätt val av instrumentering för att bestämma flödet av luftmassor i luftkanalen och deras korrekta användning under arbetet gör det möjligt för specialister att bilda en objektiv bild av ventilationen i lokalerna

Denna aspekt är särskilt viktig när det gäller bostadslokaler.

Beräkning av luftkanaler för till- och frånluftssystem av mekanisk och naturlig ventilation

Aerodynamisk
beräkning av luftkanaler reduceras vanligtvis
för att bestämma måtten på deras tvärgående
sektion,
samt tryckförluster på individ
tomter
och i systemet som helhet. Kan bestämmas
utgifter
luft för givna dimensioner av luftkanaler
och känt differentialtryck i systemet.

På
aerodynamisk beräkning av luftkanaler
ventilationssystem är vanligtvis eftersatta
kompressibilitet
flytta luft och njuta
övertrycksvärden, förutsatt
för en villkorlig
noll atmosfärstryck.

På
rörelse av luft genom kanalen i någon
tvärgående
flödestvärsnitt det finns tre typer
tryck:statisk,
dynamisk
och komplett.

statisk
tryck
bestämmer potentialen
energi 1 m3
luft i avsnittet som behandlas (s_st
lika med trycket på kanalens väggar).

dynamisk
tryck
är flödets kinetiska energi,
relaterad till 1 m3
luft, bestämd
enligt formeln:

(1)

var
– densitet
luft, kg/m3;
- fart
luftrörelse i sektionen, m/s.

Komplett
tryck
lika med summan av statisk och dynamisk
tryck.

(2)

Traditionellt
vid beräkning av kanalnätet används det
termen "förlust
tryck"
("förluster
flödesenergi").

Förluster
tryck (fullt) i ventilationssystemet
består av friktionsförluster och
förluster i lokal
motstånd (se: Uppvärmning och
ventilation, del 2.1 "Ventilation"
ed. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Förluster
friktionstrycken bestäms av
formel
Darcy:

(3)

var
- koefficient
friktionsmotstånd, vilket
beräknas med den universella formeln
HELVETE. Altshulya:

(4)

var
– Reynolds kriterium; K - höjd
grovhetsprojektioner (absolut
grovhet).
tekniska tryckförlustberäkningar
friktion
,
Pa (kg/m2),
i en luftkanal med en längd /, m, bestäms
genom uttryck

(5)

var
– förluster
tryck per 1 mm kanallängd,
Pa/m [kg/(m2
*m)].

För
definitioner Rutarbetats
tabeller och nomogram. Nomogram (fig.
1 och 2) är byggda för villkoren: form sektioner
kanalcirkeldiameter,
lufttryck 98 kPa (1 atm), temperatur
20°C, grovhet = 0,1 mm.

För
beräkning av luftkanaler och kanaler
rektangulära sektioner används
tabeller och nomogram
för runda kanaler, införa kl
detta
motsvarande diameter av en rektangulär
kanal, i vilken tryckförlusten
för friktion i
runda
och rektangulär
~
luftkanalerna är lika.

PÅ
designpraxis mottagits
Spridning
tre typer av ekvivalenta diametrar:

■ med hastighet

på
paritet av hastigheter

■ av
konsumtion

på
eget kapital

■ av
tvärsnittsarea

om lika
tvärsnittsareor

På
beräkning av luftkanaler med grovhet
väggar,
annorlunda än vad som föreskrivs i
tabeller eller nomogram (K = OD mm),
göra en rättelse till
tabellvärde av specifika förluster
tryck på
friktion:

(6)

var
- tabellform
specifikt tryckförlustvärde
för friktion;
- koefficient
med hänsyn till väggarnas grovhet (tabell 8.6).

Förluster
tryck i lokala motstånd. PÅ
platser för rotation av kanalen, vid delning
och sammanslagning
flyter i tees, vid byte
storlekar
luftkanal (expansion - i diffusorn,
förträngning - i förvirraren), vid ingången till
luftkanal eller
kanal och utgång från den, såväl som på sina ställen
installationer
kontrollanordningar (gasreglage,
grindar, membran) finns en droppe
flödestryck
rörlig luft. I det angivna
platser som pågår
omstrukturering av lufthastighetsfält i
luftkanal och bildandet av virvelzoner
vid väggarna, som åtföljs
förlust av flödesenergi. inriktning
flöde sker på något avstånd
efter att ha passerat
dessa platser. Villkorligt, för bekvämlighet
aerodynamisk beräkning, förlust
tryck lokalt
motstånd anses vara koncentrerade.

Förluster
tryck i lokalt motstånd
fast besluten
enligt formeln

(7)

var
–
lokal resistanskoefficient
(vanligtvis,
i vissa fall finns det
negativt värde, vid beräkning
skall
ta hänsyn till tecknet).

Ratio syftar på
till toppfart
i den smala delen av sektionen eller hastigheten
i avsnitt
sektion med lägre flöde (i en tee).
I tabeller
lokala motståndskoefficienter
anger vilken hastighet det avser.

