Nếu bạn quan tâm đầy đủ đến sự thoải mái trong ngôi nhà, thì có lẽ bạn sẽ đồng ý rằng chất lượng không khí phải được đặt lên hàng đầu. Không khí trong lành rất tốt cho sức khỏe và tư duy của bạn. Không ngại mời khách đến một căn phòng có mùi thơm. Phát sóng mọi phòng mười lần một ngày không phải là một việc dễ dàng, phải không?
Phần lớn phụ thuộc vào sự lựa chọn của quạt và trước hết là áp suất của nó. Nhưng trước khi bạn có thể xác định áp suất của quạt, bạn cần tự làm quen với một số thông số vật lý. Đọc về chúng trong bài viết của chúng tôi.
Nhờ tài liệu của chúng tôi, bạn sẽ nghiên cứu các công thức, tìm hiểu các loại áp suất trong hệ thống thông gió. Chúng tôi đã cung cấp cho bạn thông tin về tổng đầu của quạt và hai cách để đo nó. Kết quả là, bạn sẽ có thể tự mình đo lường tất cả các thông số.
Áp suất hệ thống thông gió
Để thông gió có hiệu quả, áp suất quạt phải được lựa chọn chính xác. Có hai tùy chọn để tự đo áp suất. Phương pháp đầu tiên là trực tiếp, trong đó áp suất được đo ở những nơi khác nhau. Phương án thứ hai là tính toán 2 loại áp suất trong số 3 và lấy một giá trị chưa biết từ chúng.
Áp suất (cũng - đầu) là tĩnh, động (tốc độ cao) và đầy đủ. Theo chỉ số thứ hai, có ba loại người hâm mộ.
Thiết bị đầu tiên bao gồm các thiết bị có đầu <1 kPa, thiết bị thứ hai - 1-3 kPa trở lên, thiết bị thứ ba - hơn 3-12 kPa trở lên. Trong các tòa nhà dân cư, các thiết bị thuộc loại thứ nhất và thứ hai được sử dụng.
Đặc tính khí động học của quạt hướng trục trên đồ thị: Pv - tổng áp suất, N - công suất, Q - tốc độ dòng khí, ƞ - hiệu suất, u - tốc độ, n - tần số quay
Trong tài liệu kỹ thuật của quạt, các thông số khí động học thường được chỉ ra, bao gồm áp suất tổng và áp suất tĩnh ở một công suất nhất định. Trong thực tế, các thông số "xuất xưởng" và thực thường không trùng khớp, và điều này là do các tính năng thiết kế của hệ thống thông gió.
Có các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia nhằm nâng cao độ chính xác của các phép đo trong phòng thí nghiệm.
Ở Nga, phương pháp A và C thường được sử dụng, trong đó áp suất không khí sau quạt được xác định gián tiếp, dựa trên công suất lắp đặt. Trong các kỹ thuật khác nhau, khu vực đầu ra bao gồm hoặc không bao gồm ống bọc cánh quạt.
Công thức tính đầu quạt
Đầu là tỷ số giữa các lực tác dụng và diện tích mà chúng hướng tới. Trong trường hợp của một ống thông gió, chúng ta đang nói về không khí và mặt cắt ngang.
Dòng chảy của kênh không đồng đều và không chảy vuông góc với mặt cắt ngang. Sẽ không thể tìm ra đầu chính xác từ một phép đo; bạn sẽ phải tìm giá trị trung bình qua một số điểm. Điều này phải được thực hiện cho cả lối vào và lối ra khỏi thiết bị thông gió.
Quạt hướng trục được sử dụng riêng biệt và trong các ống dẫn khí, chúng hoạt động hiệu quả ở những nơi cần truyền khối lượng không khí lớn ở áp suất tương đối thấp
Tổng áp suất của quạt được xác định theo công thức Pп = Pп (hết) - Pп (vào)Ở đâu:
- Pп (ra) - tổng áp suất tại cửa ra khỏi thiết bị;
- Pп (in.) - tổng áp suất tại đầu vào thiết bị.
Đối với áp suất tĩnh của quạt, công thức hơi khác một chút.
