Beregning af luftkanaler efter hastighed og flow + måder at måle luftstrøm i rum

Anbefalede luftudvekslingskurser

Som allerede nævnt er luftstrømmen gennem ventilationskanalerne ikke standardiseret. Men SNiP foreskriver de anbefalede værdier for bevægelseshastigheden af ​​luftmasser, som skal styres ved design af ventilation.

Den tilladte lufthastighed i kanalerne er angivet i tabellen:

Type luftkanal og ventilationsrist	Type ventilationsskema
	Naturlig	Tvunget
	Frk
Forsyningsgitre (persienner)	0.5-1.0	2.0-4.0
Forsyner minekanaler	1.0-2.0	2.0-2.6
Vandrette komposit (præfabrikerede) kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Lodrette kanaler	0.5-1.0	2.0-2.5
Gitter nær gulvet	0.2-0.5	2.0-2.5
Gitter i loftet	0.5-1.0	1.0-3.0
Udstødningsgitre	0.5-1.0	1.5-3.0
Udstødningsakselkanaler	1.0-1.5	3.0-6.0

Maksimal anbefalet luftstrømshastighed i boliger bør ikke overstige 0,3 m/s. Dens kortsigtede overskridelse op til 30% er tilladt, for eksempel under reparationsarbejde.

Netværkselementer og lokale modstande

Tab på netværkselementer (gitre, diffusorer, tees, sving, ændringer i sektion osv.) er også vigtige. For gitter og nogle elementer er disse værdier angivet i dokumentationen. De kan også beregnes ved at gange koefficienten for lokal modstand (c.m.s.) med det dynamiske tryk i den:

Rm. s.=ζ Rd.

Hvor Rd=V2 ρ/2 (ρ er lufttætheden).

K. m. s. bestemt ud fra opslagsbøger og fabriksegenskaber for produkter. Vi opsummerer alle typer tryktab for hver sektion og for hele nettet. For nemheds skyld vil vi gøre dette på en tabelform.

Beregningstabel.

Summen af ​​alle tryk vil være acceptabel for dette kanalnet, og afgreningstabene skal være inden for 10 % af det samlede tilgængelige tryk. Hvis forskellen er større, er det nødvendigt at montere dæmpere eller membraner på udtagene. For at gøre dette beregner vi den nødvendige c.m.s. efter formlen:

ζ= 2Rizb/V2,

hvor Pizb er forskellen mellem tilgængeligt tryk og grentab. I henhold til tabellen skal du vælge diafragmaens diameter.

Den nødvendige diameter af membranen til luftkanaler.

Den korrekte beregning af ventilationskanaler giver dig mulighed for at vælge den rigtige ventilator ved at vælge fra producenter i henhold til dine kriterier. Ved at bruge det fundne tilgængelige tryk og den samlede luftstrøm i netværket vil dette være nemt at gøre.

Formler til beregninger

For at udføre beregninger skal du have nogle oplysninger.For at beregne luftstrømmen i en kanal kræves formlen ϑ = L / 3600 × F, hvor:

• ϑ er hastigheden af ​​luftmasser i kanalen;
• L - luftstrøm i et bestemt område, for hvilket der foretages beregninger (målt i m³ \ h);
• F er arealet af luftpassagekanalen (målt i m²).

For at beregne luftstrømmen kan ovenstående formel ændres til at give L = 3600 × F × ϑ.

Men der er omstændigheder, hvor det er svært eller simpelthen ikke er tid til at foretage sådanne beregninger. I sådanne situationer kommer en speciel lommeregner til beregning af lufthastigheden i kanalen til undsætning.

Ingeniørkontorer bruger oftest regnemaskiner, som er de mest nøjagtige. For eksempel tilføjer de flere cifre til pi-tallet, beregner luftstrømmen mere nøjagtigt, beregner tykkelsen af ​​passagens vægge osv.

