Формула расчета объема воздуха по скорости потока: Расчёт скорости воздуха в воздуховоде

Содержание

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде — это задача по определению скорости воздуха при известных расходе и сечении воздуховода.

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде онлайн

Курс МП1 — расчет воздуховодов и воздухообмена

Для расчета скорости воздуха в воздуховоде онлайн рекомендуем воспользоваться представленным выше калькулятором. Исходными данными для расчета являются:

  • Расход воздуха
  • Сечение воздуховода (диаметр для круглых воздуховодов, ширина и высота для прямоугольных).

Важным отличием нашего калькулятора является тот факт, что в результате расчета вы узнаете не только фактическую скорость воздуха, но и падение давления на 1 метр длины — эта величина поможет вам определить аэродинамическое сопротивление вентиляционной сети.

Зачем выполнять расчёт скорости воздуха в воздуховоде

Задача расчёта скорости воздуха в воздуховоде обычно возникает при проверке проекта вентиляции, в котором указан расход и выбрано сечение воздуховода.

Цель расчёта — понять, правильно ли выбрано сечение воздуховода для данного расхода воздуха. Кроме того, скорость воздуха в воздуховоде должна быть указана на аксонометрической схеме системы вентиляции.

Формула расчёта скорости воздуха в воздуховоде

В общем случае скорость воздуха в воздуховоде определяется по формуле:

  • v = G/S, где G и S — соответственно, расход воздуха в воздуховоде и площадь его сечения.

При использовании этой формулы следует учитывать размерности расхода и площади. Чаще всего расход выражен в м3/час, а размеры воздуховода — в миллиметрах, то есть площадь сечения будет в мм2. Подстановка чисел в м3/час и ммнедопустима. Для получения скорости воздуха в м/с следует пересчитать расход воздуха в кубических метрах в секунду (м3/с), а площадь сечения в квадратных метрах (м2).

Пример расчёта скорости воздуха в воздуховоде

Например, для воздуховода 600×300 с расходом воздуха 2000 м3/час получим:

  1. Размеры воздуховода переводим в метры, имеем 0,6 и 0,3 м.
  2. Площадь сечения S = 0,6·0,3 = 0,18 м2
  3. Расход воздуха G = 2000 м3/час = 2000/3600 м3/с = 0,56 м3
  4. Скорость воздуха v = G/S = 0,56/0,18 = 3,1 м/с.

Рекомендуемая скорость воздуха в воздуховодах

Рекомендуемая скорость воздуха в воздуховодах составляет:

  • До 4 м/с — для общеобменных систем вентиляции с сечением воздуховодов до 600×600
  • До 6 м/с — для систем вентиляции с сечением воздуховодов более 600×600
  • До 10 м/с — для систем дымоудаления и специфических систем вентиляции.

Расчёт скорости воздуха в круглом воздуховоде

Формула расчёта скорости воздуха в воздуховоде может быть адаптирована для круглых воздуховодов с учётом привычных размерностей входящих в неё величин:

Например, для расхода воздуха 550 м3/час в воздуховоде диаметром 200 мм получим:

  • v = 354·550/2002 = 4,9 м/с

В общеобменных системах вентиляции не рекомендуется превышать скорость 4 м/с во избежание шума в воздуховодах и повышенного аэродинамического сопротивления. Поэтому в данном примере рекомендуется применить воздуховод диаметром 250 мм (v = 354·550/2502 = 3,1 м/с)

Расчёт скорости воздуха в прямоугольном воздуховоде

Для прямоугольного воздуховода формула расчёта скорости воздуха преображается следующим образом:

  • v = 278·G/(A·B), где G — расход воздуха в м3/час, A и B — стороны сечения воздуховода в миллиметрах.

Для вышеприведённого примера (2000 м3/час в воздуховоде 600×300) получим:

  • v = 278·2000/(600·300) = 3,1 м/с, как и было найдено выше.

Таблицы скорости воздуха

Для определения скорости воздуха в воздуховоде в ходе проверки проекта удобно пользоваться готовыми таблицами. Они составляются отдельно для круглых и прямоугольных воздуховодов. В них по вертикали указаны сечения воздуховодов, а в ячейках — расход воздуха. Искомая скорость указана в столбцах.

Ниже представлены таблицы скоростей воздуха для круглых и прямоугольных воздуховодов.

В качестве примера примем, что по круглому воздуховоду диаметром 200 мм прокачивается 420 м3/ч воздуха. По первой таблицы в строке с диаметром «200» находим ближайшие к 420 м3/ч расходы воздуха, то есть между ячейками 339 м3/ч и 452 м3/ч, что соответствует скорости воздуха 3 и 4 м/с соответственно. Так как 420 гораздо ближе к 452, чем к 339, то можно сделать вывод, что скорость воздуха — «почти 4 м/с». Это допустимая скорость для общеобменных систем вентиляции, значит, сечение воздуховода в проекте подобрано верно.

 

Калькулятор скорости воздушного потока для текстильных воздуховодов и диффузоров

Просто введите значения в соответствующие поля калькулятора скорости потока воздуха, выберите форму воздуховода, единицы измерения, после чего сразу увидите результат. Не важно, с чего вы начинаете — с ввода значений расхода воздуха в воздуховодах (объема расходуемого воздуха по скорости потока), параметра размера А или величины скорости, — результаты будут получены немедленно. Для выбора оптимального решения вы можете сравнить значения, полученные для воздуховодов с разными сечениями. Для удобства пользователей калькулятор может работать в метрической и дюймовой системах. Цвет шкалы скоростей сигнализирует о допустимости расчетной скорости. Красный цвет означает недопустимую скорость, оранжевый — отмечает зону риска, а зеленый цвет обозначает подходящую скорость воздушного потока. Синий цвет указывает на слишком большой выбранный размер.


Определение расчета движения воздушного потока – принципиальная задача для настройки и оптимизации системы воздуховодов. Для правильного расчета необходимо знать точный расход водораспределителя, а также его сечение. Определить скорость воздуха вы можете легко и быстро, воспользовавшись калькулятором Prihoda.

Расчет скорости воздуха – зачем?

Знать показатель скорости воздуха необходимо для проектирования и качественной проверки вентиляционной сети. Он также поможет определить правильность выбора сечения диффузора для заданного воздушного расхода. Этот параметр обязан быть прописан в аксонометрической схеме вентиляции.

При правильном вводе исходных данных вы сможете рассчитать скорость, а также падение давления на метр длины. Последний параметр является важной составляющей для вычисления аэродинамического сопротивления вентиляции.

Калькулятор скорости воздуха Prihoda

Рассчитать точную скорость движения воздуха можно с помощью онлайн-калькулятора компании Prihoda. Приложение специально разработано для вычисления скорости и поможет определить необходимый параметр точно, быстро и без дополнительных действий. Для того чтобы воспользоваться калькулятором, потребуется ввести следующие параметры воздуха:

·         точное значение расхода воздуха;

·         тип сечения воздушного диффузора: диаметр (для круглых), высота/ширина (для прямоугольных).

Преимуществом нашего онлайн-калькулятора является особенность расчета, при которой он определяет уровень падения давления на 1 метр длины, который потребуется вам при дальнейших проверках вентиляционной системы.