Förluster
tryck i lokala motstånd
plot, z,
beräknas med formeln

(8)

var

- summa
lokala motståndskoefficienter
Plats på.

Allmän
tryckförlust i kanaldelen
längd,
m, i närvaro av lokala motstånd:

(9)

var
– förluster
tryck per 1 m kanallängd;

– förluster
tryck i lokala motstånd
webbplats.

Hastighet i kanalen

Lufthastighet i kanalen

Här är formlerna för att beräkna lufthastigheten och trycket i kanalen (rund eller rektangulär sektion) beroende på luftflöde och tvärsnittsarea. För en snabb uträkning kan du använda online-kalkylatorn.

Formel för beräkning av lufthastighet:

där W är flödet, m/h Q är luftflödet, m3/h S är kanalens tvärsnittsarea, m2* Obs: för att konvertera hastigheten från m/h till m/s, resultatet måste delas med 3600

Formeln för att beräkna trycket i kanalen:

där P är det totala trycket i kanalen, Pa P_st — statiskt tryck i luftkanalen, lika med atmosfärstryck, Pa p — luftdensitet, kg/m3W — flödeshastighet, m/s * Obs: för att omvandla tryck från Pa till atm. multiplicera resultatet med 10,197*10-6 (teknisk atmosfär) eller 9,8692*10-6 (fysisk atmosfär)

luftflödeshastighet 88,4194 m/s

luftkanaltryck 102 855,0204 Pa (1,0488 atm)

Andra miniräknare

Kalkylator för kubvolym och ytarea Cylindervolym och ytareaberäknare Rörvolymberäknare

Källa

Regler för användning av mätanordningar

Vid mätning av luftflödet och dess flöde i ventilations- och luftkonditioneringssystemet krävs korrekt val av enheter och överensstämmelse med följande regler för deras funktion.

Detta gör att du kan få exakta resultat av beräkningen av kanalen, samt att göra en objektiv bild av ventilationssystemet.

Observera temperaturregimen, som anges i enhetens pass. Håll även ett öga på probsensorns position. Den måste alltid vara orienterad exakt mot luftflödet.

Om du inte följer denna regel kommer mätresultaten att förvrängas. Ju större avvikelse sensorn har från den ideala positionen, desto högre blir felet.

Luftflödesberäkning

Det är viktigt att korrekt beräkna tvärsnittsarean av vilken form som helst, både rund och rektangulär. Om storleken inte är lämplig kommer det inte att vara möjligt att uppnå önskad luftbalans.

För mycket luftkanal tar för mycket plats. Detta kommer att minska området i rummet, orsaka obehag för de boende. Om beräkningen är felaktig och en mycket liten kanalstorlek väljs, kommer starka drag att observeras. Detta beror på en kraftig ökning av luftflödestrycket.

Sektionsberäkning

När en rund kanal ändras till en fyrkantig kanal kommer hastigheten att ändras

För att beräkna hastigheten med vilken luft kommer att passera genom röret måste du bestämma tvärsnittsarean. Följande formel används för beräkning S=L/3600*V, där:

• S är tvärsnittsarean;
• L - luftförbrukning i kubikmeter per timme;
• V är hastigheten i meter per sekund.

För runda luftkanaler är det nödvändigt att bestämma diametern med formeln: D = 1000*√(4*S/π).

Om kanalen ska vara rektangulär istället för rund ska längden och bredden bestämmas istället för diametern. Vid installation av en sådan luftkanal beaktas ett ungefärligt tvärsnitt. Det beräknas med formeln: a * b \u003d S, (a - längd, b - bredd).

Det finns godkända standarder enligt vilka förhållandet mellan bredd och längd inte bör överstiga 1: 3. Det rekommenderas också att använda tabeller med typiska dimensioner som erbjuds av kanaltillverkare.

Vibrationsnivå

Vibrationer är ett fenomen som, tillsammans med buller, alltid förekommer i kanaler om ett forcerat ventilationssystem används.

Dess värde beror på följande faktorer:

• tvärsnittsdimensioner av luftkanaler;
• materialet som användes för att tillverka ventilationsrören;
• sammansättning och kvalitet på packningar mellan kanalrör;
• hastigheten på luftrörelsen i ventilationssystemets kanaler.

Fläkteffekten är nära relaterad till det maximala vibrationsvärdet.

Reglerande indikatorer som måste beaktas vid beräkning av parametrar för luftkanaler och val av typ av ventilationsanordningar visas i tabellen:

Maximalt tillåtna värden för lokal vibration	Maximalt tillåtna värden för lokal vibration
	När det gäller vibrationsacceleration	När det gäller vibrationshastighet
Fröken	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
Justerade och likvärdigt justerade värden och deras nivåer	2.0	76	2.0	112

Om ventilationskonstruktionen är korrekt gjord bör luftflödeshastigheten i luftpassagerna inte påverka förändringen av ljud- och vibrationsnivåer i systemet.

Slutsats

Denna enkla beräkning är en del av den aerodynamiska beräkningen av ventilations- och luftkonditioneringssystemet. Sådana beräkningar utförs i specialiserade program eller till exempel i Excel.