Takket være beregningen af ​​hastigheden i luftkanalen vil vi være i stand til nøjagtigt at beregne ikke kun mængden af ​​tilført luft, men også finde ud af det dynamiske tryk på kanalernes vægge, omkostningerne gennem friktion, dynamisk modstand, etc.

Aerodynamisk beregning af luftkanaler

Aerodynamisk beregning af luftkanaler er et af hovedstadierne i design af et ventilationssystem, fordi det giver dig mulighed for at beregne tværsnittet af kanalen (diameter - for rund og højde med bredde for rektangulær).

Kanalens tværsnitsareal vælges i henhold til den anbefalede hastighed i dette tilfælde (afhænger af luftstrømmen og placeringen af ​​den beregnede sektion).

F = G/(ρ v), m²

hvor G er luftstrømmen i den beregnede sektion af kanalen, kg/сρ er luftdensiteten, kg/m³v er den anbefalede lufthastighed, m/s (se tabel 1)

Tabel 1. Bestemmelse af den anbefalede lufthastighed i et mekanisk ventilationssystem.

Ved et ventilationsanlæg med naturlig induktion antages lufthastigheden at være 0,2-1 m/s. I nogle tilfælde kan hastigheden nå op på 2 m/s.

Formlen til beregning af tryktabet, når luft bevæger sig gennem kanalen:

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

I en forenklet form ser formlen for lufttryktab i kanalen sådan ud:

∆P = Rl + Z,

Det specifikke friktionstryktab kan beregnes med formlen: R = λ (l/d) (v²/2) ρ, [Pa/M]

l — luftkanallængde, m
Z er tryktabet ved lokale modstande, PaZ = Σξ (v²/2) ρ,

Det specifikke friktionstryktab R kan også bestemmes ved hjælp af tabellen. Det er nok at kende luftstrømmen i området og kanalens diameter.

Tabel over specifikke tryktab på grund af friktion i kanalen.

Det øverste tal i tabellen er luftstrømningshastigheden, og det nederste tal er det specifikke friktionstryktab (R).
Hvis kanalen er rektangulær, søges værdierne i tabellen ud fra den tilsvarende diameter. Den ækvivalente diameter kan bestemmes ved hjælp af følgende formel:

deq = 2ab/(a+b)

hvor a og b er kanalens bredde og højde.

Denne tabel viser værdierne for specifikke tryktab ved en ækvivalent ruhedskoefficient på 0,1 mm (koefficient for stålluftkanaler). Hvis luftkanalen er lavet af et andet materiale, skal tabelværdierne justeres i henhold til formlen:

∆P = Rlβ + Z,

hvor R er det specifikke tryktab på grund af friktion, l er kanalens længde, mZ er tryktabet på grund af lokale modstande, Paβ er en korrektionsfaktor, der tager højde for kanalens ruhed. Dens værdi kan tages fra tabellen nedenfor.

Det er også nødvendigt at tage højde for tryktab på grund af lokale modstande.Koefficienterne for lokale modstande, samt metoden til beregning af tryktab, kan hentes fra tabellen i artiklen "Beregning af tryktab i lokale modstande i ventilationssystemet. Koefficienter for lokale modstande.» Og det dynamiske tryk bestemmes ud fra tabellen over specifikke friktionstryktab (tabel 1).

For at bestemme størrelsen af ​​luftkanaler under naturligt træk skal du bruge mængden af ​​tilgængeligt tryk. Det disponible tryk er det tryk, der skabes på grund af temperaturforskellen mellem indblæsnings- og udgående luft, med andre ord gravitationstrykket.

Dimensionerne af luftkanaler i et naturligt ventilationssystem bestemmes ved hjælp af ligningen:

hvor ∆P_rasp — tilgængeligt tryk, Pa
0,9 - stigende faktor for effektreserve
n er antallet af sektioner af luftkanaler på den beregnede gren

Ved ventilationsanlæg med mekanisk luftindsugning vælges luftkanalerne efter den anbefalede hastighed. Dernæst beregnes tryktabene efter den beregnede gren, og efter de færdige data (luftstrøm og tryktab) vælges en ventilator.

