Уделяя комфорту в доме должное внимание, согласитесь, что качество воздуха должно быть одним из главных приоритетов. Свежий воздух благоприятно влияет на здоровье и мыслительную деятельность. В комнате с приятным ароматом не стыдно принимать гостей. Проветривать каждое помещение десять раз в день – непростая задача, верно?
Выбор вентилятора и прежде всего его давления оказывают существенное влияние на результат. Перед тем как установить давление вентилятора, необходимо изучить некоторые физические параметры. Информацию об этом можно найти в нашей статье.
Изучив наш материал, вы освоите формулы и узнаете виды давления в вентиляции. Мы предоставили сведения о полном напоре вентилятора и двух методах его измерения. В результате вы сможете самостоятельно измерять все необходимые параметры.
Давление в вентиляционной системе
Чтобы вентиляцияДля достижения эффективности системы важно верно выбрать давление вентилятора. Существуют два способа самостоятельного измерения напора: первый — прямое измерение давления в различных точках, второй — расчет двух видов давления из трех имеющихся, что позволяет определить неизвестное значение.
Давление, также называемое напором, может быть статическим, динамическим (скоростным) или полным. По последнему параметру различают три группы вентиляторов.
Первая категория включает приборы с напором менее 1 кПа. Вторая группа — от 1 до 3 кПа и выше. Третья — более 3—12 кПа. В домах применяют устройства первой и второй категории.
Технические документы к вентиляторам содержат информацию об аэродинамических характеристиках, таких как полное и статическое давление при заданной производительности. В эксплуатации параметры, указанные изготовителем, могут отличаться от реальных вследствие особенностей конструкций вентиляционных систем.
Международные и государственные нормы работают над повышением точности измерений в лабораториях.
В России для определения напора воздуха, создаваемого вентилятором, чаще всего применяются методы А и С. При этих методах напор воздуха вычисляется косвенно по установленной производительности. В различных методиках в площадь выхода может включаться или не включаться втулка рабочего колеса.
Формулы для расчета напора вентилятора
Напор — это отношение действующих сил к площади их действия. Для воздуховодов это воздух и сечение канала.
Распределение потока в канале неравномерно, а его движение не проходит под прямым углом к поперечному сечению. Для определения точного напора требуется измерение средней величины по нескольким точкам как на входе, так и на выходе вентилирующего прибора.
Для вычисления полной величины давления вентилятора используется следующая формула. Pп = Pп (вых.) — Pп (вх.), где:
- Pп (вых.) — полное давление на выходе из устройства;
- Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.
Для расчета статического давления вентилятора применяется чуть модифицированная формула.
Ее записывают как Рст = Рст (вых.) — Pп (вх.), где:
- Рст (вых.) — статическое давление на выходе из устройства;
- Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.
Статический напор не показывает требуемое количество энергии для передачи в систему и выступает дополнительным параметром для определения полного давления. Полное давление является главным показателем. критерий при выборе вентилятораПотери энергии в системе проявляются в снижении полного напора как в домашних, так и в промышленных установках.
Статическое давление внутри канала вентиляции определяют по разнице между статическим давлением на входе и выходе вентиляции. Рст = Pст 0 — Рст 1. Это второстепенный параметр.
Правильно подобранное устройство вентиляции учитывает такие детали:
- подсчет расхода воздуха в системе (м³/с);
- Выбор устройства по результатам этого расчёта.
- Скорость воздуха на выходе, определённая для заданного вентилятора (м/с).
- расчет Pп устройства;
- Измерение статического и динамического давлений для сопоставления с полным.
Место замера напора устанавливается с учетом гидравлического диаметра воздуховода, который вычисляется по следующей формуле: D = 4F / ППлощадь поперечного сечения трубы обозначается буквой F, а ее периметр — буквой П. Место замера на входе и выходе определяют расстоянием, измеряемым в единицах D.
Как вычислить давление в вентиляции?
Измеряют полный напор на входе в поперечном сечении вентиляционного канала, расположенного на расстоянии двух гидравлических диаметров (2D) воздуховода. Перед местом измерения целесообразно иметь прямой фрагмент воздуховода длиной от 4D с невозмущенным течением.
В реальности указанные требования нечасто реализуются, поэтому рядом с необходимым пунктом размещают устройство-хонейкомб для регулировки потока воздуха.
Затем в систему вентиляции устанавливают приемник полного давления в несколько точек сечения поочередно — не менее чем в три. Среднее значение вычисляют по полученным показаниям. У вентиляторов с открытым входом Pп (приемное давление) совпадает с давлении окружающей среды, а избыточный напор равен нулю.