Формула самостоятельного расчета

При необходимости вы можете рассчитать скорость воздушного потока самостоятельно, воспользовавшись следующей формулой:

·         v = G\S (G – показатель воздушного расхода, S – площадь сечения).

При вычислении важно учесть размерности площади и расхода. Как правило, расход выражается в кубических метрах в час (м

3 \час), тогда как площадь сечения – в квадратных миллиметрах (мм2). Подстановка цифр под параметры м3 \час) и ммне даст желаемых результатов. Поэтому для финального расчета потребуется пересчет воздушный расход в кубических метрах, а площадь в метрах в квадрате.

Пример правильного расчета

Для вычисления скорости воздушного потока в классическом воздухораспределителе 600х300, при воздушном расходе 2000 м3 \час, расчет осуществляется следующим образом:

1.       Перевод габаритов воздухораспределителя в метры – 0,6\0,3м.

2.       Определения площади сечения – S = 0,6×0,3 = 0,18м2.

3.       Вычисление воздушного расхода – G = 2000м3 \час x 2000\3600м3 \с = 0,56м3 \c.

4.       Определение скорости – v = G\S = 0,56\0,18 = 3,1м\с.

Стоит отметить, что рекомендуемые параметры скорости воздушного потока отличаются и зависят от сечения воздухораспределителя. Так, для стандартных вентиляционных систем 600х600 скорость воздуха должна быть не больше 4м\с, при большем параметре сечения – от 6м\с, для нестандартных систем дымоудаления – не более 10м\с.

Нюансы при расчете

При вычислении скорости движения воздушного потока принципиальным является тип сечения воздухораспределителя, ведь именно от него будет зависеть результат конечного расчета. Как правило, формула расчета адаптируется при расчетах для воздуховода круглого сечения, учитывая ее величину:

·         v = 354xG\D (G – воздушный расход, D – диаметр сечения в мм.

При расчетах скорости для воздуховода прямоугольного типа сечения формула адаптируется и выглядит следующим образом:

·         v = 278xG\(AxB) (G – воздушный расход, А\В – стороны сечения диффузора в мм).

Для более точного определения параметра скорости воздушного потока, рекомендуем воспользоваться онлайн калькулятором Prihoda, который осуществляет все расчеты автоматически.


Формула расчета объёма воздуха по скорости потока

Винтовые компрессоры Поршневые компрессоры Турбокомпрессоры. Фильтрация сжатого воздуха Осушение сжатого воздуха Отвод и обработка конденсата. Генераторы азота Генераторы кислорода. Компендиум Калькуляторы Форум. Знаете ли Вы, что


Поиск данных по Вашему запросу:

]]>

Базы онлайн-проектов:

Данные с выставок и семинаров:

Данные из реестров:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЭКСПЕРИМЕНТ – Вентиляторный блок с промежуточным объемом

Нормы скорости воздуха в воздуховодах, алгоритм проведения расчета и измерение параметров


Иногда возникает необходимость узнать потребление сжатого воздуха оборудованием в уже имеющейся компрессорной сети. Конечно, для этого существуют специальные приборы – расходомеры, однако, при недоступности расходомера или по иным причинам иногда требуется прибегнуть к чисто математическим способам определения объемного расхода. Ниже мы расскажем о двух таких способах – они не дадут высокоточного результата, но, зато, чрезвычайно просты как для понимания, так и в применении, и не требуют никаких специальных приборов или инструментов.

Кстати отметим, что точно такими же способами, с использованием этих же формул, можно определять и объем утечек сжатого воздуха – ибо принципиально и полезное потребление сжатого воздуха, и утечки – это одно и то же. Метод расчета потребления сжатого воздуха через опорожнение ресивера очень прост как для понимания, так и в применении, и заключается в следующем: компрессор выключается или иным способом отключается от линии сжатого воздуха, к которой подключено потребляющее сжатый воздух оборудование.

Предполагается, что известен объем ресивера и компрессорной сети в целом поэтому, этот способ замера расхода не даст точного результата, если сеть сжатого воздуха слишком велика по объему, и если этот объем плохо поддается учету. Включается потребляющее сжатый воздух оборудование, и засекается как момент включения, так и давление в сети сжатого воздуха обычно, по манометру на ресивере на этот момент.

Через некоторое время, давление фиксируется повторно, вместе с прошедшим с первого замера временем. Полученные данные, то есть давление на время начала и на время окончания измерений, продолжительность измерений, а также объем воздушного ресивера, закладываются в формулу ниже.

Для удобства посетителей нашего сайта, мы сделали и калькулятор, которым можно воспользоваться для автоматического расчета по нижеприведенной формуле. На момент начала замера, давление по манометру ресивера составляло 8 бар. Очевидно, что метод математического расчета расхода сжатого воздуха через скорость падения давления в компрессорной сети в ресивере будет давать более точный результат при большом, но, при этом, точно известном что подразумевает обычно большой ресивер и немного труб , объеме сети сжатого воздуха, и небольшом, по отношению к объему сети, потреблении сжатого воздуха.

Такое соотношение позволит продлить период замера, снизив значение ошибок в учете времени. Напротив, в тех случаях, когда разбор сжатого воздуха настолько велик, что точно засечь время снижения давления в ресивере с p max до p min не представляется возможным, этот метод вряд ли будет полезен.

Также, должна быть известна, с возможно высокой точностью, производительность компрессора. Этот способ нельзя использовать с поршневыми компрессорами, а также с винтовыми и прочими компрессорами с переменной производительностью.

Однако, его преимуществом является практически неограниченная продолжительность проведения измерений, позволяющая получить довольно высокую точность результата. В отличие от метода расчета разбора сжатого воздуха по скорости падения давления, при использовании метода подсчета времени работы компрессора компрессор должен быть подключен к сети сжатого воздуха, и должен работать.

В начале проведения измерений нужно отметить показания счетчиков общей наработки и наработки под нагрузкой компрессора. Затем, потребители включаются и начинают разбирать сжатый воздух, а компрессор включается, чтобы восполнить вызванное этим падение давления.

Набрав p max , компрессор переходит на холостой ход. Чем дольше будет период учета времени, тем точнее, в общем случае, будет результат.

При окончании периода учета, следует записать как общее время наработки компрессора если компрессор, как он и должен был, работал без остановок, то это время соответствует времени проведения замера , так и время, которое он за этот период находился в режиме работы под нагрузкой то есть производил сжатый воздух.

Полученные данные следует ввести в формулу:. Добавим, что при помощи обоих вышеописанных способов можно рассчитать и объем утечек сжатого воздуха. Сами расчетные формулы, разумеется, остаются без изменений. Давление в ресивере падает – считаем, с какой скоростью.

Формула расчета имеющегося расхода потребления через скорость падения давления. Формула расчета разбора сжатого воздуха через время работы компрессора. Контактная информация. Полезная информация. Определение потребления сжатого воздуха через опорожнение ресивера падение давления Метод расчета потребления сжатого воздуха через опорожнение ресивера очень прост как для понимания, так и в применении, и заключается в следующем: компрессор выключается или иным способом отключается от линии сжатого воздуха, к которой подключено потребляющее сжатый воздух оборудование.