Nó được viết là Pst = Pst (out) - Pp (in), trong đó:
- Рst (ra) - áp suất tĩnh tại đầu ra của thiết bị;
- Pп (in.) - tổng áp suất tại đầu vào thiết bị.
Đầu tĩnh không phản ánh lượng năng lượng cần thiết để truyền nó vào hệ thống, nhưng đóng vai trò như một thông số bổ sung mà bạn có thể tìm ra tổng áp suất. Chỉ số sau là tiêu chí chính khi chọn quạt: cả gia đình và công nghiệp. Sự sụt giảm tổng đầu phản ánh sự mất mát năng lượng trong hệ thống.
Bản thân áp suất tĩnh trong ống thông gió thu được từ sự chênh lệch áp suất tĩnh tại đầu vào và đầu ra của hệ thống thông gió: Pst = Pst 0 - Pst 1... Đây là một thông số phụ.
Các nhà thiết kế cung cấp các thông số ít hoặc không bị tắc nghẽn: hình ảnh cho thấy sự khác biệt về áp suất tĩnh của cùng một chiếc quạt trong các mạng lưới thông gió khác nhau
Sự lựa chọn chính xác của một thiết bị thông gió bao gồm các sắc thái sau:
- tính toán lượng không khí tiêu thụ trong hệ thống (m³ / s);
- lựa chọn một thiết bị dựa trên một tính toán như vậy;
- xác định tốc độ đầu ra của quạt đã chọn (m / s);
- tính toán của thiết bị Pp;
- đo đầu tĩnh và đầu động để so sánh với đầu tổng.
Để tính toán các điểm để đo áp suất, chúng được dẫn hướng bởi đường kính thủy lực của ống dẫn khí. Nó được xác định theo công thức: D = 4F / P... F là diện tích mặt cắt ngang của ống và P là chu vi của nó. Khoảng cách xác định vị trí điểm đo tại đầu vào và đầu ra được đo bằng số D.
Cách tính áp suất thông gió?
Tổng đầu vào được đo tại mặt cắt ngang của ống thông gió, cách nhau bằng hai đường kính ống thủy lực (2D). Tốt nhất, nên có một đoạn ống dẫn thẳng với chiều dài 4D và dòng chảy không bị xáo trộn ở phía trước vị trí đo.
Trong thực tế, các điều kiện trên rất hiếm, và sau đó một tổ ong được lắp đặt ở phía trước vị trí mong muốn, điều này làm thẳng dòng không khí.
Sau đó, một bộ thu áp tổng được đưa vào hệ thống thông gió: lần lượt tại một số điểm trong phần - ít nhất là 3. Kết quả trung bình được tính toán từ các giá trị thu được. Đối với quạt có đầu vào tự do, đầu vào Pp tương ứng với áp suất môi trường xung quanh và áp suất dư trong trường hợp này bằng không.
Sơ đồ của bộ thu áp tổng: 1 - ống nhận, 2 - bộ chuyển đổi áp suất, 3 - buồng hãm, 4 - giá đỡ, 5 - kênh hình khuyên, 6 - cạnh dẫn, 7 - cách tử đầu vào, 8 - bộ chuẩn hóa, 9 - bộ ghi tín hiệu đầu ra , α - góc ở đỉnh, h - độ sâu của các thung lũng
Nếu bạn đo một luồng không khí mạnh, thì áp suất sẽ xác định tốc độ, và sau đó so sánh nó với kích thước mặt cắt ngang. Tốc độ trên một đơn vị diện tích càng cao và diện tích càng lớn thì quạt càng hoạt động hiệu quả.
Áp suất đầy đủ tại đầu ra là một khái niệm phức tạp. Dòng chảy ra có cấu trúc không đồng nhất, điều này còn phụ thuộc vào phương thức hoạt động và loại thiết bị. Không khí đầu ra có các vùng chuyển động trở lại, điều này làm phức tạp việc tính toán áp suất và tốc độ.
Sẽ không thể thiết lập một sự đều đặn cho thời gian xuất hiện của một chuyển động như vậy. Tính không đồng nhất của dòng chảy đạt đến 7-10 D, nhưng chỉ số có thể được giảm bớt bằng cách chỉnh lưu.
