Если вы уделяете достаточно внимания комфорту в своем доме, вы, вероятно, согласитесь, что качество воздуха должно быть на первом месте. Свежий воздух полезен для здоровья и мысли. Не стыдно пригласить гостей в комнату, которая хорошо пахнет. Проветривать каждую комнату десять раз в день – непростая задача, не так ли?
Многое зависит от выбора вентилятора и, в первую очередь, от его давления. Но прежде чем вы сможете определить давление вентилятора, вам необходимо ознакомиться с некоторыми физическими параметрами. О них читайте в нашей статье.
Благодаря нашему материалу вы изучите формулы, узнаете виды давления в системе вентиляции. Мы предоставили вам информацию об общем напоре вентилятора и двух способах его измерения. В результате вы сможете самостоятельно измерить все параметры.
Давление в системе вентиляции
Чтобы вентиляция была эффективной, необходимо правильно подбирать давление вентилятора. Есть два варианта самостоятельного измерения давления. Первый метод – прямой, при котором давление измеряется в разных точках. Второй вариант – вычислить 2 типа давления из 3 и получить неизвестное значение.
Давление (бедра – голова) статическое, динамическое (на высокой скорости) и полное. По последнему показателю существует три категории болельщиков.
К первой относятся устройства с напором <1 кПа, ко вторым – от 1–3 кПа и выше, к третьему – более 3–12 кПа и выше. В жилых домах используются устройства первой и второй категорий.
Аэродинамические характеристики осевых вентиляторов на графике: Pv – полное давление, N – мощность, Q – расход воздуха, ƞ – КПД, u – скорость, n – частота вращения
В технической документации на вентилятор обычно указываются аэродинамические параметры, включая полное и статическое давление при определенном расходе. На практике «заводские» и реальные параметры часто не совпадают, и это связано с конструктивными особенностями систем вентиляции.
Существуют международные и национальные стандарты, направленные на повышение точности измерений в лабораторных условиях.
В России обычно используются методы А и С, в которых давление воздуха после вентилятора определяется косвенно, исходя из установленной мощности. В некоторых технологиях выходная зона включает или не включает в себя втулку рабочего колеса.
Формулы для расчета напора вентилятора
Голова – это соотношение между действующими силами и областью, на которую они направлены. В случае вентиляционного канала мы говорим о воздухе и секции.
Течение в канале неравномерное и не перпендикулярно поперечному сечению. Невозможно определить точную распространенность на основе измерения, необходимо будет искать среднее значение по нескольким точкам. Эту операцию необходимо проводить как на входе, так и на выходе вентиляционного устройства.
Осевые вентиляторы применяются отдельно и в воздуховодах, эффективно работают там, где необходимо передать большие массы воздуха при относительно низком давлении
Общее давление вентилятора определяется по формуле Pp = Pp (out) – Pp (in), где:
- Pп (out) – полное давление на выходе из устройства;
- Pп (дюймы) – полное давление на входе в устройство.
Для статического давления вентилятора формула немного отличается.
Он записывается как Pst = Pst (out) – Pp (in), где:
- Рst (out) – статическое давление на выходе из устройства;
- Pп (дюймы) – полное давление на входе в устройство.
Статический напор не отражает количество энергии, необходимое для передачи ее в систему, но действует как дополнительный параметр, благодаря которому можно узнать общее давление. Последний показатель – главный критерий при выборе вентилятора: как бытового, так и промышленного. Падение общего напора отражает потерю энергии в системе.
Статическое давление в вентиляционном канале получается из разницы статического давления на входе и выходе вентиляции: Pst = Pst 0 – Pst 1. Это второстепенный параметр.
Дизайнеры предоставляют параметры с минимальным засорением или без него – на изображении показано несоответствие статического давления одного и того же вентилятора в разных вентиляционных сетях
Правильный выбор вентиляционного устройства включает следующие нюансы:
- расчет расхода воздуха в системе (м³ / с);
- выбор устройства на основе этого расчета;
- определение скорости подачи для выбранного вентилятора (м / с);
- расчет устройства ПП;
- измерение статического и динамического напора по сравнению с общим напором.
Для расчета точек измерения давления руководствуются гидравлическим диаметром воздуховода. Он определяется по формуле: D = 4F / P. F – площадь поперечного сечения трубы, а P – ее периметр. Расстояние до точки измерения на входе и выходе измеряется числом D.
Как рассчитать давление вентиляции?
Общий напор на входе измеряется на участке вентиляционного канала, расположенном на расстоянии двух диаметров гидравлического канала (2D). В идеале перед местом измерения должен быть прямой участок трубопровода длиной 4D и беспрепятственный поток.
На практике вышеперечисленные условия редки, поэтому перед желаемым местом устанавливают соты, распрямляющие воздушный поток.
Затем в систему вентиляции вводится ресивер полного давления: в нескольких точках участка по очереди – не менее 3. По полученным значениям рассчитывается средний результат. Для вентиляторов без всасывания всасывание Pp соответствует давлению окружающей среды, а избыточное давление в этом случае равно нулю.
Схема ресивера полного давления: 1 – приемная труба, 2 – датчик давления, 3 – тормозная камера, 4 – опора, 5 – кольцевой канал, 6 – передняя кромка, 7 – входная решетка, 8 – нормализатор, 9 – регистратор выходного сигнала, α – угол при вершинах, h – глубина впадин
Если измеряется сильный воздушный поток, давление должно определять скорость, а затем сравнивать ее с размером поперечного сечения. Чем выше скорость на единицу площади и чем больше сама площадь, тем эффективнее вентилятор.