Формула расчета имеющегося расхода потребления через скорость падения давления Объем ресивера V R. Контактная информация Полезная информация.


Как посчитать объем воздуха в воздуховоде. Рекомендуемая скорость воздуха в воздуховодах по снип

Согласно санитарным нормам, система вентиляции должна обеспечивать замену воздуха в помещении за один час, это значит что за час в помещение должен поступить и удалиться из него объём воздуха, равный объёму помещения. Поэтому первым шагом мы считаем этот объём, перемножив площадь помещения на высоту потолков. Если у вас допустим помещение площадью 40 м2 с высотой потолков 2. Это минимальный расход, я рекомендую вдвое больше. Ищете вентилятор с такой производительностью, а лучше ещё больше, потому что производительность указывается при условии отсутствия противодавления, а когда вы поставите в приточную систему фильтр, противодавление появится и уменьшит производительность. Если у вас есть анемометр, то зная эти цифры вы можете проверить производительность системы вентиляции. Далее, допустим вы хотите поставить в приточный канал нагреватель.

аэродинамический расчет, заключающийся в выборе диаметров скорости движения воздушного потока в воздуховоде (ω0, м/с): . Минимально необходимый объем отводимого воздуха (L) и длина каждого.

Энергосберегающая вентиляция, кондиционирование и отопление

Атмосферный воздух Расчёт объема газовоздушной смеси Обсуждение методических документом и рекомендаций Модератор: Raccoon. Мнения и комментарии, размещенные во всех форумах являются личными и не обязательно отражают мнение администрации форума “Экология и безопасность в техномире”. Администрация форума “Экология и безопасность в техномире” не несет отвественности за любые действия, советы и сообщения пользователей и гостей форума “Экология и безопасность в техномире”, которые могут принести ущерб или убытки другим пользователям форума “Экология и безопасность в техномире”. Кроме этого, Администрация форума “Экология и безопасность в техномире” не может быть связана и нести отвественность за материалы и содержимое других сайтов, на которые размещены ссылки с форума “Экология и безопасность в техномире”. Экология и безопасность в техномире Помни о прошлом, думай о будущем! Расчёт объема газовоздушной смеси Обсуждение методических документом и рекомендаций. Эти самые н. С приветом один из альфа-обезьян и пусть не первый, зато уууммый, пусть по крайней мере на вид.

Расчет систем вентиляции

Иногда возникает необходимость узнать потребление сжатого воздуха оборудованием в уже имеющейся компрессорной сети. Конечно, для этого существуют специальные приборы – расходомеры, однако, при недоступности расходомера или по иным причинам иногда требуется прибегнуть к чисто математическим способам определения объемного расхода. Ниже мы расскажем о двух таких способах – они не дадут высокоточного результата, но, зато, чрезвычайно просты как для понимания, так и в применении, и не требуют никаких специальных приборов или инструментов. Кстати отметим, что точно такими же способами, с использованием этих же формул, можно определять и объем утечек сжатого воздуха – ибо принципиально и полезное потребление сжатого воздуха, и утечки – это одно и то же. Метод расчета потребления сжатого воздуха через опорожнение ресивера очень прост как для понимания, так и в применении, и заключается в следующем: компрессор выключается или иным способом отключается от линии сжатого воздуха, к которой подключено потребляющее сжатый воздух оборудование.

В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей.

Вы точно человек?

Точный расчет параметров теплогенератора достаточно сложен и основан на допустимых уровнях предельной концентрации отравляющих веществ ПДК , составах растворителей и их количественном соотношении в лакокрасочных материалах, а также с учетом метода нанесения лакокрасочного покрытия и размеров окрасочной кабины. Здесь мы дадим некоторые рекомендации для упрощенного определению требуемой производительности вентиляторов и тепловой мощности агрегатных групп в зависимости от распространенных норм скорости движения воздушного потока в рабочей зоне маляра, схем воздухооборота в камере и габаритных размеров окрасочной кабины. Существуют определенные формулы расчета, полученные эмпирическим путем и проверенные многолетней практикой эксплуатации окрасочно-сушильных камер. Указанные скорости потоков воздуха при равномерном движении воздушного потока во всем сечении окрасочной кабины гарантированно обеспечивают комфортные и безопасные условия работы маляра, а также нормальные условия для нанесения лакокрасочного материала на поверхность изделия. При выборе этого параметра следует учитывать следующие факторы:.

Расчет расхода воздуха в воздуховоде по сечению и скорости

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП Скорость воздуха в воздуховоде должна обеспечивать выполнение существующих норм. Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока? В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления. Уровень вибрации в помещении Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация.

Объем конверсии калькулятор Рассчитать объем прямоугольник или квадрат комната . Мэннинг уравнение калькулятор – Расчет скорости потока . Vent портирован сабвуфера окно калькулятора – Рассчитать воздуха по.

Расчет скорости воздуха

Трубопроводы для транспортировки различных жидкостей являются неотъемлемой частью агрегатов и установок, в которых осуществляются рабочие процессы, относящиеся к различным областям применения. При выборе труб и конфигурации трубопровода большое значение имеет стоимость как самих труб, так и трубопроводной арматуры. Конечная стоимость перекачки среды по трубопроводу во многом определяется размерами труб диаметр и длина. Расчет этих величин осуществляется с помощью специально разработанных формул, специфичных для определенных видов эксплуатации.

Микроклимат, обеспеченный системами вентиляции в жилом или производственном помещении, влияет на самочувствие и работоспособность людей. Для создания комфортных условий жизнедеятельности разработаны нормы, определяющие состав воздуха. Постараемся разобраться, какой должна быть скорость воздуха в воздуховоде, чтобы он всегда оставался свежим и отвечал гигиеническим нормам. По строительным и гигиеническим нормам, каждый жилой или производственный объект необходимо обеспечить системой вентиляции. Главное ее назначение — сохранение воздушного баланса, создание благоприятного для работы и отдыха микроклимата.

Это самый простой расчет. В случае жилого помещения можно ориентироваться на то, в каком помещении сколько времени проводят жильцы.

Способы расчета воздухообмена. Общие требования к системам вентиляции. Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, то есть необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений. Нормы воздухообмена различного типа помещений определяется согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений СНиП 31—, СНиП 2. В нормативных документах четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться.

Расход Q и средняя скорость V течения потока трубе круглого сечения диаметром D связаны зависимостью:. Для проведения вычислений в автоматическом режиме выберите подходящую форму расчет расхода или расчет скорости и укажите в соответствующих полях известные величины. Для расчета расхода нужно в соответствующих полях указать расход жидкости и диаметр сечения трубы.


Расчет скорости воздуха в воздуховоде: инструкция, формулы, таблица

Для определения внешних размеров воздуховодов нужно знать величину их поперечного сечения, которая высчитывается в зависимости от расхода воздуха в канале и скорости его движения. Расчет и подбор оптимальной скорости на каждом участке оказывает непосредственное влияние на правильную работу всей вентиляционной системы. Расчетные значения скорости после монтажа и пуска сети воздухопроводов проверяют с помощью измерений специальными приборами.