Ống Prandtl là phiên bản cải tiến của ống Pitot: máy thu được sản xuất thành 2 phiên bản - cho tốc độ nhỏ hơn và hơn 5 m / s
Đôi khi ở đầu ra của thiết bị thông gió có một khuỷu quay hoặc bộ khuếch tán nước mắt. Trong trường hợp này, dòng chảy sẽ thậm chí còn không đồng nhất.
Sau đó, đầu được đo theo phương pháp sau:
- Phần đầu tiên được chọn phía sau quạt và được quét bằng đầu dò. Tại một số thời điểm, tổng số đầu người và năng suất trung bình được đo lường. Sau đó được so sánh với hiệu suất đầu vào.
- Hơn nữa, một phần bổ sung được chọn - trong phần thẳng gần nhất sau khi ra khỏi thiết bị thông gió. Từ đầu của một đoạn như vậy, người ta đo được 4-6 D, và nếu chiều dài của đoạn nhỏ hơn, thì một đoạn được chọn ở điểm xa nhất. Sau đó lấy đầu dò và xác định năng suất và tổng đầu trung bình.
Tổn thất được tính toán trong phần sau quạt được trừ vào tổng áp suất trung bình ở phần bổ sung. Tổng áp suất đầu ra thu được.
Sau đó, hiệu suất được so sánh ở đầu vào, cũng như ở phần đầu tiên và phần bổ sung ở đầu ra. Chỉ số đầu vào nên được coi là chính xác, và một trong các kết quả đầu ra nên được coi là gần giá trị hơn.
Có thể không có một đoạn thẳng có độ dài cần thiết. Sau đó chọn mặt cắt chia diện tích cần đo thành các phần với tỷ lệ 3 - 1. Càng gần quạt thì phần này càng lớn. Các phép đo không được thực hiện ở màng chắn, bộ giảm chấn, ổ cắm và các kết nối khác có nhiễu động không khí.
Giảm áp suất có thể được ghi lại bằng đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo áp suất phù hợp với GOST 2405-88 và đồng hồ đo chênh lệch áp suất phù hợp với GOST 18140-84 với cấp chính xác 0,5-1,0
Trong trường hợp quạt mái, Pp chỉ được đo ở đầu vào và độ tĩnh được xác định ở đầu ra. Dòng tốc độ cao sau thiết bị thông gió gần như mất hẳn.
Chúng tôi cũng khuyên bạn nên đọc tài liệu của chúng tôi về việc lựa chọn đường ống để thông gió.
Khái niệm áp suất thủy tĩnh
Trang web có một số bài viết về những điều cơ bản của thủy lực. Tài liệu này được gửi tới tất cả những người muốn hiểu cách thức hoạt động thực tế của hệ thống cấp thoát nước. Bài viết này là bài đầu tiên trong loạt bài này.
Có một số khái niệm chính trong thủy lực. Vị trí trung tâm được đưa ra cho khái niệm thủy tĩnh sức ép tại điểm của chất lỏng. Nó liên quan mật thiết đến khái niệm sức ép chất lỏng, sẽ được thảo luận sau một chút.
Một trong những định nghĩa phổ biến về áp suất thủy tĩnh có vẻ như thế này: "Áp suất thủy tĩnh tại một điểm trong chất lỏng là ứng suất nén thông thường xảy ra trong chất lỏng ở trạng thái nghỉ dưới tác dụng của lực bề mặt và khối lượng."
Ứng suất là một khái niệm thường được sử dụng trong lực cản của vật liệu. Ý tưởng là như sau. Trong vật lý, chúng ta biết có một khái niệm về sức mạnh. Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho lực va chạm. Vectơ - điều này có nghĩa là nó được biểu diễn dưới dạng vectơ, tức là mũi tên trong không gian ba chiều. Lực này có thể được áp dụng tại một điểm (lực tập trung), hoặc trên bề mặt (bề mặt), hoặc trên toàn bộ cơ thể (họ nói khối lượng / thể tích). Các lực bề mặt và khối lượng được phân bố. Chỉ những cái như vậy mới có thể tác động lên chất lỏng, vì nó có chức năng lưu động (nó dễ bị biến dạng do bất kỳ tác động nào).