Для определения силы потока воздуха можно измерить давление, вычислить скорость и сравнить её с площадью сечения. Чем быстрее воздух движется на единицу площади и чем больше сама эта площадь, тем эффективнее вентилятор.
Полный напор на выходе — сложное понятие. Поток воздуха разнороден и меняется в зависимости от режима работы и конструкции прибора. Наличие зон обратного движения воздуха затрудняет расчет напора и скорости.
Определить закономерность возникновения этого движения по времени невозможно. Разнородность течения составляет 7—10 D, однако с помощью выпрямляющих решеток его можно уменьшить.
Иногда возле выходного отверстия вентилирующего устройства располагается поворотное колено или отрывной диффузор. Это делает течение еще более неравномерным.
Тогда напор определяют следующим образом:
- Перед вентилятором сначала осматривают первое сечение, используя зонд. В нескольких точках определяют средний полный напор и производительность. Затем производительность сопоставляют с производительностью на входе.
- Выбирают следующее сечение — на ближайшем прямолинейном участке после выхода из вентилирующего прибора. От начала этого отрезка отмеряют 4—6 D, а при меньшей длине участка — сечение в самой удаленной точке. После этого зондом определяют производительность и средний полный напор.
Вычисляют полное давление на выходе, из среднего полного давления на дополнительном сечении вычитая расчетные потери на отрезке за вентилятор.
Затем оценивают эффективность на входе, а также на начальном и дополнительном участках выхода. Достоверными считаются значения на входе и одно из выходных показателей — максимально приближенное к первому.
Не всегда можно найти отрезок нужной длины. В таком случае выбирают сечение, разделяющее участок для замера на части с соотношением 3:1. Большая часть должна быть ближе к вентилятору. Замеры нельзя производить в диафрагмах, шиберах, отводах и других местах с возмущением воздуха.
Для крышных вентиляторов Pп измерения проводят только на входе, на выходе же определяется статическое давление. Скоростной поток воздуха после вентилятора практически исчезает.
Также предлагаем ознакомиться с нашим материалом об избрании. труб для вентиляции.
Особенности расчета напора
Измерение давления в воздушной среде затруднено из-за её быстро меняющихся параметров. Необходимо покупать электронные манометры с функцией усреднения результатов за единицу времени. При резких скачках напора (пульсации) полезны демпферы, которые сглаживают перепады.
Следует помнить такие закономерности:
- Полное давление складывается из статического и динамического давлений.
- Давление вентилятора должно соответствовать потерям давления в системе вентиляции.
Измерить давление на выходе несложно. Для этого применяют трубку для статического напора: один конец помещают в дифманометр, а другой направляют в сечение на выходе вентилятора. По статическому напору определяют скорость потока на выходе из вентилятора.
Динамический напор измеряют дифманометром с помощью трубок Пито — Прандтля. Одна трубка присоединяется к контакту для полного напора, другая — для статического. Результат измерения соответствует динамическому давлению.
Потери давления в воздуховоде определяются скоростью движения воздуха: чем быстрее воздух движется, тем больше сопротивление вентиляционной сети, и тем сильнее снижается напор.
Повышение скорости вращения вентилятора приводит к снижению статического напора и росту динамического напора, который изменяется пропорционально квадрату прироста воздушного потока. Общее давление останется неизменным.
При правильной подборке устройства динамический напор меняется прямо пропорционально квадрату расхода, а статический — обратно пропорционально. В таком случае расход воздуха и нагрузка двигателя будут расти незначительно.
Некоторые требования к электродвижку:
- Малый пусковой момент обусловлен тем, что мощность расхода изменяется пропорционально количеству оборотов, подаваемых на куб.
- большой запас;
- Полная нагрузка для снижения расходов.
Емкость вентилятора определяется полным напором, коэффициентом полезного действия и объемом воздуха. КПД и расход воздуха связаны с производительностью вентиляции.
При разработке проекта потребуется определить приоритеты, учитывать расходы, потерю полезной площади и шум.
Выводы и полезное видео по теме
Описание физических характеристик, необходимых для измерений.
Роль давления в вентиляционной сети:
Вентилятор представляет собой устройство с колесом и лопастями, являющееся ключевой частью систем вентиляции. Прибор механического типа воздействует на давление воздуха в системе и определяет её производительность.
Для расчета давления вентилятора необходимо разобраться со скоростью, расходом воздуха и мощностью. Понимание этих величин поможет лучше понять смысл измерений. Основной показатель — полный напор, измеряемый по схемам, которые мы привели.
Задавайте вопросы по статье в ее разделе для комментариев. Делитесь своими мыслями и опытом с другими. Ваши знания о проектировании систем вентиляции могут пригодиться кому-то из читателей.