Воздуховод – это система труб из различных материалов, которые установлены в помещениях для разделения и распределения воздуха по ним и вытяжки воздуха из них.

Исходная информация для просчета

Всю вентиляционную систему раскладывают на отдельные участки и на каждом из них определяют оптимальную скорость воздушной смеси. Признак, по которому отличают один участок от другого, это количество воздуха (расход). Если данная величина неизменна, то раскладывать вентиляционную сеть трубопроводов на участки не требуется. Суть расчета сводится к следующему:

Расчет воздуховодов для равномерной раздачи воздуха.

  1. Определить расчетное значение скорости потока.
  2. Вычислить размеры воздуховодов круглой или прямоугольной формы, сравнить их с нормируемыми размерами по СНиП.
  3. Если габариты отличаются от нормируемых, взять ближайшее в ряду нормативное значение и произвести вычисления в обратном порядке для определения реальной скорости движения воздушных потоков.

Нормативный ряд диаметров в миллиметрах круглых каналов представлен в таблице:

50 58 63 71 80 90 100 110 125 140 160 180
200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710
800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000 2240 2500 2800

Нормативные требования к воздухопроводам прямоугольной формы несколько проще: соотношение высоты и ширины сторон канала не должно быть больше чем 6:3. На практике это означает, что нельзя изготавливать слишком узкие трубопроводы при большой ширине, такие как 700х100 мм. Такой канал будет иметь очень высокое сопротивление, а при его работе допустимый уровень шума будет превышен, поскольку слишком широкая часть начнет вибрировать от воздействия на нее воздушного потока изнутри. В этом случае соотношение будет равно 7, что не соответствует нормам, а канал 600х100 мм с соотношением сторон 6 нормативами допускается. Но даже в этом случае широкую сторону необходимо ужесточить, особенно при высокой скорости воздушных масс. Для этого на ней выполняют зиги либо диагональные перегибы с определенным шагом.

Вернуться к оглавлению

Инструкция по выполнению вычислений

Формула определения воздухообмена по кратности.

Формула, применяемая для расчета скорости воздушного потока в трубопроводе, связывает между собой расход воздуха на данном участке (L, куб.м/ч), размер поперечного сечения канала (F, кв.м) и значение самой скорости (V, м/с):

L=3600xFxV.

Значение количества воздушной смеси выражается в куб.м за 1 час, а скорость – в метрах за секунду, поэтому в формуле присутствует цифра 3600 для увязки временных величин, как известно, 1 час – это 3600 секунд. Для расчета скорости потока формула выглядит так:

V=L/3600xF.

Размеры сечения трубопровода для воздуха вычисляют в зависимости от его конфигурации. Если форма канала круглая, то сечение определяется следующим образом:

F=(πxD2)/4 или F=πxr2.

В приведенных формулах:

  • D – диаметр воздуховода круглой формы в метрах;
  • r – радиус круглого канала в метрах;
  • π = 3,14.

Второй параметр, принимающий участие в основной формуле, это количество воздуха для притока или вытяжки на данном участке. Данная величина принимается из соображений потребности количества притока или вытяжки в помещении. Может определяться согласно нормативам, действующим для этих видов помещений, либо расчетам при выделении в пространстве комнаты различных вредных, горючих или взрывоопасных веществ. После выполнения таких вычислений величина расхода воздушной смеси становится величиной постоянной. При разработке схемы вентиляционной системы изменить можно только остальные 2 параметра, скорость и размеры сечения, общий расход должен оставаться неизменным.

Вернуться к оглавлению

Определение параметров существующих систем

Формула для определения поперечного сечения воздуховодов.

Зачастую есть необходимость просчитать пропускную способность существующих вентиляционных каналов, что предусматривает определение скорости воздуха. Это происходит при реконструкции промышленных зданий по причинам внедрения новых технологий или техническом перевооружении производства. Тогда потребность в притоке либо вытяжке может измениться в ту или иную сторону, потребуется принять решение, подойдут для этой цели старые воздухопроводы или надо будет монтировать новые. Определив новую потребность в количестве воздуха для производства, нужно измерить габариты этих каналов или найти их в проектной документации на здание. Однако это часто бывает невозможным по разным причинам, поэтому придется делать замеры.

После этого по основной формуле, которая приведена выше, производят расчет реальных скоростей воздушных потоков в существующей вентиляционной системе. Полученные результаты можно сравнить со значениями рекомендуемых скоростей воздуха в воздуховоде, они лежат в пределах 2-8 м/с. Следует заметить, что эти показатели не являются обязательными к выполнению, в нормативной документации (СНиП 41-01-2003) это не зафиксировано. Если же они получились слишком высокие (свыше 15 м/с), надо рассмотреть 2 варианта решения проблемы:

Таблица расчета для сечения круглых воздуховодов.

  1. Оставить существующие воздухопроводы. Тогда потребуется выполнить мероприятия по их усилению и ужесточению. Для справки: в трубопроводах аспирационных систем скорость потоков достигает 20-40 м/с, поэтому нужно изучить процесс монтажа таких систем и усиление существующих каналов выполнить аналогично вплоть до замены некоторых участков или фасонных элементов.
  2. Заменить трубопроводы. Решение оптимальное для работы будущей вентиляционной сети, но влечет за собой повышенные финансовые затраты.

Бывают и обратные ситуации, когда в результате вычислений скорость воздуха в существующей сети чрезвычайно низкая (0,5-2 м/с). Это не является проблемой в том случае, если старые трубопроводы больших размеров не мешают установке и работе нового технологического оборудования. Тогда их оставляют как есть, меняется только вентиляционная установка либо модернизируется старая. Такое решение даст некоторую экономию, ведь сеть воздухопроводов уже имеется. К тому же при малых скоростях она будет иметь невысокое сопротивление, что даст возможность использовать менее мощный вентилятор.

Расчет скорости воздуха в трубопроводах можно проверить после монтажа системы. Это делают с помощью специальных измерительных приборов – анемометров. Датчик прибора вносится в воздушный поток через технологический лючок в трубе во время работы вентилятора. Показания прибора сравнивают с расчетной скоростью и при необходимости вносят корректировки в работу системы с помощью дроссель-клапанов. Эти устройства могут перекрывать пространство канала с помощью заслонки и таким образом создавать искусственное сопротивление потоку.

При вычислении скорости воздушного потока следует добиваться оптимального соотношения параметров скорость/размер сечения канала.

Это позволит разумно тратить средства как при монтаже и пусконаладке системы, так и при ее дальнейшей эксплуатации.

Расчет скорости воздуха в воздуховоде по формуле и таблицам

Расчет скорости воздуха в воздуховоде

В этой статье мы дадим ответ на вопрос — как правильно рассчитать скорости течения воздуха в воздуховодах различной формы.