Полное давление на выходе – понятие сложное. Отлив имеет неоднородную структуру, которая также зависит от режима работы и типа устройства. У выходящего воздуха есть зоны обратного движения, что затрудняет расчет напора и скорости.
На момент появления этого движения установить закономерность не удастся. Неоднородность потока достигает 7-10 D, но показатель можно уменьшить, выпрямляя сетки.
Трубка Прандтля – это улучшенная версия трубки Пито: приемники выпускаются в 2-х вариантах – для скоростей ниже и выше 5 м / с
Иногда на выходе из вентиляционного устройства бывает поворотное колено или отрывной диффузор. В этом случае поток будет еще более неравномерным.
Затем напор измеряется в соответствии со следующим методом:
- Первый участок выбирается за вентилятором и сканируется зондом. Общий средний напор и производительность измеряются в нескольких точках. Последняя затем сравнивается с входными характеристиками.
- Кроме того, выбирается дополнительный участок, на ближайшем прямом участке после выхода из вентиляционного устройства. От начала такого фрагмента отмеряют 4-6 D, и если длина участка меньше, то выбирают участок в наиболее удаленной точке. Затем возьмите зонд и определите производительность и средний общий напор.
Потери, рассчитанные в секции после вентилятора, вычитаются из среднего общего давления в дополнительной секции. Получается полное давление на выходе.
Затем сравнивается производительность на входе, а также на первом и дополнительном участках на выходе. Индикатор входа следует считать правильным, а один из выходов – ближайшим значением.
Может не быть отрезка прямой нужной длины. Затем выберите поперечное сечение, которое разделяет измеряемую площадь на части в соотношении 3: 1. Ближе к вентилятору должна быть самая большая из этих частей. Запрещается производить измерения в диафрагмах, заслонках, вентиляционных отверстиях и других соединениях с нарушением воздушного потока.
Падения давления могут регистрироваться манометрами, манометрами по ГОСТ 2405-88 и дифференциальными манометрами по ГОСТ 18140-84 с классом точности 0,5-1,0
В случае крышных вентиляторов Pp измеряется только на входе, а статика определяется на выходе. Почти полностью пропадает скоростной поток после вентиляционного устройства.
Также рекомендуем ознакомиться с нашим материалом по выбору труб для вентиляции.
Особенности расчета давления
Измерение давления воздуха затруднено его быстро меняющимися параметрами. Манометры следует приобретать электронные с функцией усреднения результатов, полученных за единицу времени. Если давление резко поднимется (пульсирует), пригодятся амортизаторы, которые сглаживают перепады.
необходимо помнить о следующих моделях:
- общее давление складывается из статического и динамического;
- общий напор вентилятора должен быть равен потере давления в вентиляционной сети.
Статическое давление на выходе измерить просто. Для этого используют трубку для статического давления: один конец вставляют в манометр дифференциального давления, а другой направляют в участок на выходе из вентилятора. Статический напор используется для расчета расхода на выходе из вентиляционного устройства.
Динамический напор также измеряется манометром дифференциального давления. К его соединениям подключаются трубки Пито-Прандтля. На одном контакте – одна труба для полного давления, а на другом – для статического электричества. Результат будет равен динамическому давлению.
Чтобы узнать потери давления в воздуховоде, можно следить за динамикой потока: как только скорость воздуха увеличивается, сопротивление вентиляционной сети увеличивается. Из-за этого сопротивления теряется давление.
Анемометры и анемометры с термоанемометрами измеряют скорость потока в воздуховоде со значениями до 5 м / с и более, анемометр необходимо подбирать по ГОСТ 6376-74
По мере увеличения скорости вращения вентилятора статическое давление уменьшается, а динамическое давление увеличивается пропорционально квадрату увеличения воздушного потока. Общее давление не изменится.
При правильно подобранном устройстве динамический напор изменяется прямо пропорционально квадрату расхода, а статический напор изменяется обратно пропорционально. В этом случае количество используемого воздуха и нагрузка на электродвигатель, если они возрастут, незначительны.
Некоторые требования к электродвигателю:
- низкий пусковой крутящий момент – из-за того, что потребляемая мощность изменяется в соответствии с изменением количества оборотов, подводимых на куб;
- универмаг;
- работать на максимальной мощности для большей экономии.
Мощность вентилятора зависит от общего напора, КПД и расхода воздуха. Последние два показателя связаны с производительностью системы вентиляции.
На этапе проектирования вам нужно будет расставить приоритеты. Учитывайте затраты, потери полезного объема помещения, уровень шума.
Выводы и полезные видео по теме
Обзор физических показателей, необходимых для измерений:
Роль давления в вентиляционной сети:
Вентилятор представляет собой простую конструкцию в виде колеса с лопастями. В то же время это основная часть системы вентиляции. Механическое устройство влияет на давление в воздуховоде и определяет эффективность вентиляции.
Если вы хотите рассчитать давление вентилятора, учитывайте такие величины, как скорость, расход воздуха, мощность. У вас будет лучшее представление об измерениях. Основной индикатор измеряет полный напор по описанным нами схемам.
Если у вас есть вопросы, задавайте их в форме под статьей. Пишите комментарии и делитесь своими ценными знаниями с другими читателями. Возможно, у вас есть опыт проектирования систем вентиляции – он пригодится в чьей-то конкретной ситуации.