Một lực được tác dụng lên bề mặt có diện tích cụ thể. Tại mỗi điểm của bề mặt này, một lực căng sẽ nảy sinh bằng tỷ lệ giữa lực và diện tích, đây là khái niệm về áp suất trong vật lý.
Trong hệ SI, đơn vị đo lực là Newton [N], diện tích là mét vuông [m2].
Tỷ lệ lực lượng trên diện tích:
1 N / 1 m2 = 1 Pa (Pascal).
Pascal là đơn vị chính để đo áp suất, nhưng không phải là đơn vị duy nhất. Dưới đây là quy đổi các đơn vị áp suất từ đơn vị này sang đơn vị khác >>>
100 000 Pa = 0,1 MPa = 100 kPa ≈ 1 atm = 1 thanh = 1 kgf / cm2 = 14,5 psi ≈ 750 mm Hg ≡ 750 Torr ≈ 10 m cột nước (m)
Hơn nữa, một điểm cơ bản quan trọng là cái gọi là thang áp suất hoặc các loại áp suất. Hình dưới đây cho thấy các khái niệm như áp suất tuyệt đối, chân không tuyệt đối, chân không riêng phần, áp suất đồng hồ hoặc áp suất đồng hồ tương tác với nhau như thế nào.
Hoàn toàn bị áp lực - áp suất, được tính từ 0.
Chân không tuyệt đối - một tình huống mà không có gì tác động đến điểm đang được xem xét, tức là áp suất bằng 0 Pa.
Áp suất khí quyển - áp suất bằng 1 bầu khí quyển. Tỷ số giữa trọng lượng (mg) của cột không khí bên trên với diện tích mặt cắt ngang của nó. Áp suất khí quyển phụ thuộc vào địa điểm, thời gian trong ngày. Đây là một trong những thông số thời tiết. Trong các ngành kỹ thuật ứng dụng, mọi thứ thường được tính chính xác từ áp suất khí quyển chứ không phải từ chân không tuyệt đối.
Chân không một phần (hoặc họ thường nói - "Giá trị chân không", « chịu AP lực" hoặc là "Quá áp tiêu cực" ). Chân không một phần - thiếu áp suất so với khí quyển. Giá trị chân không tối đa có thể có trên Trái đất chỉ là một bầu khí quyển (~ 10 mWC). Điều này có nghĩa là bạn sẽ không thể uống nước qua ống hút từ khoảng cách 11 m, nếu bạn muốn.
* Trên thực tế, với đường kính bình thường của ống hút đựng đồ uống (~ 5-6 mm), giá trị này sẽ nhỏ hơn nhiều do lực cản thủy lực. Nhưng ngay cả khi qua một cái vòi dày, bạn sẽ không thể uống nước từ độ sâu 11 m.
Nếu bạn thay thế bạn bằng một máy bơm, và ống với đường ống hút của nó, thì tình hình về cơ bản sẽ không thay đổi. Vì vậy, nước giếng khoan thường được hút bằng máy bơm giếng khoan, hạ trực tiếp xuống nước, không cố hút nước trên bề mặt đất.
Quá áp (hay còn gọi là manometric) - áp suất dư so với khí quyển.
Hãy đưa ra một ví dụ sau đây. Ảnh này (bên phải) cho thấy phép đo áp suất trong lốp ô tô bằng thiết bị. máy đo áp suất.
Đồng hồ áp suất hiển thị chính xác áp suất dư. Bức ảnh này cho thấy áp suất dư thừa trong chiếc lốp này là khoảng 1,9 bar, tức là 1,9 atm, tức là 190.000 Pa. Khi đó áp suất tuyệt đối trong lốp này là 290.000 Pa. Nếu chúng ta chọc thủng lốp, thì không khí sẽ bắt đầu thoát ra dưới sự chênh lệch áp suất cho đến khi áp suất bên trong và bên ngoài lốp trở nên giống nhau, bằng khí quyển. Khi đó áp suất quá áp trong lốp sẽ bằng 0.
Bây giờ chúng ta hãy xem làm thế nào để xác định áp suất trong một chất lỏng ở một thể tích nhất định. Giả sử chúng ta đang xem xét một thùng nước mở.