Formler til beregning

For at udføre alle de nødvendige beregninger skal du have nogle data. For at beregne lufthastigheden skal du bruge følgende formel:

ϑ= L / 3600*F, hvor

ϑ - luftstrømningshastighed i ventilationsanordningens rørledning, målt i m/s;

L er luftmassernes strømningshastighed (denne værdi er målt i m3/h) i den del af udstødningsakslen, for hvilken beregningen er foretaget;

F er rørledningens tværsnitsareal målt i m2.

Ifølge denne formel beregnes lufthastigheden i kanalen og dens faktiske værdi.

Alle andre manglende data kan udledes af den samme formel.For eksempel, for at beregne luftstrøm, skal formlen konverteres som følger:

L = 3600 x F x ϑ.

I nogle tilfælde er sådanne beregninger svære at udføre, eller der er ikke tid nok. I dette tilfælde kan du bruge en speciel lommeregner. Der er mange lignende programmer på internettet. For ingeniørbureauer er det bedre at installere specielle regnemaskiner, der er mere nøjagtige (de trækker rørets vægtykkelse, når de beregner dets tværsnitsareal, sætter flere tegn i pi, beregner mere nøjagtig luftstrøm osv.).

Luftstrøm

4 Bestemmelse af lufthastighed

Ved at kende mangfoldigheden af ​​luftmasser er det let at beregne lufthastigheden i kanalen under naturlig ventilation. Først skal du finde ud af tværsnitsarealet af kanalerne. For at gøre dette skal kvadratet på radius af kanalsektionen ganges med tallet "pi".

Luftkanaler skal have en vis størrelse og form. Efter at have bestemt luftkanalens tværsnit, er det muligt at beregne diameteren af ​​luftkanalen, der kræves til et bestemt rum. Udtrykket D = 1000*√(4*S/π) vil hjælpe med dette. I ham:

• D er diameteren af ​​kanalsektionen.
• S er tværsnitsarealet af luftkanalerne.
• π er en matematisk konstant lig med 3,14.

I overensstemmelse med standarderne er minimumsstørrelsen af ​​en rektangulær kanal 100 mm x 150 mm, maksimum er 2000 mm x 2000 mm. Sådanne designs har en mere ergonomisk form, det er lettere at installere dem tæt mod væggen og maskere rørene på loftet eller over køkkenmezzaninerne.

Runde produkter adskiller sig fra rektangulære ved, at de skaber mindre luftmodstand. Derfor har de et minimumsstøjniveau.

Ved hjælp af formlen V = L / 3600 * S og parametre som luftstrøm (L) og kanalareal kan du beregne naturlig ventilation. Et eksempel på en beregning ville være:

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

Det er fastslået, at denne indikator ikke bør overstige 0,3 m/s. En undtagelse er kun gjort for perioden med midlertidigt reparationsarbejde eller installation af entreprenørudstyr. På nuværende tidspunkt kan standarderne højst hæves med 30 %.

Hvis der er to ventilationssystemer i rummet, beregnes hastigheden af ​​hver af dem på en sådan måde, at det er tilstrækkeligt at forsyne halvdelen af ​​området med ren luft.

I tilfælde af uforudsete situationer (for eksempel på grund af brandsikkerhedskrav) er det nødvendigt at ændre lufthastigheden brat eller stoppe driften af ​​ventilationssystemet. For at gøre dette er specielle ventiler og afspærringsventiler installeret i kanalerne og i overgangssektionerne.

Nogle nyttige tips til korrekt brug af enheder

Hvis luftstrømmen i kanalen er karakteriseret ved et øget niveau af støvindhold, er det bedre ikke at bruge et hot-wire anemometer og Pitot-rør i dette tilfælde. Da hullet i røret, der modtager det samlede tryk af flowet, har en lille diameter, kan det hurtigt blive tilstoppet, når det udsættes for forurenet luft.

