Як зробити аеродинамічний розрахунок повітроводів

1. Особливості аеродинамічних розрахунків
2. Як визначити швидкість в вентиляційних каналах?
3. Як розрахувати тиск у вентиляційній мережі
4. Швидкість - 0,4 метра за секунду
5. Швидкість - 0,8 метра за секунду
6. Швидкість - 1,20 метра за секунду
7. Швидкість - 1,60 метра за секунду
8. Розбираємося з загальним вентиляційним розрахунком
9. Відео - Як проводити розрахунки за допомогою програми «Вікс-СТУДІЯ»

25.03.2016

Щоб повітрообмін в будинку був «правильним», ще на стадії складання проекту вентиляції потрібен аеродинамічний розрахунок повітроводів.

Зміст статті:

Повітряні маси, що рухаються по каналах вентиляційної системи, при проведенні розрахунків приймаються в якості нестисливої ​​рідини. І подібне цілком допускається, бо занадто великий тиск в повітроводах не утворюється. По суті, тиск утворюється в результаті тертя повітря об стінки каналів, а ще при появі опорів локального характеру (до таких можна віднести його - тиску - скачки на місцях зміни напрямку, при з'єднанні / роз'єднання повітряних потоків, на ділянках, де встановлені регулюючі прилади або ж там, де змінюється діаметр вентиляційного каналу).

Зверніть увагу! У поняття аеродинамічного розрахунку входить визначення перетину кожного з ділянок мережі вентиляції, що забезпечують рух потоків повітря. Більш того, визначається також нагнітання, що утворюється внаслідок цих рухів.

Відповідно до багаторічним досвідом можна сміливо заявити, що часом деякі з даних показників під час проведення розрахунку вже відомі. Нижче наведені ситуації, які нерідко зустрічаються в подібного роду випадках.

1. Показник перетину поперечних каналів у вентиляційній системі вже відомий, потрібно визначити тиск, який може знадобитися для того, щоб потрібну кількість газу переміщалася. Це часто трапляється в тих магістралях кондиціонування, де розміри перетину були засновані на характеристиках технічного або ж архітектурного характеру.
2. Тиск ми вже знаємо, але потрібно визначити поперечний переріз мережі для забезпечення вентильованого приміщення необхідним обсягом кисню. Дана ситуація притаманна мереж природної вентиляції, в яких вже наявний напір неможливо змінити.
3. Невідомо ні про один з показників, отже, нам необхідно визначити і натиск в магістралі, і поперечний переріз. Така ситуація і зустрічається в більшості випадків в будівництві будинків.

Особливості аеродинамічних розрахунків

Ознайомимося із загальною методикою проведення такого роду розрахунків за умови, якщо і перетин, і тиск нам невідомі. Відразу обмовимося, що аеродинамічний розрахунок слід проводити виключно після того, як буде визначено необхідні обсяги повітряних мас (вони будуть проходити за системою повітряного кондиціонування) і спроектовано приблизне місце розташування кожного з повітроводів в мережі.

І щоб провести розрахунок, необхідно викреслити аксонометрическую схему, в якій буде присутній перелік всіх елементів мережі, а також їх точні габарити. Відповідно до плану вентиляційної системи розраховується сумарна довжина повітропроводів. Після цього всю систему слід розбити на відрізки з однорідними характеристиками, за якими (тільки окремо!) І буде визначено витрата повітря. Що характерно, для кожного з однорідних ділянок системи слід провести окремий аеродинамічний розрахунок повітроводів, тому що в кожному з них є своя швидкість переміщення повітряних потоків, а також перманентний витрата. Всі отримані показники необхідно внести в уже згадану вище аксонометрическую схему, а потім, як ви вже напевно здогадалися, необхідно вибрати головну магістраль.

Як визначити швидкість в вентиляційних каналах?

Як можна судити з усього, сказаного вище, в якості головної магістралі необхідно вибирати ту ланцюг послідовних відрізків мережі, яка є найдовшою; при цьому нумерація повинна починатися виключно з самого віддаленого ділянки. Що ж стосується параметрів кожного з ділянок (а до таких належить витрата повітря, довжина ділянки, його порядковий номер і ін.), То їх також слід занести в таблицю проведення розрахунків. Потім, коли з внесенням буде покінчено, підбирається форма поперечного перерізу і визначаються його - перетину - габарити.

А щоб розрахувати площа поперечного відрізка мережі вентиляції, необхідно використовувати наведену нижче формулу розрахунків:

LP / VT = FP.