Здесь приведены формулы расчета скорости воздуха и давления в воздуховоде (круглого или прямоугольного сечения) в зависимости от расхода воздуха и площади сечения. Для быстрого расчета можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

 

Формула расчета скорости воздуха в метрической системе:


где W — скорость потока, м/час
Q — расход воздуха, м3/час
S — площадь сечения воздуховода, м2

Простой способ расчета скорости воздуха в воздуховоде

Для расчета величины скорости воздуха нужно объем перемещаемого воздуха в м3/ч разделить на 3600 (количество секунд в часе) и разделить на площадь сечения воздуховода, либо введите значения в поля ниже.

Примеры расчета скорости воздуха в квадратном воздуховоде

Пример № 1 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 0,69 м/с

Пример № 2 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 3,47 м/с

 

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде прямоугольного сечения

Пример № 3 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод прямоугольный  200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 0,35 м/с

Пример № 4 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 1,74 м/с

Пример № 5 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 3,47 м/с

 

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде круглого сечения

Пример № 6 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод круглый диаметром  200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / (3,14 * 0,2 * 0,2/4)  = 0,88 м/с

Пример № 7 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод круглый диаметром  300 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / (3,14 * 0,3 * 0,3/4)  = 1,96 м/с

Пример № 8 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
  • воздуховод круглый диаметром  400 мм

Скорость воздуха равна 1000 / 3600 / (3,14 * 0,4 * 0,4/4)  = 2,21 м/с

 

Готовые таблицы определения скорости воздуха в воздуховоде

Для определения расчетной скорости воздуха в воздуховодах можно использовать готовые таблицы. Такие таблицы не сложно найти в открытых источниках информации. Скоростные характеристики важны для расчета эффективности работы системы вентиляции.

Таблица расчета скорости течения воздуха в круглом воздуховоде.

Таблица расчета скорости течения воздуха в прямоугольном воздуховоде.

Рекомендуемая скорость воздуха в вентиляционных воздуховодах

Скорость движения воздушных масс в каналах не ограничивается и не нормируется, ее следует принимать по результатам расчета, руководствуясь соображениями экономической целесообразности.

Рекомендуемая скорость воздуха для различных систем вентиляции:

  • для общеобменных систем вентиляции с сечением воздуховодов до 600×600 — менее 4 м/с;
  • для систем вентиляции с сечением воздуховодов более 600×600 — менее 6 м/с;
  • для систем дымоудаления и специфических систем вентиляции — менее 10 м/с..

Правильный расчет скорости воздуха позволяет построить эффективную систему вентиляции!

 

Расчет воздуховодов по скорости и расходу и методы измерения расхода воздуха в помещениях

Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта.

Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции.

Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.

  • Основные формулы расчета
  • Аэродинамический расчет в Excel 

Основные формулы аэродинамического расчета

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор. 

Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!

Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой: 

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки  необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой.  Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.

  • Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида
  • Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:
  • Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.
  • Записываем длину каждого участка.
  • Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции. Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250. 
    V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с. 
    V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с
    Нас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.
  • Начинаем расчеты потерь давления. Определяем эквивалентный диаметр для каждого участка, например первого dэ=2*150*150/(150+150)=150.  Затем заполняем все данные необходимые для расчета из справочной литературы или вычисляем: Re=1,23*0,150/(15,11*10^-6)=12210.0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.
  • Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
  • Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м  и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
  • Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
  • Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
  • Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.

 При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15%, если воздух поступает в одно помещение (цех) и не более 10%, если в разные помещения

После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.

Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel

Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.

 По ссылке размещен файл Excel, который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:

  1. Расход воздуха на каждом участке.
  2. Длину каждого из них.
  3. Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
  4. Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
  5. Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
  6. На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
  7. Наслаждаться результатом расчетов!

Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов!!!

Расчет скорости воздуха в воздуховоде по формуле и таблицам

В этой статье мы дадим ответ на вопрос — как правильно рассчитать скорости течения воздуха в воздуховодах различной формы.

Здесь приведены формулы расчета скорости воздуха и давления в воздуховоде (круглого или прямоугольного сечения) в зависимости от расхода воздуха и площади сечения. Для быстрого расчета можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Формула расчета скорости воздуха в метрической системе:

Q — расход воздуха, м3/час

S — площадь сечения воздуховода, м2

Простой способ расчета скорости воздуха в воздуховоде

Для расчета величины скорости воздуха нужно объем перемещаемого воздуха в м3/ч разделить на 3600 (количество секунд в часе) и разделить на площадь сечения воздуховода, либо введите значения в поля ниже.

Примеры расчета скорости воздуха в квадратном воздуховоде

Пример № 1 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 0,69 м/с

Пример № 2 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 3,47 м/с

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде прямоугольного сечения

Пример № 3 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод прямоугольный  200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 0,35 м/с

Пример № 4 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 1,74 м/с

Пример № 5 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
  • воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 3,47 м/с

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде круглого сечения

Пример № 6 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 100 м3
  • воздуховод круглый диаметром  200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / (3,14 * 0,2 * 0,2/4)  = 0,88 м/с

Пример № 7 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 500 м3
  • воздуховод круглый диаметром  300 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / (3,14 * 0,3 * 0,3/4)  = 1,96 м/с

Пример № 8 расчета скорости воздуха:

  • объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
  • воздуховод круглый диаметром  400 мм

Скорость воздуха равна 1000 / 3600 / (3,14 * 0,4 * 0,4/4)  = 2,21 м/с

Готовые таблицы определения скорости воздуха в воздуховоде

Для определения расчетной скорости воздуха в воздуховодах можно использовать готовые таблицы. Такие таблицы не сложно найти в открытых источниках информации. Скоростные характеристики важны для расчета эффективности работы системы вентиляции.

  • Таблица расчета скорости течения воздуха в круглом воздуховоде.
  • Таблица расчета скорости течения воздуха в прямоугольном воздуховоде.

Рекомендуемая скорость воздуха в вентиляционных воздуховодах

Скорость движения воздушных масс в каналах не ограничивается и не нормируется, ее следует принимать по результатам расчета, руководствуясь соображениями экономической целесообразности.

Рекомендуемая скорость воздуха для различных систем вентиляции:

  • для общеобменных систем вентиляции с сечением воздуховодов до 600×600 — менее 4 м/с;
  • для систем вентиляции с сечением воздуховодов более 600×600 — менее 6 м/с;
  • для систем дымоудаления и специфических систем вентиляции — менее 10 м/с..

Правильный расчет скорости воздуха позволяет построить эффективную систему вентиляции!

Расчет воздуховодов по скорости и расходу методы измерения расхода воздуха в помещениях

Воздушный поток внутри воздухопровода получает импульс от вентилятора и под его воздействием перемещается в заданном направлении. При этом, общее давление складывается из двух самостоятельных величин:

  • статическое давление, обусловленное энергией взаимодействия молекул газа
  • динамическое давление, воздействующее на стенки трубы

Статическое давление P

измеряют с помощью специальных приспособлений (трубка Пито, соединенная с дифманометром). Динамическое давление представляет собой произведение плотности воздуха на квадрат скорости потока, деленное пополам.

P дин = ρ*(v2/2)

  • P дин  — динамическое давление
  • ρ — плотность воздуха (или перемещаемого газа)
  • v2 — квадрат скорости потока

Сумма обоих значений и будет составным общим давлением воздуха на данном участке воздуховода. Важно понимать, что давление всегда вычисляется только при заданном расходе, т. е. определенном режиме работы

. Увеличение скорости вращения или изменение размеров рабочего колеса автоматически вызовет изменение давления.