Hot-wire anemometre er ikke egnede til drift ved høje lufthastigheder (mere end 20 m/s). Faktum er, at hovedtemperaturføleren, som er karakteriseret ved øget følsomhed, simpelthen kan kollapse under stærkt lufttryk.

Brugen af ​​kontrol- og måleanordninger til bestemmelse af luftstrømmen skal udføres strengt i de nominelle temperaturområder, der er specificeret i anordningernes pas.

I gaskanaler (luftkanaler, hvori hovedsagelig opvarmet luft strømmer), anbefales det at bruge pneumometriske rør, hvis krop er lavet af rustfrit stål. Brugen af ​​udstyr med plastkomponenter i disse rør er uønsket på grund af den mulige deformation af kroppen under påvirkning af høje temperaturer.

Ved måling af hastighed og luftstrøm er det nødvendigt at sikre, at sondens følsomme sensor altid er orienteret nøjagtigt mod luftstrømmen. Manglende overholdelse af dette krav fører til forvrængning af måleresultaterne. Desuden vil forvrængninger og unøjagtigheder være jo større, jo større graden af ​​afvigelse af sensoren fra den ideelle position.

Således det rigtige valg af instrumentering at bestemme strømmen af ​​luftmasser i luftkanalen og deres korrekte brug under arbejdet vil give specialister mulighed for at danne et objektivt billede af ventilationen af ​​lokalerne

Dette aspekt er af særlig betydning, når det kommer til boliger.

Beregning af luftkanaler til indblæsnings- og udsugningsanlæg af mekanisk og naturlig ventilation

Aerodynamisk
beregning af luftkanaler er normalt reduceret
at bestemme dimensionerne af deres tværgående
afsnit,
samt tryktab på individ
grunde
og i systemet som helhed. Kan bestemmes
udgifter
luft for givne dimensioner af luftkanaler
og kendt differenstryk i systemet.

På
aerodynamisk beregning af luftkanaler
ventilationsanlæg er normalt forsømt
kompressibilitet
flytte luft og nyde
overtryksværdier, forudsat
for en betinget
nul atmosfærisk tryk.

På
bevægelse af luft gennem kanalen i evt
tværgående
flow tværsnit der er tre typer
tryk:statisk,
dynamisk
og komplet.

statisk
tryk
bestemmer potentialet
energi 1 m3
luft i det pågældende afsnit (s_st
lig med trykket på kanalens vægge).

dynamisk
tryk
er strømmens kinetiske energi,
relateret til 1 m3
luft, bestemt
efter formlen:

(1)

hvor
- massefylde
luft, kg/m3;
- hastighed
luftbevægelse i sektionen, m/s.

Komplet
tryk
lig med summen af ​​statisk og dynamisk
tryk.

(2)

Traditionelt
ved beregning af kanalnettet anvendes det
udtrykket "tab
tryk"
("tab
flow energi").

Tab
tryk (fuldt) i ventilationsanlægget
består af friktionstab og
tab i lokale
modstande (se: Opvarmning og
ventilation, del 2.1 "Ventilation"
udg. V.N. Bogoslovsky, M., 1976).

Tab
friktionstryk bestemmes af
formel
Darcy:

(3)

hvor
- koefficient
friktionsmodstand, som
beregnet ved den universelle formel
HELVEDE. Altshulya:

(4)

hvor
– Reynolds kriterium; K - højde
ruhedsprojektioner (absolut
ruhed).
tekniske tryktabsberegninger
friktion
,
Pa (kg/m2),
i en luftkanal med en længde /, m, bestemmes
ved udtryk

(5)

hvor
– tab
tryk pr. 1 mm kanallængde,
Pa/m [kg/(m2
*m)].