Tại bề mặt của nước trong thùng, áp suất khí quyển được thiết lập (được ký hiệu bằng một chữ cái nhỏ p với chỉ số "atm"). Tương ứng, dư thừa áp suất bề mặt là 0 Pa. Bây giờ hãy xem xét áp lực tại điểm X... Điểm này nằm sâu hơn so với bề mặt nước ở một khoảng cách h, và do cột chất lỏng ở trên điểm này, áp suất trong nó sẽ lớn hơn trên bề mặt.
Áp suất điểm X (px) sẽ được định nghĩa là áp suất trên bề mặt chất lỏng + áp suất tạo bởi cột chất lỏng phía trên điểm. Nó được gọi là phương trình thủy tĩnh cơ bản.
Để tính toán gần đúng, có thể lấy g = 10 m / s2. Tỷ trọng của nước phụ thuộc vào nhiệt độ, nhưng để tính toán gần đúng có thể lấy 1000 kg / m3.
Với độ sâu h 2 m, áp suất tuyệt đối tại điểm X sẽ là:
100.000 Pa + 1000 10 2 Pa = 100.000 Pa + 20.000 Pa = 120.000 Pa = 1,2 atm.
Áp suất dư nghĩa là trừ đi áp suất khí quyển: 120.000 - 100.000 = 20.000 Pa = 0,2 atm.
Do đó trong dư thừa áp suất điểm X được xác định bởi chiều cao của cột chất lỏng trên điểm này. Hình dạng của vật chứa không bị ảnh hưởng theo bất kỳ cách nào. Nếu chúng ta coi một hồ bơi khổng lồ có độ sâu 2 m và một đường ống có chiều cao 3 m, thì áp suất ở đáy ống sẽ lớn hơn ở đáy hồ bơi.
(Áp suất tuyệt đối ở đáy hồ bơi: 100000 + 1000 * 9,81 * 2 =
Tuyệt đối
Chiều cao của cột chất lỏng xác định áp suất do cột chất lỏng đó tạo ra.
psec = ρgh. Bằng cách này, áp suất có thể được biểu thị bằng đơn vị chiều dài (chiều cao):
h = p / ρg
Ví dụ, hãy xem xét áp suất tạo ra bởi một cột thủy ngân cao 750 mm:
p = ρgh = 13600 · 10 · 0,75 = 102,000 Pa ≈ 100,000 Pa, cho chúng ta biết các đơn vị áp suất đã thảo luận trước đó.
Những, cái đó. 750 mm Hg = 100.000 Pa.
Theo nguyên lý tương tự, áp suất của 10 mét nước bằng 100.000 Pa:
1000 10 10 = 100 000 Pa.
Biểu thị áp suất bằng mét của cột nước về cơ bản là quan trọng đối với cấp nước, xử lý nước thải, cũng như các tính toán thủy lực để sưởi ấm, tính toán kỹ thuật thủy lực, v.v.
Bây giờ chúng ta hãy xem áp suất trong các đường ống. Áp suất do bậc thầy đo được tại một điểm nhất định (X) của đường ống về mặt vật lý có nghĩa là gì? Đồng hồ áp suất trong trường hợp này hiển thị 2 kgf / cm² (2 atm). Đây là áp suất dư trong đường ống, nó tương đương với 20 mét cột nước. Nói cách khác, nếu một đường ống thẳng đứng được nối với đường ống, thì nước trong đó sẽ dâng lên bằng lượng áp suất dư thừa tại điểm X, tức là lên độ cao 20 m. Một đường ống thẳng đứng thông với khí quyển (tức làmở) được gọi là piezometer.
