Ако довољно пажње обратите на удобност у кући, вероватно ћете се сложити да квалитет ваздуха треба да буде на првом месту. Свеж ваздух је добар за ваше здравље и размишљање. Није срамота позивати госте у собу која лепо мирише. Прозрачивање сваке собе десет пута дневно није лак задатак, зар не?
Много зависи од избора вентилатора и, пре свега, његовог притиска. Али пре него што одредите притисак вентилатора, потребно је да се упознате са неким физичким параметрима. Прочитајте о њима у нашем чланку.
Захваљујући нашем материјалу проучићете формуле, научити врсте притиска у вентилационом систему. Пружили смо вам информације о укупној глави вентилатора и два начина на која се може мерити. Као резултат, моћи ћете сами да измерите све параметре.
Притисак система вентилације
Да би вентилација била ефикасна, притисак вентилатора мора бити правилно одабран. Постоје две могућности за самостално мерење притиска. Прва метода је директна, у којој се притисак мери на различитим местима. Друга опција је израчунавање 2 врсте притиска од 3 и добијање непознате вредности од њих.
Притисак (такође - глава) је статичан, динамичан (велике брзине) и пун. Према потоњем индикатору постоје три категорије навијача.
Први укључује уређаје са главом <1 кПа, други - 1-3 кПа и више, трећи - више од 3-12 кПа и више. У стамбеним зградама користе се уређаји прве и друге категорије.
Аеродинамичке карактеристике аксијалних вентилатора на графикону: Пв - укупни притисак, Н - снага, К - проток ваздуха, ƞ - ефикасност, у - брзина, н - фреквенција ротације
У техничкој документацији за вентилатор обично су назначени аеродинамички параметри, укључујући укупни и статички притисак при одређеном капацитету. У пракси се „фабрички“ и стварни параметри често не подударају, а то је због карактеристика дизајна вентилационих система.
Постоје међународни и национални стандарди који имају за циљ побољшање тачности мерења у лабораторији.
У Русији се обично користе методе А и Ц, у којима се ваздушни притисак након вентилатора одређује индиректно, на основу утврђених перформанси. У различитим техникама, излазно подручје укључује или не укључује чахуру радног кола.
Формуле за израчунавање главе вентилатора
Глава је однос делујућих сила и површине на коју су усмерене. У случају вентилационог канала, говоримо о ваздуху и пресеку.
Проток канала је неуједначен и не тече под правим углом у односу на попречни пресек. Из једног мерења неће бити могуће сазнати тачну главу, мораћете да потражите просечну вредност у неколико тачака. То се мора урадити и за улазак и излазак из вентилационог уређаја.
Аксијални вентилатори се користе одвојено и у ваздушним каналима, они ефикасно раде тамо где је потребно преносити велике ваздушне масе под релативно ниским притиском
Укупан притисак вентилатора одређује се формулом Пп = Пп (ван.) - Пп (улаз.)где:
- Пп (оут) - укупан притисак на излазу из уређаја;
- Пп (ин.) - укупни притисак на улазу у уређај.
За статички притисак вентилатора, формула се мало разликује.
Записано је као Пст = Пст (оут) - Пп (ин), где:
- Рст (оут.) - статички притисак на излазу из уређаја;
- Пп (ин.) - укупни притисак на улазу у уређај.
Статичка глава не одражава потребну количину енергије за њен пренос у систем, већ служи као додатни параметар помоћу којег можете сазнати укупан притисак. Потоњи индикатор је главни критеријум при избору вентилатора: и кућни и индустријски. Пад укупне висине одражава губитак енергије у систему.
Статички притисак у самом вентилационом каналу добија се из разлике у статичком притиску на улазу и излазу из вентилације: Пст = Пст 0 - Пст 1... Ово је мањи параметар.
Дизајнери дају на уму параметре са мало или нимало зачепљења: слика приказује неслагање статичког притиска истог вентилатора у различитим вентилационим мрежама
Тачан избор вентилационог уређаја укључује следеће нијансе:
- прорачун потрошње ваздуха у систему (м³ / с);
- избор уређаја на основу таквог прорачуна;
- одређивање излазне брзине за изабрани вентилатор (м / с);
- прорачун уређаја Пп;
- мерење статичке и динамичке главе за поређење са укупном главом.