Смысл определения давления воздуха в воздуховодах заключается в сохранении параметров системы. Если имеется отрезок трубопровода, равномерно сужающийся от начала к концу (такие участки называются конфузорами), то в конечной точке будет наблюдаться изменение режима потока:

  • увеличение скорости
  • уменьшение статического давления
  • увеличение динамического давления

В результате, общее давление останется неизменным, а скорость потока возрастет. Расход воздуха в конечной точке пропорционально упадет, поэтому перед началом понадобится придать потоку дополнительный импульс для сохранения общего режима работы системы. Для определения величины дополнительной энергии надо предварительно рассчитать давление и все остальные параметры потока.

Если на участке воздуховода имеется расширение (диффузор), происходит обратное явление — возрастает расход, но падает скорость и давление. Для сохранения режима также необходимо заранее рассчитать начальные значения всех показателей воздушного потока в системе.

Сеть воздуховодов представляет собой сложную систему с большим количеством изгибов, ответвлений, переходов. Все они образуют динамическое сопротивление движению воздуха, которое надо учесть при расчете режима работы вентиляции. Определение давления при этом играет главную роль, позволяющую оперировать другими данными.

Зачем измеряют скорость воздуха

Система вентиляции — очень сложная система, которая состоит из многих функциональных составляющих, от воздуховодов до вентиляционных агрегатов.

Учитывая то, что для правильной работы такой системы берут во внимание множество показателей, выполнение любого более-менее серьезного проекта системы вентиляции и кондиционирования не обойдется без применения измерительных приборов.

А измерение скорости в воздуховодах играет одну из важнейших ролей, для правильного функционирования системы.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Освещение и вентиляция гардеробной виды способы

Для систем вентиляции и кондиционирования одним из важнейших факторов является состояние подаваемого воздуха. То есть, его характеристики.

К основным параметрам воздушного потока относятся:

  • температура воздуха;
  • влажность воздуха;
  • расход количества воздуха;
  • скорость потока;
  • давление в воздуховоде;
  • другие факторы (загрязненность, запыленность…).

В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках допустимых норм.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью .

Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.

Но для того чтобы постоянно соблюдать этот режим скорости, нужно время от времени контролировать скорость перемещения воздуха.

Почему? Через некоторое время воздуховоды, каналы вентиляции загрязняются, оборудование может давать сбои, соединения воздуховодов разгерметизируются.

Так же, измерения необходимо проводить при плановых проверках, чистках, ремонтах, в общем, при обслуживании вентиляции. Помимо этого, измеряют также скорость движения дымовых газов и др.

Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.

Приборы для измерения скорости воздуха:

  • Крыльчатые анемометры
  • Температурные анемометры
  • Ультразвуковые анемометры
  • Анемометры с трубкой Пито
  • Дифманометры
  • Балометры

Крыльчатые анемометры одни из самых простых по конструкции устройств. Скорость потока определяется скоростью вращения крыльчатки прибора.

Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.

Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.

Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.

Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.

Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.

Существуют некоторые нюансы работы с анемометрами разных видов. Как уже упоминалось, анемометры с трубкой Пито нельзя использовать при высоких концентрациях твердых частичек, иначе трубка быстро засоряется, а прибор выходит из строя. Термоанемометры не работают в условиях измерения высоких скоростей воздушного потока — свыше 20 м/с.

Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.

Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.

[important] Следует помнить , что отверстие для контрольно-измерительных операций должно находится на прямом участке воздуховода. Его длинна не менее 5 диаметров воздуховода [/important]

При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.

Заключение

С помощью современных приборов для измерения скорости воздуха можно точно и быстро определить характеристики воздушного потока с минимальной погрешностью, что позволит легко произвести техническое обслуживание системы вентиляции.

В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках  допустимых норм.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью. 

Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.

Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.

Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.

Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.

Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.

Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.

Потери давления на изгибах

Изгибы воздуховодов создают сопротивление движению воздуха, в котором создаются турбулентные потоки и завихрения. Они гасят скорость и энергию, оказывая отрицательное влияние на режим перемещения среды. Величина падения напрямую зависит от угла изгиба.

Существует диаграмма, отображающая эту величину относительно разных углов изгиба, соответствующих параметрам стандартных фасонных изделий. По ней можно определить, насколько упадет давление при прохождении изгиба данной конфигурации. Эта диаграмма есть в таблицах СНиП, данные из нее учитываются при проектировании системы.

Потери давления на диффузорах

Диффузор — это участок воздуховода с равномерно расширяющимся сечением. Для определения падения давления может быть произведен специализированный расчет, но он сложен и недоступен для человека, не имеющего соответствующего образования и опыта.

Поэтому принято использовать диаграмму в таблицах СНиП, где заранее произведены все вычисления. Надо только найти начальное и конечное значение размеров и определить искомую величину. Поскольку все результаты одинаковы, делать каждый раз один и тот же расчет нецелесообразно.

Потери давления в прямолинейных воздуховодах

Прямые участки воздуховодов также создают определенное сопротивление потоку воздуха. Он теряет энергию из-за трения о стенки, турбулентности, ослабления общего импульса, полученного потоком от рабочего колеса вентилятора.

Зависимость падения от длины и размеров трубы линейная, поэтому ее не считают, а находят по диаграмме в таблицах СНиП или ином справочнике.

По вертикальной оси отображен объем перемещаемого воздуха (расход), по горизонтальной — величина потери давления.

Пользуются диаграммой не так, как обычно — сначала на вертикальной оси находят существующую величину расхода, потом совмещают ее с размером трубы на диаграмме и опускают перпендикуляр на горизонтальную ось, которая покажет требуемое значение.

Определение скорости воздуха в воздуховоде

Для разработки будущей системы вентиляции немаловажно определиться с габаритами каналов, которые нужно проложить в тех или иных условиях.

Во вновь строящемся здании это сделать проще, еще на стадии проектирования расположив все инженерные сети и технологическое оборудование в соответствии с нормативными документами.

Другое дело, когда идет реконструкция или техническое перевооружение производства, тут требуется прокладка трасс воздуховодов с учетом существующих условий. Размеры каналов могут сыграть большую роль, а чтобы их правильно вычислить, необходимо принять оптимальную скорость движения воздуха.

Таблица скорость воздуха в воздуховоде.

Порядок выполнения расчета

Имеется еще один вариант устройства приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Заключается он в том, чтобы использовать существующие воздухопроводы для новых вентиляционных установок. Тут также не обойтись без просчета скорости потока в этих старых трубопроводах на основании обследований и измерений.

Общая формула расчета величины скорости воздушных масс (V, м/с) происходит из формулы вычисления расхода приточного воздуха (L, м.куб/ч) в зависимости от размера площади сечения канала (F, м.кв.):

L = 3600 x F x V

Примечание: умножение на цифру 3600 необходимо для приведения в соответствие единиц времени (часы и секунды).

Процесс замера скорости воздуха.