Nhiệm vụ chính của hệ thống cấp nước là đảm bảo tại điểm cần thiết nước có áp suất vượt yêu cầu. Ví dụ, theo văn bản quy định:
Trích đoạn từ trang web của hệ thống "Nhà tư vấn +"
[ Nghị định của Chính phủ Liên bang Nga ngày 05/06/2011 N 354 (được sửa đổi ngày 13/07/2019) "Về việc cung cấp các tiện ích cho chủ sở hữu và người sử dụng mặt bằng trong các tòa nhà chung cư và nhà ở" (cùng với " Nội quy cung cấp tiện ích cho chủ sở hữu, người sử dụng mặt bằng trong nhà chung cư, nhà ở ") ] >>> áp suất tại điểm rút ra ít nhất phải là 3 mWC (0,03 MPa)
Tap point có thể hiểu là điểm kết nối của mixer (Điểm 1)... Điểm này nằm cách sàn khoảng 1 m, cùng vị trí với đường nối với cửa thang của chính căn hộ. (điểm 2) ... Tức là, áp suất tại các điểm này xấp xỉ bằng nhau khi các vòi được đóng lại (nước không di chuyển!). Áp suất được điều chỉnh chính xác tại những điểm này, và như đã chỉ ra ở trên, ít nhất phải là Cột nước 3 - 6 m
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng giá trị cho phép quy chuẩn của 3 mWC là không nhiều, vì thiết bị ống nước hiện đại có thể yêu cầu áp suất lên đến 13 mWC tại điểm đấu nối để hoạt động bình thường (cung cấp đủ lượng nước). Ví dụ: ngay cả trong SNiP cũ cho nguồn cấp nước bên trong (SNiP 2.04.01-85 *), nó được chỉ ra rằng khi sử dụng thiết bị sục khí trên máy trộn (lưới chặn đầu ra), áp suất là cần thiết tại điểm kết nối máy trộn Cột nước 5 m
Tính năng tính toán áp suất
Việc đo áp suất trong không khí rất phức tạp do các thông số thay đổi nhanh chóng của nó. Nên mua áp kế điện tử có chức năng tính trung bình kết quả thu được trên một đơn vị thời gian. Nếu áp suất tăng mạnh (xung), bộ giảm chấn sẽ có ích, giúp loại bỏ sự khác biệt.
Các mô hình sau đây cần được ghi nhớ:
- tổng áp suất là tổng của tĩnh và động;
- tổng đầu quạt phải bằng tổn thất áp suất trong mạng lưới thông gió.
Đo áp suất tĩnh đầu ra rất đơn giản. Để làm điều này, hãy sử dụng một ống cho áp suất tĩnh: một đầu được lắp vào đồng hồ đo chênh lệch áp suất, và đầu kia được dẫn vào phần ở đầu ra của quạt. Đầu tĩnh được sử dụng để tính toán tốc độ dòng chảy ở đầu ra của thiết bị thông gió.
Đầu động lực cũng được đo bằng áp kế chênh lệch. Ống Pitot-Prandtl được kết nối với các kết nối của nó. Đối với một tiếp điểm - một ống cho áp suất đầy đủ và cho một tiếp điểm - để tĩnh. Kết quả sẽ bằng áp suất động.
Để tìm ra tổn thất áp suất trong ống dẫn, động lực học dòng chảy có thể được theo dõi: ngay khi vận tốc không khí tăng lên, lực cản của mạng lưới thông gió sẽ tăng lên. Áp suất bị mất do lực cản này.
Máy đo gió và máy đo gió dây nóng đo vận tốc dòng chảy trong ống dẫn ở các giá trị lên đến 5 m / s hoặc hơn, máy đo gió phải được chọn phù hợp với GOST 6376-74
Khi tốc độ quạt tăng lên, áp suất tĩnh giảm xuống và áp suất động tăng tương ứng với bình phương của sự gia tăng lưu lượng gió. Tổng áp suất sẽ không thay đổi.
Với một thiết bị được chọn đúng cách, đầu động thay đổi tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ dòng chảy và đầu tĩnh thay đổi tỷ lệ nghịch. Trong trường hợp này, lượng không khí được sử dụng và tải của động cơ điện, nếu chúng lớn lên, là không đáng kể.
Một số yêu cầu đối với động cơ điện:
- mô-men xoắn khởi động thấp - do thực tế là công suất tiêu thụ thay đổi theo sự thay đổi của số vòng quay cung cấp cho khối lập phương;
- cổ phiếu lớn;
- hoạt động ở công suất tối đa để tiết kiệm hơn.
Công suất của quạt phụ thuộc vào tổng đầu cũng như hiệu suất và lưu lượng gió. Hai chỉ số cuối cùng tương quan với thông lượng của hệ thống thông gió.
Ở giai đoạn thiết kế, bạn sẽ phải sắp xếp thứ tự ưu tiên.Tính đến chi phí, tổn thất về thể tích hữu ích của mặt bằng, mức ồn.