Да би израчунали тачке за мерење притиска, воде се хидрауличким пречником ваздушног канала. Одређује се формулом: Д = 4Ф / П... Ф је површина попречног пресека цеви, а П је обод. Удаљеност за одређивање мерне тачке на улазу и излазу мери се бројем Д.
Како израчунати вентилациони притисак?
Укупна улазна глава мери се у пресеку вентилационог канала, смештеног на растојању од два пречника хидрауличког канала (2Д). У идеалном случају, испред места мерења требало би да постоји раван комад канала дужине 4Д и неометан проток.
У пракси су горенаведени услови ретки и тада се испред жељеног места поставља саће које исправља проток ваздуха.
Затим се у систем за вентилацију уводи пријемник укупног притиска: на неколико тачака у одељку заузврат - најмање 3. Просечни резултат израчунава се из добијених вредности. За вентилаторе са слободним улазом, улаз Пп одговара притиску околине, а вишак притиска је у овом случају једнак нули.
Дијаграм пријемника укупног притиска: 1 - пријемна цев, 2 - претварач притиска, 3 - кочна комора, 4 - држач, 5 - прстенасти канал, 6 - предња ивица, 7 - улазна решетка, 8 - нормализатор, 9 - снимач излазног сигнала , α - угао на врховима, х - дубина долина
Ако мерите јак проток ваздуха, притисак би требало да одреди брзину, а затим је упореди са величином пресека. Што је већа брзина по јединици површине и што је већа површина сама, вентилатор је ефикаснији.
Потпуни притисак на излазу је сложен концепт. Одливни ток има неуједначену структуру, која такође зависи од начина рада и врсте уређаја. Излазни ваздух има зоне повратног кретања, што компликује прорачун притиска и брзине.
Неће бити могуће успоставити правилност за време настанка таквог кретања. Нехомогеност протока достиже 7-10 Д, али се индикатор може смањити исправљањем решетки.
Прандтл цев је побољшана верзија Питот цеви: пријемници се производе у 2 верзије - за брзине мање и веће од 5 м / с
Понекад се на излазу из вентилационог уређаја налази ротациони лакат или одсечни дифузор. У овом случају проток ће бити још нехомогенији.
Затим се глава мери према следећој методи:
- Први одељак је изабран иза вентилатора и скениран сондом. У неколико тачака мери се просечна укупна глава и продуктивност. Потоњи се затим упоређује са улазним перформансама.
- Даље, изабран је додатни одељак - у најближем правом делу након изласка из вентилационог уређаја. Од почетка таквог фрагмента мере се 4-6 Д, а ако је дужина одсека мања, тада се одсек бира на најудаљенијој тачки. Затим узмите сонду и одредите продуктивност и просечан укупан напор.
Израчунати губици у одсеку након вентилатора одузимају се од просечног укупног притиска на додатном одсеку. Добија се укупан излазни притисак.
Затим се перформансе упоређују на улазу, као и на првом и додатним одељцима на излазу. Показатељ улаза треба сматрати тачним, а један од резултата треба сматрати ближим по вредности.
Можда не постоји сегмент праве линије потребне дужине. Затим одаберите пресек који дели површину која се мери на делове у омјеру 3 према 1. Ближи од вентилатора би требао бити већи од ових делова. Мерења се не смеју вршити у дијафрагмама, заклопкама, испустима и другим везама са сметњама у ваздуху.
Падови притиска могу се бележити манометрима, манометрима у складу са ГОСТ 2405-88 и манометрима диференцијалног притиска у складу са ГОСТ 18140-84 са класом тачности 0,5-1,0
У случају кровних вентилатора, Пп се мери само на улазу, а статичка се одређује на излазу. Проток велике брзине након вентилационог уређаја је скоро потпуно изгубљен.
Такође препоручујемо читање нашег материјала о избору цеви за вентилацију.
Концепт хидростатичког притиска
Сајт садржи неколико чланака о основама хидраулике. Овај материјал је адресиран на све људе који желе да разумеју како физички функционишу водовод и канализација. Овај чланак је први у овој серији.
Постоји неколико кључних појмова у хидраулици. Централно место је дато концепту хидростатике притиска на месту течности. Уско је повезан са концептом притиска течност, о чему ће бити речи мало касније.