Соответственно, формулу скорости потока можно представить в следующем виде:

V = L / 3600 x F

Рассчитать площадь сечения существующего канала не составляет труда, а если ее нужно вычислить? Тогда и приходит на помощь способ подбора размеров воздуховода по рекомендуемым скоростям воздушных потоков.

Изначально из трех параметров, участвующих в расчетах, на данном этапе четко должен быть известен один – это количество воздушной смеси (L, м.куб/ч), необходимое для вентиляции того или иного помещения.

Оно определяется в соответствии с нормативной базой в зависимости от назначения строения и его внутренних комнат. Выполняется расчет по числу людей в каждом помещении или по величине выделяющихся вредных веществ, излишков тепла или влаги.

После этого нужно принять предварительное значение скорости воздуха в воздуховодах, сделать это можно воспользовавшись таблицей рекомендуемых скоростей.

Тип воздухопровода Основная магистраль Разводящие каналы Распределение по помещению Раздающие приточные устройства Вытяжные панели, зонты, решетки
Рекомендуемая скорость 6 – 8 м/с 4 – 5 м/с 1,5 – 2 м/с 1 – 3 м/с 1,5 – 3 м/с

Расчёт воздуховодов систем вентиляции — Мир Климата и Холода

Расчёт воздуховодов вентиляции является одним из этапов расчета вентиляции и заключается в определении размеров воздуховода в зависимости от расхода воздуха, который должен проходить через рассматриваемый воздуховод. Кроме того, возникают задачи по определению площади поверхности воздуховода. Рассмотрим их более подробно.

Расчёт воздуховодов онлайн

Курс МП1 — расчет воздуховодов и воздухообмена

Для расчета воздуховодов рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором, расположенным выше. Исходными данными для расчета являются расход воздуха и максимальная допустимая скорость воздуха в воздуховоде.

Преимуществом нашего калькулятора является то, что в результате расчета вы узнаете не только рекомендуемое сечение круглых и/или прямоугольных воздуховодов, но и фактическую скорость воздуха в них, эквивалентный диаметр и потери давления на 1 метр длины.

О расчете площади воздуховодов читайте в отдельной статье.

Расчёт сечения воздуховодов

Задача расчёта сечения воздуховодов вентиляции может звучать по-разному:

  • расчёт воздуховодов вентиляции
  • расчёт воздуха в воздуховоде
  • расчёт сечения воздуховодов
  • формула расчёта воздуховодов
  • расчёт диаметра воздуховода

Следует понимать, что все вышеперечисленные расчёты — по сути, одна и та же задача, которая сводится к определению площади сечения воздуховода, по которому протекает расход воздуха G [м3/час].

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

  1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
  2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
  3. Определение площади сечения воздуховода
  4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

  • G [м3/c] = G [м3/час] / 3600

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

  • S [м2] = G [м3/c] / v [м/с]

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

  1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
  2. v = 4 м/с
  3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
  4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Эквивалентный диаметр воздуховода

При сравнении круглых и прямоугольных воздуховодов разного сечения с точки зрения аэродинамики прибегают к понятию эквивалентного диаметра воздуховода. С его помощью можно определить, какой из двух вариантов сечений является предпочтительным.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Расчет эквивалентного диаметра воздуховодов

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода вычисляется по формуле:

  • Dэкв_пр = 2·А·В / (А+В), где А и В — ширина и высота прямоугольного воздуховода.

Например, эквивалентный диаметр воздуховода 500×300 равен 2·500·300 / (500+300) = 375 мм. Это означает, что круглый воздуховод диаметром 375 мм будет иметь такое же аэродинамическое сопротивление, что и прямоугольный воздуховод 500×300 мм.

Эквивалентный диаметр квадратного воздуховода равен стороне квадрата:

  • Dэкв_кв = 2·А·А / (А+А) = А.

И этот факт весьма интересен, ведь обычно чем больше площадь сечения воздуховода, тем ниже его сопротивление. Однако круглая форма сечения воздуховода имеет наилучшие аэродинамические показатели. Именно поэтому сопротивление квадратного и круглого воздуховодов равны, хотя площадь сечния квадратного воздуховода на 27% больше площади сечения круглого воздуховода.

В общем случае формула для эквивалентного диаметра воздуховода выглядит следующим образом:

  • Dэкв = 4·S / П, где S и П — соответственно, площадь и периметр воздуховода.

Используя эту формулу можно подтвердить правильность вышеприведённых формул для прямоугольного и квадратного воздуховодов, а также убедиться в том, что эквивалентный диаметр круглого воздуховода равен диаметру этого воздуховода:

  • Dкругл = 4·π·R2 / 2·π·R = 2R = D.

Кроме того, для расчета может помочь таблица эквивалентного диаметра воздуховодов

Пример расчета эквивалентного диаметра воздуховодов и некоторые выводы

В качестве примера определим эквивалентный диаметр воздуховода 600×300:

Dэкв_600_300 = 2·600·300 / (600+300) = 400 мм.

Интересно отметить, что площадь сечения круглого воздуховодам диаметром 400 мм составляет 0,126 м2, а площадь сечения воздуховода 600×300 составляет 0,18 м2, что на 42% больше. Расход стали на 1 метр круглого воздуховода сечением 400 мм составляет 1,25 м2, а на 1 метр воздуховода сечением 600×300 — 1,8 м2, что на 44% больше.

  • Таким образом, любой аналогичный круглому прямоугольный воздуховод значительно проигрывает ему как в компактности, так и в металлоемкости.
  • Рассмотрим ещё один пример — определим эквивалентный диаметр воздуховода 500×100 мм:
  • Dэкв_500_100 = 2·500·100 / (500+100) = 167 мм.

Здесь разница в площади сечения и в металлоемкости достигает 2,5 раз. Таким образом, формула эквивалентного диаметра для прямоугольного воздуховода объясняет тот факт, что чем больше «расплющен» воздуховод (чем больше разница между значениями А и В), тем менее эффективен этот воздуховод с аэродинамической точки зрения.

Это одна из причин, по которой в вентиляционной технике не рекомендуется применять воздуховоды, в сечении которых одна сторона превышает другую более чем в три раза.

Измерение расхода воздуха с помощью анемометра

Применение анемометра позволяет практически точно определить расход воздуха. При использовании устройства диаметром 60–100 mm можно достичь минимальной погрешности измерений при определении скорости на вентиляционной решетке. Если предстоит снятие показателей внутри воздуховода, следует использовать анемометр с небольшим диаметром: в пределах 16–25 mm. Для определения скорости в труднодоступных участках воздуховодов рекомендуется воспользоваться телескопическим зондом.

Определение расхода воздуха

Этап первый. Определение зоны для создания рабочего отверстия. Основное требование — это должен быть прямой участок, минимальная длина которого составляет 5d, расстояние от изгиба трубы до точки сверления — не менее 3d, и до следующей смены направления — от 2d и более. (для справки: d=диаметр воздуховода). Важно! Необходимо позаботиться о том, чтобы диаметр отверстия совпадал с размером зонда.