Hành vi của môi chất bên trong ống dẫn
Quạt tạo ra một luồng không khí trong ống cấp hoặc trích khí sẽ truyền năng lượng tiềm năng cho luồng này. Trong quá trình chuyển động trong không gian hạn chế của ống, thế năng của không khí được chuyển hóa một phần thành động năng. Quá trình này xảy ra do tác động của dòng chảy lên thành kênh và được gọi là áp suất động.
Ngoài nó ra còn có áp suất tĩnh, đây là tác dụng của các phân tử không khí lên nhau trong một dòng, nó phản ánh thế năng của nó. Động năng của dòng chảy phản ánh chỉ số của tác động động, đó là lý do tại sao tham số này có liên quan đến các tính toán.
Ở lưu lượng khí không đổi, tổng của hai thông số này không đổi và được gọi là áp suất tổng. Nó có thể được biểu thị bằng đơn vị tuyệt đối và tương đối. Điểm chuẩn cho áp suất tuyệt đối là chân không toàn phần, trong khi điểm tương đối được coi là bắt đầu từ khí quyển, nghĩa là, sự khác biệt giữa chúng là 1 atm. Theo quy định, khi tính toán tất cả các đường ống, giá trị của tác động tương đối (vượt quá) được sử dụng.
Quay lại mục lục
Ý nghĩa vật lý của tham số
Nếu chúng ta xem xét các mặt cắt thẳng của ống dẫn khí, các mặt cắt của chúng giảm với tốc độ dòng khí không đổi, thì tốc độ dòng chảy sẽ tăng lên. Trong trường hợp này, áp suất động trong các ống dẫn khí sẽ tăng lên, và áp suất tĩnh sẽ giảm, độ lớn của tổng tác động sẽ không thay đổi. Theo đó, để dòng chảy đi qua bộ hạn chế như vậy (bộ nhiễu), ban đầu nó cần được cung cấp lượng năng lượng cần thiết, nếu không tốc độ dòng chảy có thể giảm, điều này không thể chấp nhận được. Sau khi tính toán độ lớn của hiệu ứng động, có thể tìm ra lượng tổn thất trong bộ nhiễu này và chọn công suất chính xác của thiết bị thông gió.
Quá trình ngược lại sẽ xảy ra trong trường hợp tăng tiết diện kênh ở tốc độ dòng chảy không đổi (bộ khuếch tán). Tốc độ và tác động động sẽ bắt đầu giảm, động năng của dòng chuyển thành thế năng. Nếu phần đầu do quạt phát triển quá cao, tốc độ dòng chảy trong khu vực và trong toàn bộ hệ thống có thể tăng lên.
Tùy thuộc vào độ phức tạp của mạch, hệ thống thông gió có nhiều khúc cua, tees, co lại, van và các phần tử khác được gọi là điện trở cục bộ. Tác động động trong các phần tử này tăng lên tùy thuộc vào góc tấn của dòng chảy vào thành trong của ống. Một số bộ phận của hệ thống gây ra sự gia tăng đáng kể thông số này, ví dụ, bộ giảm chấn lửa trong đó một hoặc nhiều bộ giảm chấn được lắp đặt trong đường dẫn dòng chảy. Điều này tạo ra một lực cản dòng chảy tăng lên trong mặt cắt, điều này phải được tính đến trong tính toán. Vì vậy, trong tất cả các trường hợp trên, bạn cần biết giá trị của áp suất động trong kênh.
Quay lại mục lục
Tính toán tham số bằng công thức
Trong tiết diện thẳng, vận tốc không khí trong ống không đổi, và độ lớn của hiệu ứng động không đổi. Giá trị thứ hai được tính theo công thức:
Рд = v2γ / 2g
Trong công thức này:
- Рд - áp suất động tính bằng kgf / m2;
- V là tốc độ chuyển động của không khí tính bằng m / s;
- γ là khối lượng riêng của không khí trong khu vực này, kg / m3;
- g - gia tốc trọng trường bằng 9,81 m / s2.