Що означають ці абревіатури? Спробуємо розібратися. Отже, в нашій формулі:

• LP - це конкретний витрата повітря на обраному ділянці;
• VT - це швидкість, з якою повітряні маси по цій ділянці рухаються (вимірюється в метрах за секунду);
• FP - це і є потрібна нам площа поперечного перерізу каналу.

Що характерно, під час визначення швидкості руху необхідно керуватися, в першу чергу, міркуваннями економії і шумності всієї вентиляційної мережі.

Зверніть увагу! За отриманим таким чином показнику (мова йде про поперечному перерізі) необхідно підібрати повітропровід зі стандартними величинами, а фактичне його перетин (позначається абревіатурою Fф) має бути максимально близьким до розрахованим раніше.

Йдемо далі. Орієнтуючись на фактичну площу, необхідно визначити, з якою швидкістю повітряні маси повинні переміщатися по обраній ділянці. Для цього слід використовувати наступну формулу:

LP / Fф = VФ.

Отримавши показник необхідної швидкості, необхідно розрахувати, наскільки буде зменшуватися тиск в системі внаслідок тертя об стінки каналів (для цього необхідно використовувати спеціальну таблицю). Що ж стосується локального опору для кожного з ділянок, то їх слід розраховувати окремо, після чого підсумовувати в загальний показник. Потім, підсумувавши локальний опір і втрати через тертя, можна отримати загальний показник втрат в системі кондиціонування повітря. Надалі це значення буде використовуватися для того, щоб обчислити необхідну кількість газових мас в каналах вентиляції.

Повітряно-опалювальний агрегат

Раніше ми розповідали про те що з себе представляє повітряно-опалювальний агрегат, говорили про його приемуществах і сферах застосування, на додаток до цієї статті радимо вам ознайомиться з даною інформацією читайте про це тут

Як розрахувати тиск у вентиляційній мережі

Для того щоб визначити передбачуване тиск для кожної окремої ділянки, необхідно скористатися наведеною нижче формулою:

Н х g (РН - РВ) = DPE.

Тепер спробуємо розібратися, що позначає кожна з цих абревіатур. Отже:

• Н в даному випадку позначає різницю в оцінках шахтного гирла і забірної решітки;
• РВ і РН - це показник щільності газу, як зовні, так і зсередини вентиляційної мережі, відповідно (вимірюється в кілограмах на кубічний метр);
• нарешті, DPE - це показник того, яким має бути природне располагаемое тиск.

Продовжуємо розбирати аеродинамічний розрахунок повітроводів. Для визначення внутрішньої і зовнішньої щільності необхідно скористатися довідковою таблицею, при цьому повинен бути врахований і температурний показник всередині / зовні. Як правило, стандартна температура зовні приймається як плюс 5 градусів, причому незалежно від того, в якому конкретному регіоні країни плануються будівельні роботи. А якщо температура зовні буде нижчою, то в результаті збільшиться нагнітання в вентиляційну систему, через що, в свою чергу, обсяги надходять повітряних мас будуть перевищені. А якщо температура зовні, навпаки, буде вищою, то тиск в магістралі через це знизиться, хоча дану неприємність, до слова, цілком можна компенсувати за допомогою відкривання кватирок / вікон.

Що ж стосується головного завдання будь-якого описуваного розрахунку, то вона полягає у виборі таких повітропроводів, де втрати на відрізках (мова йде про значення? (R * l *? + Z)) будуть нижче поточного показника DPE або, як варіант, хоча б дорівнювати йому. Для більшої наочності наведемо описаний вище момент у вигляді невеликої формули:

DPE? ? (R * l *? + Z).

Тепер більш детально розглянемо, що позначають використані в даній формулі абревіатури. Почнемо з кінця:

• Z в даному випадку - це показник, що означає зниження швидкості руху повітря внаслідок місцевого опору;
• ? - це значення, точніше, коефіцієнт того, яка шорсткість стінок в магістралі;
• l - ще одне просте значення, яке позначає довжину обраної ділянки (вимірюється в метрах);
• нарешті, R - це показник втрат на тертя (вимірюється в паскалях на один метр).

Що ж, з цим розібралися, тепер ще з'ясуємо трохи про показник шорсткості (тобто?). Цей показник залежить тільки від того, які матеріали були використані при виготовленні каналів. Варто відзначити, що швидкість переміщення повітря також може бути різною, тому слід враховувати і цей показник.

Швидкість - 0,4 метра за секунду

У такому випадку показник шорсткості буде наступним:

• у штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,48;
• у шлакогіпса - близько 1,08;
• у звичайного цегли - 1,25;
• а у шлакобетону, відповідно, 1,11.

З цим все зрозуміло, йдемо далі.