Једна од раширених дефиниција хидростатичког притиска звучи овако: „Хидростатички притисак у тачки течности је нормално притисно напрезање које се јавља у течности у мировању под дејством сила површине и масе“.
Стрес је концепт који се обично користи у курсу отпорности материјала. Идеја је следећа. У физици знамо да постоји концепт снаге. Сила је векторска величина која карактерише удар. Вектор - то значи да је представљен као вектор, тј. стрелице у тродимензионалном простору. Ова сила се може применити на једну тачку (концентрисана сила), или на површину (површину), или на цело тело (кажу маса / запремина). Површинске и масовне силе су распоређене. Само такви могу деловати на течност, јер она има функцију флуидности (лако се деформише од било каквог удара).
Сила се примењује на површину са одређеном површином. У свакој тачки ове површине појавиће се напетост једнака односу силе и површине, ово је концепт притиска у физици.
У СИ систему, јединица за мерење силе је Њутн [Н], површина је квадратни метар [м2].
Однос силе и површине:
1 Н / 1 м2 = 1 Па (Пасцал).
Паскал је главна јединица за мерење притиска, али далеко од једине. Испод је конверзија јединица притиска из једне у другу >>>
100 000 Па = 0,1 МПа = 100 кПа ≈ 1 атм = 1 бар = 1 кгф / цм2 = 14,5 пси ≈ 750 мм Хг ≡ 750 Торр ≈ 10 м водени стуб (м)
Даље, фундаментално важна тачка је такозвана скала притиска или врсте притисака. Доња слика показује како се међусобно повезују такви концепти као апсолутни притисак, апсолутни вакуум, делимични вакуум, манометар или манометар.
Апсолутни притисак - притисак, одбројан од нуле.
Апсолутни вакуум - ситуација у којој ништа не делује на разматрану тачку, тј. притисак једнак 0 Па.
Атмосферски притисак - притисак једнак 1 атмосфери. Однос тежине (мг) горњег ваздушног стуба и његове површине попречног пресека. Атмосферски притисак зависи од места, доба дана. Ово је један од временских параметара. У примењеним инжењерским дисциплинама обично се све рачуна тачно од атмосферског притиска, а не од апсолутног вакуума.
Делимични вакуум (или често кажу - „Вакумска вредност“, « под притиском" или "Негативан надпритисак" ). Делимични вакуум - недостатак атмосферског притиска. Максимална могућа вредност вакуума на Земљи је само једна атмосфера (~ 10 мВЦ). То значи да нећете моћи да пијете воду кроз сламку са растојања од 11 м, ако желите.
* у ствари, са нормалним пречником за цеви за пиће (~ 5-6 мм), ова вредност ће бити много мања због хидрауличког отпора. Али чак и кроз густо црево нећете моћи пити воду са дубине од 11 м.
Ако вас замените пумпом, а цев њеним усисним цевоводом, тада се ситуација неће суштински променити. Због тога се вода из бунара обично вади бушотинским пумпама, које се спуштају директно у воду, и не покушавају да усисавају воду са површине земље.
Надпритисак (или се такође зове манометријски) - вишак притиска над атмосферским.
Дајмо следећи пример. Ова фотографија (десно) приказује мерење притиска у аутомобилској гуми помоћу уређаја. манометар.
Манометар показује тачно вишак притиска. Ова фотографија показује да је вишак притиска у овој гуми приближно 1,9 бара, тј. 1,9 атм, тј. 190.000 Па. Тада је апсолутни притисак у овој гуми 290.000 Па. Ако пробушимо гуму, тада ће ваздух почети да излази под разликом притиска све док притисак унутар и изван гуме не постане исти, атмосферски. Тада ће вишак притиска у гуми бити 0.
Сада да видимо како одредити притисак у течности у одређеној запремини. Рецимо да размишљамо о отвореном бурету воде.
На површини воде у бачви успоставља се атмосферски притисак (означен малим словом п са индексом „атм“). Редом, вишак површински притисак је 0 Па. Сада размотрите притисак у тој тачки Икс... Ова тачка је продубљена у односу на површину воде на даљину х, а због стуба течности изнад ове тачке, притисак у њему ће бити већи него на површини.