Bạn có thể lấy giá trị của áp suất động trong các đơn vị khác, trong Pascals. Đối với điều này, có một biến thể khác của công thức này:
Рд = ρ (v2 / 2)
Ở đây ρ là mật độ không khí, kg / m3. Vì trong hệ thống thông gió không có điều kiện nén môi chất không khí đến mức độ thay đổi mật độ của nó, nên nó được giả định là không đổi - 1,2 kg / m3.
Hơn nữa, cần phải xem xét mức độ của tác động động liên quan đến việc tính toán các kênh như thế nào.Ý nghĩa của việc tính toán này là xác định tổn thất trong toàn bộ hệ thống cung cấp hoặc thông gió xả để chọn áp suất quạt, thiết kế của nó và công suất động cơ. Tính toán tổn thất xảy ra trong hai giai đoạn: đầu tiên, tổn thất ma sát đối với thành kênh được xác định, sau đó tính toán sự sụt giảm công suất dòng khí trong các điện trở cục bộ. Tham số áp suất động tham gia vào quá trình tính toán ở cả hai giai đoạn.
Lực cản ma sát trên 1 m của ống dẫn tròn được tính theo công thức:
R = (λ / d) Рд, trong đó:
- Рд - áp suất động tính bằng kgf / m2 hoặc Pa;
- λ là hệ số cản ma sát;
- d là đường kính của ống dẫn tính bằng mét.
Tổn thất do ma sát được xác định riêng cho từng phần có đường kính và tốc độ dòng chảy khác nhau. Giá trị R kết quả được nhân với tổng chiều dài của các kênh có đường kính tính toán, tổn thất trên điện trở cục bộ được cộng thêm và thu được tổng giá trị cho toàn bộ hệ thống:
HB = ∑ (Rl + Z)
Đây là các tùy chọn:
- HB (kgf / m2) - tổng tổn thất trong hệ thống thông gió.
- R - độ hụt ma sát trên 1 m của kênh tròn.
- l (m) - chiều dài phần.
- Z (kgf / m2) - tổn thất về điện trở cục bộ (nhánh, chữ thập, van, v.v.).
Quay lại mục lục
Xác định các thông số về điện trở cục bộ của hệ thống thông gió
Giá trị của tác động động cũng tham gia vào việc xác định tham số Z. Sự khác biệt với một mặt cắt thẳng là trong các phần tử khác nhau của hệ thống, dòng chảy thay đổi hướng, rẽ nhánh, hội tụ. Trong trường hợp này, môi trường tương tác với các thành bên trong của kênh không phải theo phương tiếp tuyến mà theo các góc khác nhau. Để tính đến điều này, bạn có thể nhập một hàm lượng giác vào công thức tính toán, nhưng có rất nhiều khó khăn. Ví dụ, khi đi qua một khúc cua đơn giản 90, không khí sẽ quay và ép vào tường bên trong ít nhất ba góc khác nhau (tùy thuộc vào thiết kế của khúc cua). Có rất nhiều yếu tố phức tạp hơn trong hệ thống ống dẫn, làm thế nào để tính toán tổn thất trong đó? Có một công thức cho điều này:
- Z = ∑ξ Рд.
Để đơn giản hóa quá trình tính toán, một hệ số điện trở cục bộ không thứ nguyên được đưa vào công thức. Đối với mỗi phần tử của hệ thống thông gió, nó là khác nhau và là một giá trị tham chiếu. Giá trị của các hệ số thu được bằng tính toán hoặc thực nghiệm. Nhiều nhà máy sản xuất sản xuất thiết bị thông gió thực hiện nghiên cứu khí động học và tính toán sản phẩm của riêng họ. Kết quả của họ, bao gồm hệ số trở lực cục bộ của một phần tử (ví dụ, một van điều tiết lửa), được nhập vào hộ chiếu sản phẩm hoặc được đăng trong tài liệu kỹ thuật trên trang web của họ.
Để đơn giản hóa quá trình tính toán tổn thất của các ống thông gió, tất cả các giá trị của hiệu ứng động đối với các tốc độ khác nhau cũng được tính toán và lập bảng, từ đó chúng có thể được chọn và chèn vào công thức một cách đơn giản. Bảng 1 cho thấy một số giá trị của vận tốc không khí được sử dụng phổ biến nhất trong ống dẫn khí.
