Уделяя внимание комфорту дома, наверняка согласитесь: воздух должен быть на первом месте. Свежий воздух полезен для здоровья и мыслительных процессов. В комнате с приятным запахом не стыдно принимать гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — непростая задача, правда?
Выбор вентилятора обусловлен многими факторами, прежде всего – давлением. Определение же необходимого давления предполагает знакомство с физическими характеристиками. О них подробнее в нашей статье.
Наш материал поможет вам освоить формулы и виды давления в вентиляции. Вы узнаете о полном напоре вентилятора и двух методах его измерения. В результате вы сможете самостоятельно измерять все необходимые параметры.
Давление в вентиляционной системе
Чтобы вентиляция Для эффективности системы важно подобрать правильное давление вентилятора. Измерить напор можно двумя способами: первый — прямое измерение давления в разных точках, второй — вычисление двух видов давления из трёх известных величин для получения неизвестной.
Давление, называемое также напором, может быть статическим, динамическим (скоростным) или полным. По последнему показателю различают три категории вентиляторов.
К первому классу относятся приборы с давлением менее 1 кПа, ко второму — от 1 до 3 кПа, а к третьему — более 3—12 кПа. В жилых домах применяют устройства первой и второй категории.
В технических описаниях вентиляторов сообщают аэродинамические характеристики, такие как полное и статическое давление при заданной производительности. Однако в действительности заводские и фактические показатели могут отличаться из-за особенностей конструкции вентиляционных установок.
Международные и государственные нормативы стремятся повысить точность измерений в лабораториях.
В России чаще всего используют методы А и С, где напор воздуха после вентилятора вычисляют опосредованно, исходя из заданной производительности. Разные методики предусматривают включение или исключение площади выхода втулки рабочего колеса.
Формулы для расчета напора вентилятора
Напор — это отношение силы действия к площади её приложения. В контексте воздуховода имеем в виду поток воздуха и его поперечное сечение.
Распределение потока в канале неодинаковое, он не движется под прямым углом к поперечному сечению. Точный напор можно определить только, вычислив среднее значение по нескольким точкам как для входа, так и для выхода вентилирующего прибора.
Величина давления вентилятора вычисляется по формуле. 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 немного иная 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 указывает точное количество энергии для передачи системе, но дополняет данную информацию о полном давлении. Основным показателем является последнее значение. критерий при выборе вентилятораДля бытовых и производственных нужд. Уменьшение давления свидетельствует о потере энергии в системе.
Статическое давление внутри канала определяют по разнице между статическим давлением на входе и выходе системы вентиляции. Рст = Pст 0 — Рст 1. Это второстепенный параметр.
Выбор вентиляционного оборудования следует учитывать следующие детали:
- подсчет расхода воздуха в системе (м³/с);
- Выбор устройства по таким расчетам;
- Скорость потока воздуха, измеренная у выхода вентилятора, выраженная в метрах в секунду.
- расчет Pп устройства;
- Измерение статичного и динамического давлений для сравнения с общим.
Чтобы найти место для измерения давления, используют гидравлический диаметр воздуховода, который вычисляют по формуле: D = 4F / ПF представляет собой площадь сечения трубы, а П — её периметр. Расстояние для определения места замера на входе и выходе измеряют величиной D.
Как вычислить давление в вентиляции?
Полный напор измеряют на входе в поперечном сечении вентиляционного канала, расположенного в двух гидравлических диаметрах (2D) от воздуховода. Перед точкой измерения целесообразно иметь прямой участок воздуховода длиной 4D с ненарушенным потоком воздуха.
В реальности указанные условия редкие. Там, где требуется, устанавливают хонейкомб, регулирующий направление воздушного потока.
В систему вентиляции последовательно устанавливается приемник полного давления в несколько точек сечения – не менее трех. Среднее значение полученных данных считается итоговым результатом. Для вентиляторов с свободным входом Pп соответствует давлению окружающей среды, избыточный напор при этом равен нулю.
Чтобы оценить силу потока воздуха, сначала определяют скорость по давлению, а затем сравнивают ее с площадью сечения вентилятора. Чем выше скорость воздуха на единицу площади и чем больше сама эта площадь, тем эффективнее вентилятор.
Выходной поток характеризуется сложной структурой, зависящей от режимов работы и типа устройства. Наличие зон обратного перемещения воздуха усложняет расчет напора и скорости.