Til
definitioner Rtegnet op
tabeller og nomogrammer. Nomogrammer (fig.
1 og 2) er bygget til forholdene: form sektioner
kanalcirkeldiameter,
lufttryk 98 kPa (1 atm), temperatur
20°C, ruhed = 0,1 mm.

Til
beregning af luftkanaler og kanaler
rektangulære sektioner anvendes
tabeller og nomogrammer
for runde kanaler, der indføres kl
dette
tilsvarende diameter af en rektangulær
kanal, hvori tryktabet
til friktion i
rund
og rektangulær
~
luftkanaler er ens.

PÅ
designpraksis modtaget
Spredning
tre typer ækvivalente diametre:

■ efter hastighed

på
paritet af hastigheder

■ af
forbrug

på
omkostningsegenkapital

■ af
Tværsnitsareal

hvis lige
tværsnitsarealer

På
beregning af luftkanaler med ruhed
vægge,
anderledes end det, der er fastsat i
tabeller eller nomogrammer (K ​​= OD mm),
lave en rettelse til
tabelværdi af specifikke tab
pres på
friktion:

(6)

hvor
- tabelform
specifik tryktabsværdi
til friktion;
- koefficient
under hensyntagen til væggenes ruhed (tabel 8.6).

Tab
tryk i lokale modstande. PÅ
rotationssteder for kanalen, ved opdeling
og fusion
flyder i tees, når der skiftes
størrelser
luftkanal (udvidelse - i diffusoren,
indsnævring - i forvirringen), ved indgangen til
luftkanal el
kanal og udgang fra den, såvel som stedvis
installationer
kontrolanordninger (gasspjæld,
porte, membraner) er der et fald
flow tryk
bevægende luft. I det angivne
steder foregår
omstrukturering af lufthastighedsfelter i
luftkanal og dannelsen af ​​hvirvelzoner
ved væggene, som er ledsaget
tab af flowenergi. justering
flow sker i en vis afstand
efter bestået
disse steder. Betinget, for nemheds skyld
aerodynamisk beregning, tab
pres lokalt
modstand betragtes som koncentreret.

Tab
tryk i lokal modstand
fast besluttet
efter formlen

(7)

hvor
–
lokal modstandskoefficient
(som regel,
i nogle tilfælde er der
negativ værdi, ved beregning
skulle gerne
tage hensyn til tegnet).

Forhold henviser til
til topfart
i den smalle del af sektionen eller hastigheden
i afsnit
sektion med en lavere flowhastighed (i en tee).
I tabeller
lokale modstandskoefficienter
angiver hvilken hastighed det refererer til.

Tab
tryk i lokale modstande
plot, z,
beregnet med formlen

(8)

hvor

- sum
lokale modstandskoefficienter
Placering på.

Generel
tryktab i kanalsektionen
længde,
m, i nærvær af lokale modstande:

(9)

hvor
– tab
tryk pr. 1 m kanallængde;

– tab
tryk i lokale modstande
websted.

Hastighed i kanalen

Lufthastighed i kanalen

Her er formlerne til beregning af lufthastigheden og trykket i kanalen (rundt eller rektangulært snit) afhængigt af luftstrømmen og tværsnitsarealet. For en hurtig beregning kan du bruge online-beregneren.

Formel til beregning af lufthastighed:

hvor W er flowhastigheden, m/h Q er luftforbruget, m3/h S er kanalens tværsnitsareal, m2* Bemærk: For at konvertere hastigheden fra m/h til m/s skal Resultatet skal divideres med 3600

Formlen til beregning af trykket i kanalen:

hvor P er det samlede tryk i kanalen, Pa P_st — statisk tryk i luftkanalen, lig med atmosfærisk tryk, Pa p — luftdensitet, kg/m3W — strømningshastighed, m/s * Bemærk: at konvertere tryk fra Pa til atm.gange resultatet med 10,197*10-6 (teknisk atmosfære) eller 9,8692*10-6 (fysisk atmosfære)

luftstrømshastighed 88,4194 m/s

luftkanaltryk 102 855.0204 Pa (1.0488 atm)

Andre lommeregnere

Terningvolumen og overfladeberegner Cylindervolumen og overfladeberegner Rørvolumenberegner

Kilde

Regler for brug af måleapparater

Ved måling af luftstrømningshastigheden og dens strømningshastighed i ventilations- og klimaanlægget kræves det korrekte valg af enheder og overholdelse af følgende regler for deres drift.