Тачкасти притисак Икс (пк) биће дефинисан као притисак на површину течности + притисак створен стубом течности изнад тачке. Зове се основна хидростатска једначина.
За приближне прорачуне може се узети г = 10 м / с2. Густина воде зависи од температуре, али за приближне прорачуне може се узети 1000 кг / м3.
Са дубином од х 2 м, апсолутни притисак у тачки Кс биће:
100 000 Па + 1000 10 2 Па = 100 000 Па + 20 000 Па = 120 000 Па = 1,2 атм.
Прекомерни притисак значи минус атмосферски притисак: 120 000 - 100 000 = 20 000 Па = 0,2 атм.
Дакле, у вишак тачкасти притисак Икс одређује се висином стуба течности изнад ове тачке. На облик контејнера не утиче ни на који начин. Ако узмемо у обзир џиновски базен дубине 2 м, и цев висине 3 м, тада ће притисак на дну цеви бити већи него на дну базена.
(Апсолутни притисак на дну базена: 100000 + 1000 * 9,81 * 2 =
Апсолутно
Висина стуба течности одређује притисак који ствара тај стуб течности.
псец = ρгх. На овај начин, притисак се може изразити у јединицама дужине (висине):
х = п / ρг
На пример, узмите у обзир притисак створен живиним стубом високим 750 мм:
п = ρгх = 13600 · 10 · 0,75 = 102 000 Па ≈ 100 000 Па, што нас упућује на јединице о притиску о којима је раније било речи.
Они. 750 мм Хг = 100.000 Па.
По истом принципу, испада да је притисак од 10 метара воде једнак 100.000 Па:
1000 10 10 = 100 000 Па.
Изражавање притиска у метрима воденог стуба је од суштинске важности за водоснабдевање, одлагање отпадних вода, као и хидрауличке прорачуне за грејање, хидрауличке прорачуне итд.
Сада да видимо притисак у цевоводима. Шта физички значи притисак који је измерио мајстор у одређеној тачки (Кс) цевовода? Манометар у овом случају показује 2 кгф / цм² (2 атм). Ово је вишак притиска у цевоводу, еквивалентан је 20 метара воденог стуба. Другим речима, ако је на цев прикључена вертикална цев, тада ће се вода у њој подићи за износ вишка притиска у тачки Кс, тј. до висине од 20 м. Вертикална цев у комуникацији са атмосфером (тј.отворени) се називају пијезометар.
Главни задатак система за водоснабдевање је да обезбеди да на потребном месту вода има потребан вишак притиска. На пример, према регулаторном документу:
Исецање са сајта система „Консултант +“
[ Уредба Владе Руске Федерације од 05/06/2011 Н 354 (са изменама и допунама од 13.07.2019) „О пружању комуналних услуга власницима и корисницима просторија у вишестамбеним зградама и стамбеним зградама“ (заједно са „ Правила за пружање комуналних услуга власницима и корисницима просторија у вишестамбеним зградама и стамбеним кућама ") ] >>> притисак на месту одвода мора бити најмање 3 мВЦ (0,03 МПа)
Тачка славине може се разумети као тачка повезивања миксера (тачка 1)... Ова тачка се налази приближно 1 м од пода, на истом месту као и веза са успоном самог стана (тачка 2) ... Односно, притисак у тим тачкама је приближно једнак са затвореним славинама (вода се не помера!). Притисак се прецизно регулише на овим тачкама и, као што је горе наведено, треба да буде најмање 3 - 6 м воденог стуба
Међутим, треба напоменути да нормативно дозвољена вредност од 3 мВЦ уопште није много, јер модерна водоводна опрема може захтевати притисак до 13 мВЦ на месту прикључка за нормалан рад (снабдевање довољном количином воде). На пример, чак иу старом СНиП-у за унутрашње снабдевање водом (СНиП 2.04.01-85 *), назначено је да је при употреби аератора на мешалици (мрежа која блокира излаз) потребан притисак на месту прикључења мешача 5 м воденог стуба
Карактеристике израчунавања притиска
Мерење притиска у ваздуху је сложено због његових брзо променљивих параметара. Манометре треба купити електронски, са функцијом просечавања резултата добијених у јединици времена. Ако притисак нагло скочи (пулсира), добро ће доћи пригушивачи који уједначавају разлике.