Установить закономерность по времени возникновения подобного движения невозможно. Разнородность течения составляет 7—10 Д, однако выпрямляющими решётками можно его уменьшить.
Порой у выхода из вентиляционного устройства устанавливают поворотное колено или отрывной диффузор, что делает поток ещё менее равномерным.
Измерение напора выполняется следующим методом:
- Зондом проверяют первое сечение за вентилятором, измеряя средний полный напор по нескольким точкам. Производительность после этого сравнивают с производительностью на входе.
- Затем выбирают дополнительное сечение — на ближайшем прямом участке после выхода из вентилирующего прибора. От начала этого фрагмента отмеряют 4—6 D, а если длина участка меньше, то выбирают сечение в самой отдаленной точке. После этого берут зонд и определяют производительность и средний полный напор.
Из среднего полного давления на дополнительном сечении вычитают расчетные потери на отрезке за вентилятором. Получают полное давление на выходе.
Сравнивают производительность на входе и на первом, а также на дополнительном сечениях на выходе.
В качестве правильных считаются показатель на входе и один из показателей на выходе — более приближенный к первому.
Может не оказаться прямолинейного отрезка нужной длины. В таком случае выбирают сечение, разделяющее участок для замера на части в соотношении 3 к 1. Большая из этих частей должна быть ближе к вентилятору. Замеры запрещено производить в диафрагмах, шиберах, отводах и других соединениях с возмущением воздуха.
Для крышных вентиляторов типа Pп скорость измеряют только на входе, а на выходе определяют статическую. После вентиляционного устройства скоростной поток практически полностью исчезает.
Рекомендуем ознакомиться с нашим материалом об этом вопросе. труб для вентиляции.
Особенности расчета напора
Измерение давления в атмосфере затруднено из-за часто меняющихся характеристик. Лучше приобретать электронные манометры с функцией усреднения показаний за определенный промежуток времени. При резких скачках напорного уровня (пульсации) необходимы демпферы, которые разглаживают колебания.
Следует помнить такие закономерности:
- Полное давление равно сумме статического и динамического давления.
- Давление, создаваемое вентилятором, должно компенсировать потери давления в системе вентиляции.
Измерить статическое давление на выходе просто. Для этого применяют трубку для статического напора: один конец помещают в дифманометр, а другой направляют в сечение на выходе из вентилятора. По статическому напору рассчитывают скорость потока на выходе из прибора.
Динамический напор также измеряют дифманометром. К его соединениям подключают трубки Пито — Прандтля: к одному контакту — для полного напора, к другому — для статического. Полученный результат будет равен динамическому давлению.
Потери давления в воздуховоде определяются изменением скорости потока воздуха: чем выше скорость, тем больше сопротивление в системе вентиляции, и тем сильнее напор уменьшается.
С повышением оборотов вентилятора статический напор снижается, а динамический увеличивается по закону квадратичной зависимости от роста объема проходящего воздуха. Общее давление остаётся неизменным.
При надлежащем выборе устройства динамический напор меняется пропорционально квадрату расхода, а статический — обратно пропорционально. В таком случае потребление воздуха и нагрузка на двигатель могут незначительно увеличиваться.
Некоторые требования к электродвижку:
- Малый пусковой момент обусловлен тем, что мощность расхода изменяется пропорционально количеству оборотов, подаваемых на кубик.
- большой запас;
- Высокоэффективная эксплуатация для оптимизации расходов.
Вентилятора мощь определяется полным напором, а также его эффективностью и объемом перемещаемого воздуха. Эффективность и объем воздуха связаны с пропускной способностью вентиляционной системы.
При разработке проекта необходимо будет определить приоритеты и учесть расходы, потерю жилой площади, уровень шума.
Выводы и полезное видео по теме
Перечень физических величин, необходимых для измерений.
Роль давления в вентиляционной сети:
Вентилятор представляет собой простое устройство в виде колеса с лопатками, которое одновременно является ключевой частью любой вентиляционной системы.
Для расчёта давления вентилятора определите скорость, расход воздуха и мощность. Понимание этих величин позволит глубже освоить суть измерений. Измерьте главный показатель — полный напор — согласно представленным схемам.
Задавайте вопросы по теме статьи в ее форме. Делитесь мнениями и опытом в комментариях, чтобы помочь другим читателям.