Dette giver dig mulighed for at få nøjagtige resultater af beregningen af ​​kanalen, samt at lave et objektivt billede af ventilationssystemet.

Følg temperaturregimet, som er angivet i enhedspasset. Hold også øje med sondesensorens position. Den skal altid orienteres nøjagtigt mod luftstrømmen.

Hvis du ikke følger denne regel, vil måleresultaterne blive forvrænget. Jo større afvigelsen af ​​sensoren fra den ideelle position, desto større vil fejlen være.

Luftmængdeberegning

Det er vigtigt korrekt at beregne tværsnitsarealet af enhver form, både rund og rektangulær. Hvis størrelsen ikke er passende, vil det ikke være muligt at opnå den ønskede luftbalance.

For meget luftkanal vil optage for meget plads. Dette vil reducere området i rummet, forårsage ubehag for beboerne. Hvis beregningen er forkert, og der vælges en meget lille kanalstørrelse, vil der blive observeret kraftige træk. Dette skyldes en kraftig stigning i luftstrømmens tryk.

Sektionsberegning

Når en rund kanal ændres til en firkantet kanal, vil hastigheden ændre sig

For at beregne hastigheden, hvormed luft vil passere gennem røret, skal du bestemme tværsnitsarealet.Følgende formel bruges til beregning S=L/3600*V, hvor:

• S er tværsnitsarealet;
• L - luftforbrug i kubikmeter i timen;
• V er hastigheden i meter per sekund.

For runde luftkanaler er det nødvendigt at bestemme diameteren ved hjælp af formlen: D = 1000*√(4*S/π).

Hvis kanalen skal være rektangulær i stedet for rund, skal længden og bredden bestemmes i stedet for diameteren. Ved installation af en sådan luftkanal tages der hensyn til et omtrentligt tværsnit. Det beregnes ved formlen: a * b \u003d S, (a - længde, b - bredde).

Der er godkendte standarder, ifølge hvilke forholdet mellem bredde og længde ikke bør overstige 1: 3. Det anbefales også at bruge tabeller med typiske dimensioner fra kanalproducenter.

Vibrationsniveau

Vibration er et fænomen, der sammen med støj altid er til stede i kanaler, hvis der anvendes en tvungen ventilationsordning.

Dens værdi afhænger af følgende faktorer:

• tværsnitsdimensioner af luftkanaler;
• det materiale, der blev brugt til at lave ventilationsrørene;
• sammensætning og kvalitet af pakninger mellem kanalrør;
• hastigheden af ​​luftbevægelsen i ventilationssystemets kanaler.

Ventilatoreffekten er tæt forbundet med den maksimale vibrationsværdi.

Regulatoriske indikatorer, der skal tages i betragtning ved beregning af parametrene for luftkanaler og valg af typen af ​​ventilationsanordninger, er vist i tabellen:

Maksimalt tilladte værdier for lokal vibration	Maksimalt tilladte værdier for lokal vibration
	Med hensyn til vibrationsacceleration	Med hensyn til vibrationshastighed
Frk	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
Justerede og tilsvarende justerede værdier og deres niveauer	2.0	76	2.0	112

Hvis ventilationsdesignet er udført korrekt, bør luftstrømningshastigheden i luftpassagerne ikke påvirke ændringen i støj- og vibrationsniveauer i systemet.

Konklusion

Denne simple beregning er en del af den aerodynamiske beregning af ventilations- og klimaanlægget. Sådanne beregninger udføres i specialiserede programmer eller for eksempel i Excel.