Треба запамтити следеће обрасце:
- укупни притисак је збир статичког и динамичког;
- укупна глава вентилатора мора бити једнака губитку притиска у вентилационој мрежи.
Мерење статичког излазног притиска је једноставно. Да бисте то урадили, користите цев за статички притисак: један крај је уметнут у мерач диференцијалног притиска, а други усмерен у одељак на излазу из вентилатора. Статичка глава се користи за израчунавање брзине протока на излазу из вентилационог уређаја.
Динамичка висина се такође мери диференцијалним манометром. Питот-Прандтлове цеви су повезане на његове везе. На један контакт - цев за пуни притисак, а на други - за статички. Резултат ће бити једнак динамичком притиску.
Да би се утврдио губитак притиска у каналу, може се пратити динамика протока: чим се брзина ваздуха повећа, отпор вентилационе мреже расте. Притисак се губи због овог отпора.
Анемометри и вруће жице анемометри мере брзину протока у каналу на вредностима до 5 м / с или више, анемометар треба одабрати у складу са ГОСТ 6376-74
Са повећањем брзине вентилатора, статички притисак опада, а динамички притисак расте пропорционално квадрату повећања протока ваздуха. Укупни притисак се неће променити.
Са правилно одабраним уређајем, динамичка глава се мења пропорционално квадрату протока, а статичка се мења обрнуто пропорционално. У овом случају, количина употребљеног ваздуха и оптерећење електромотора, ако расту, су безначајни.
Неки захтеви за електромотор:
- низак обртни моменат покретања - због чињенице да се потрошња енергије мења у складу са променом броја обртаја доведених у коцку;
- велика залиха;
- радећи на максималној снази ради веће уштеде.
Снага вентилатора зависи од укупне главе, као и од ефикасности и брзине протока ваздуха. Последња два индикатора корелирају са протоком вентилационог система.
У фази дизајнирања мораћете да дате приоритет.Узмите у обзир трошкове, губитке корисне запремине просторија, ниво буке.
Понашање медија унутар канала
Вентилатор који ствара проток ваздуха у доводном или одводном ваздушном каналу даје потенцијалну енергију овом протоку. У процесу кретања у ограниченом простору цеви, потенцијална енергија ваздуха делимично се претвара у кинетичку. Овај процес настаје као резултат удара протока на зидове канала и назива се динамичким притиском.
Поред тога, постоји и статички притисак, ово је утицај молекула ваздуха једни на друге у току, одражава његову потенцијалну енергију. Кинетичка енергија протока одражава показатељ динамичког удара, због чега је овај параметар укључен у прорачуне.
При константном протоку ваздуха, збир ова два параметра је сталан и назива се укупни притисак. Може се изразити у апсолутним и релативним јединицама. Референтна тачка за апсолутни притисак је укупан вакуум, док се релативни сматра полазећи од атмосферског, односно разлика између њих је 1 атм. По правилу, при прорачуну свих цевовода користи се вредност релативног (вишка) удара.
Повратак на садржај
Физичко значење параметра
Ако узмемо у обзир равне делове ваздушних канала, чији се пресеци смањују при константној брзини протока ваздуха, приметиће се повећање брзине протока. У овом случају, динамички притисак у ваздушним каналима ће се повећати, а статички притисак ће се смањити, величина укупног удара ће остати непромењена. Сходно томе, да би проток пролазио кроз такво ограничење (конфузор), у почетку би требало да му се испоручи потребна количина енергије, у супротном се брзина протока може смањити, што је неприхватљиво. Израчунавши величину динамичког ефекта, може се сазнати количина губитака у овом конфузору и правилно одабрати снагу вентилационе јединице.
Супротан процес ће се десити у случају повећања пресека канала при константној брзини протока (дифузор). Брзина и динамички утицај ће почети да се смањују, кинетичка енергија протока ће се претворити у потенцијал. Ако је глава коју је развио вентилатор превисока, може се повећати проток у том подручју и у целом систему.