Швидкість - 0,8 метра за секунду

Тут описуються показники будуть виглядати наступним чином:

• для штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,69;
• для шлакогіпса - 1,13;
• для звичайного цегли - 1,40;
• нарешті, для шлакобетону - 1,19.

Трохи збільшимо швидкість повітряних мас.

Швидкість - 1,20 метра за секунду

Для цього значення показники шорсткості будуть такими:

• у штукатурки із застосуванням армуючої сітки - 1,84;
• у шлакогіпса - 1,18;
• у звичайного цегли - 1,50;
• і, отже, у шлакобетону - десь 1,31.

І останній показник швидкості.

Швидкість - 1,60 метра за секунду

Тут ситуація буде виглядати наступним чином:

• для штукатурки із застосуванням армуючої сітки шорсткість становитиме 1,95;
• для шлакогіпса - 1,22;
• для звичайного цегли - 1,58;
• і, нарешті, для шлакобетону - 1,31.

Зверніть увагу! З шорсткістю розібралися, але варто відзначити ще один важливий момент: при цьому бажано враховувати і незначний запас, що коливається в межах десяти-п'ятнадцяти відсотків.

Розбираємося з загальним вентиляційним розрахунком

Виробляючи аеродинамічний розрахунок повітроводів, ви зобов'язані враховувати всі характеристики шахти вентиляції (ці характеристики наведені нижче у вигляді списку).

1. Динамічне тиск (для його визначення використовується формула - DPE? / 2 = Р).
2. Витрата повітряних мас (він позначається буквою L і вимірюється в метрах кубічних за годину).
3. Втрати тиску в результаті тертя повітря про внутрішні стінки (позначаються літерою R, вимірюються в паскалях на метр).
4. Діаметр воздуховодов (для розрахунку даного показника використовується наступна формула: 2 * а * b / (а + b); в цій формула значення а, b є розмірами перетину каналів і вимірюються в міліметрах).
5. Нарешті, швидкість - це V, вимірюється в метрах за секунду, про що ми вже згадували раніше.

>

Що ж стосується безпосередньо послідовності дій при обчисленні, то вона повинна виглядати приблизно так.

Крок перший. Спочатку слід визначити необхідну площу каналу, для чого використовується наведена нижче формула:

I / (3600xVpek) = F.

Розбираємося зі значеннями:

• F в даному випадку - це, зрозуміло, площа, яка вимірюється в квадратних метрах;
• Vpek - це не спричинить бажана швидкість руху повітря, яка вимірюється в метрах за секунду (для каналів транслюється швидкість в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт - близько 1,5 метра).

Крок другий. Далі необхідно підібрати стандартне перетин, яке було б максимально наближеним до показника F.

Крок третій. Наступним кроком вважається визначення відповідного діаметру воздуховода (позначається літерою d).

Крок четвертий. Потім визначаються інші показники: тиск (позначається як Р), швидкість руху (скорочено V) і, отже, зменшення (скорочено R). Для цього необхідно використовувати номограми згідно d і L, а також відповідні таблиці коефіцієнтів.

Крок п'ятий. Використовуючи вже інші таблиці коефіцієнтів (мова йде про показники місцевого опору), потрібно визначити, наскільки зменшиться вплив повітря внаслідок локального опору Z.

Крок шостий. На останньому етапі розрахунків потрібно визначити загальні втрати на кожному окремому відрізку вентиляційної магістралі.

Зверніть увагу на один важливий момент! Так, якщо загальні втрати нижче вже наявного тиску, то таку систему вентиляції цілком можна вважати ефективною. А ось якщо втрати перевищують показник тиску, то може знадобитися установка спеціальної дросельної діафрагми у вентиляційній системі. Завдяки цій діафрагмі буде гаситися надлишковий напір.

Також відзначимо, що якщо вентиляційна система розраховується на обслуговування відразу декількох приміщень, для яких тиск повітря має бути різним, то під час проведення розрахунків потрібно враховувати і показник розрядження або підпору, яке необхідно додати до загального показника втрат.

Відео - Як проводити розрахунки за допомогою програми «Вікс-СТУДІЯ»

Аеродинамічний розрахунок повітроводів вважається обов'язковою процедурою, важливою складовою планування вентиляційних систем. Завдяки даному розрахунку можна дізнатися, наскільки ефективно вентилюються приміщення при тому чи іншому перетині каналів. А ефективне функціонування вентиляції, в свою чергу, забезпечує максимальний комфорт вашого проживання в будинку.

Приклад проведення розрахунків. Умови в даному випадку такі: будівля адміністративного характеру, має три поверхи.

Вам може сподобатися