У зависности од сложености струјног круга, вентилациони системи имају много завоја, чаура, стезања, вентила и других елемената који се називају локални отпори. Динамички удар у овим елементима се повећава у зависности од угла напада протока на унутрашњем зиду цеви. Неки делови система узрокују значајно повећање овог параметра, на пример, противпожарне заклопке у којима је једна или више заклопки уграђено на путу протока. Ово ствара повећани отпор протока у пресеку, што се мора узети у обзир при прорачуну. Због тога у свим горе наведеним случајевима морате знати вредност динамичког притиска у каналу.
Повратак на садржај
Израчунавање параметара по формулама
У правом делу брзина ваздуха у каналу је непромењена, а величина динамичког ефекта остаје константна. Потоње се израчунава по формули:
Рд = в2γ / 2г
У овој формули:
- Рд - динамички притисак у кгф / м2;
- В је брзина кретања ваздуха у м / с;
- γ је специфична маса ваздуха у овом подручју, кг / м3;
- г - убрзање гравитације, једнако 9,81 м / с2.
Вредност динамичког притиска можете добити у другим јединицама, у Пасцалима. За ово постоји још једна варијација ове формуле:
Рд = ρ (в2 / 2)
Овде је ρ густина ваздуха, кг / м3. Будући да у вентилационим системима не постоје услови за компримовање ваздушног медија до те мере да се његова густина мења, претпоставља се константна - 1,2 кг / м3.
Даље, требало би да размотрите како је вредност динамичког утицаја укључена у прорачун канала.Смисао овог прорачуна је утврђивање губитака у целокупном систему доводне или издувне вентилације за избор притиска вентилатора, његовог дизајна и снаге мотора. Прорачун губитака одвија се у две фазе: прво се одређују губици трења на зидовима канала, а затим се израчунава пад снаге протока ваздуха у локалним отпорима. Параметар динамичког притиска укључен је у прорачун у обе фазе.
Отпор трењу на 1 м округлог канала израчунава се по формули:
Р = (λ / д) Рд, при чему:
- Рд - динамички притисак у кгф / м2 или Па;
- λ је коефицијент отпора трењу;
- д је пречник канала у метрима.
Губици трења одређују се одвојено за сваки пресек са различитим пречницима и брзинама протока. Добијена Р вредност се помножи са укупном дужином канала израчунатог пречника, додају се губици на локалним отпорима и добија се укупна вредност за цео систем:
ХБ = ∑ (Рл + З)
Ево опција:
- ХБ (кгф / м2) - укупни губици у вентилационом систему.
- Р - губитак трења по 1 м кружног канала.
- л (м) - дужина пресека.
- З (кгф / м2) - губици у локалним отпорима (гране, укрштаји, вентили итд.).
Повратак на садржај
Одређивање параметара локалних отпора вентилационог система
Вредност динамичког удара такође учествује у одређивању параметра З. Разлика код правог пресека је у томе што у различитим елементима система ток мења свој смер, рачва се, конвергира. У овом случају, медијум интерагује са унутрашњим зидовима канала не тангенцијално, већ под различитим угловима. Да бисте то узели у обзир, у формулу за израчунавање можете унети тригонометријску функцију, али има пуно потешкоћа. На пример, приликом проласка кроз једноставан завој од 90⁰, ваздух се окреће и притиска на унутрашњи зид под најмање три различита угла (у зависности од дизајна завоја). У систему канала постоји пуно сложенијих елемената, како израчунати губитке у њима? За то постоји формула:
- З = ∑ξ Рд.
Да би се поступак прорачуна поједноставио, у формулу се уводи бездимензиони коефицијент локалног отпора. За сваки елемент вентилационог система је различит и представља референтну вредност. Вредности коефицијената су добијене прорачуном или експериментално. Многа производна постројења за производњу опреме за вентилацију спроводе сопствена аеродинамичка истраживања и прорачуне производа. Њихови резултати, укључујући коефицијент локалне отпорности елемента (на пример, противпожарне заклопке), уносе се у пасош производа или објављују у техничкој документацији на њиховој веб локацији.
Да би се поједноставио поступак израчунавања губитака вентилационих канала, све вредности динамичког ефекта за различите брзине такође се израчунавају и сумирају у табелама, из којих се могу једноставно одабрати и убацити у формуле. Табела 1 приказује неке вредности за најчешће коришћене брзине ваздуха у ваздушним каналима.