Этап второй. Проведение нескольких измерений, количество определяется согласно ГОСТ 12.3.018–79. Расчет усредненной скорости в некоторых типах анемометров осуществляется автоматически. Если подобная функция отсутствует, рассчитать среднеарифметическое значение придется самостоятельно.

Полезные рекомендации

При осуществлении измерений стоит учитывать ряд ограничений.
Не использовать термоанемометры при предполагаемой скорости рабочей среды свыше 20 м/с, так как это может привести к повреждению датчика.
Трубку Пито не рекомендуется эксплуатировать в рабочей среде с большим количеством засоренности, аналогичное требование выдвигается и в отношении термоанемометра.

Ознакомление с рекомендациями изготовителя обязательно, так как каждое измерительное устройства рассчитано на эксплуатацию в определенных условиях. Игнорирование этих требований часто приводит к поломке прибора.

В газопроводах с высокой температурой рабочей среды недопустимо использование устройств, содержащих элементы из пластика, так как он с большой вероятностью может деформироваться.

Для расчета объемного расхода воздуха следует полученную скорость умножить на площадь сечения трубопровода. Есть и еще один существенный момент.

Для точного определения скорости следует воспользоваться формулой:
V=Vср.изм.+t*.+p* Vср. изм
Значения t и p необходимо взять из таблицы:
 

Температура воздуха p t Pa
50 0,03 0,05 720
40 0,02 0,03 730
30 0,01 0,02 740
20 0,01 0 750
10 0 -0,02 760
0 -0,01 -0,03 770
-10 -0,01 -0,05 780
-20 -0,07
-30 -0,09
-40 -0,11
-50 -0,13

Поправки на давление воздуха и его температуру позволяют уменьшить погрешность измерений. Для расчета площади сечения следует использовать формулу:
S=π(d/2)2
Объемный расход:
L=F*Vсредняя
При измерении скорости воздуха важно правильно расположить датчик устройства. Чем больше его отклонение от рекомендованного, тем существеннее будет погрешность расчетов.

Все публикации
Архив по годам: 2015; 2016;

Как рассчитать объемный расход

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Кевин Бек

Объемный расход – это термин в физике, который описывает, сколько вещества – с точки зрения физических размеров, а не массы – перемещается в пространстве за единицу времени . Например, когда вы запускаете смеситель на кухне, определенное количество воды (которое вы можете измерить в жидких унциях, литрах или чем-то еще) выходит из отверстия крана за заданный промежуток времени (обычно секунды или минуты).Это количество считается объемным расходом.

Термин «объемный расход» почти всегда применяется к жидкостям и газам; твердые тела не «текут», даже если они тоже могут двигаться с постоянной скоростью в пространстве.

Уравнение объемного расхода

Основное уравнение для задач такого рода:

Q = AV

, где Q – объемный расход, A – площадь поперечного сечения занята текущим материалом, а V – средняя скорость потока. V считается средним значением, потому что не каждая часть текущей жидкости движется с одинаковой скоростью. Например, когда вы наблюдаете, как вода реки неуклонно движется вниз по течению с заданным числом галлонов в секунду, вы замечаете, что на поверхности здесь более медленные течения, а там – более быстрые.

Поперечное сечение часто представляет собой круг из-за проблем с объемным расходом, потому что эти проблемы часто связаны с круглыми трубами. В этих случаях вы найдете площадь A , возведя в квадрат радиус трубы (который составляет половину диаметра) и умножив результат на константу пи (π), которая имеет значение около 3.14159.

Обычная система СИ (от французского «международная система», что эквивалентно «метрической») единицы расхода – это литры в секунду (л / с) или миллилитры в минуту (мл / мин). Однако, поскольку в США уже давно используются имперские (английские) единицы измерения, все еще гораздо более распространено видеть объемный расход, выраженный в галлонах / день, галлонах / мин (gpm) или кубических футах в секунду (cfs). Чтобы найти объемный расход в единицах, которые обычно не используются для этой цели, вы можете использовать онлайн-калькулятор расхода, подобный тому, что указан в разделе «Ресурсы».

Массовый расход

Иногда вам нужно знать не только объем жидкости, движущейся в единицу времени, но и величину массы, которую он представляет. Это, очевидно, критически важно в инженерии, когда необходимо знать, какой вес может безопасно выдержать данная труба, другой трубопровод или резервуар для жидкости.

Формула массового расхода может быть получена из формулы объемного расхода путем умножения всего уравнения на плотность жидкости, ρ .Это следует из того факта, что плотность равна массе, разделенной на объем, что также означает, что масса равна плотности, умноженной на объем. В уравнении объемного расхода уже есть единицы объема в единицу времени, поэтому, чтобы получить массу в единицу времени, вам просто нужно умножить на плотность.

Таким образом, уравнение массового расхода имеет следующий вид:

\ dot {m} = \ rho AV

or , или «m-точка», является обычным обозначением массового расхода.

Проблемы с объемным расходом

Допустим, вам дали трубу с радиусом 0.2} = 0,52 \ text {m / s} = 52 \ text {cm / s}

Вода должна проходить через трубу с быстрой, но вероятной скоростью около полуметра или чуть более 1,5 футов в секунду. правильно слить воду из бака.

Как измерить скорость и расход

В приложениях HVAC / R полезно понимать методы, используемые для определения скорости воздуха. Скорость воздуха (пройденное расстояние за единицу времени) чаще всего выражается в футах в минуту (FPM). Умножение скорости воздуха на площадь воздуховода позволяет определить объем воздуха, проходящего мимо определенной точки в воздуховоде за единицу времени.Объемный расход обычно измеряется в кубических футах в минуту (CFM).

Скорость воздуха измеряется путем измерения давления, создаваемого движением воздуха. Скорость также связана с плотностью воздуха с предполагаемыми константами 70 ° F и 29,92 дюймов ртутного столба. Двумя наиболее распространенными технологиями измерения скорости являются емкостные датчики давления и термоанемометры. Для измерения скорости необходимо знать два типа давления; общее давление и статическое давление. Оба могут быть измерены с помощью трубки Пито или усредняющей трубки.Давление скорости рассчитывается как разница между общим давлением и статическим давлением. Для измерения скоростного давления подсоедините трубку Пито или усредняющую трубку к датчику скорости и поместите трубку в воздушный поток воздуховода. Фактическая скорость требует либо математического расчета, либо откалиброванного датчика, который напрямую показывает скорость.

V = 4005 x квадратный корень (дельта P)

  • Delta P = (изменение давления в дюймах вод.ст.)
  • В = скорость (фут / мин)

Определение расхода воздуха заключается в умножении площади поперечного сечения воздуховода на скорость воздуха.Если размеры воздуховода известны, то можно легко определить площадь поперечного сечения и рассчитать объемный расход. Следует иметь в виду, что скорость воздуха не одинакова во всех точках воздуховода. Это верно, потому что скорость наименьшая на тех сторонах, где воздух замедляется трением. Чтобы учесть это, использование усредняющей трубки Пито с несколькими точками измерения будет более точно отражать среднюю скорость.

  • Q (расход воздуха) = A (площадь воздуховода) * V (скорость воздуха)

Важность измерения скорости

  • Повышение производительности системы
  • Повышение энергоэффективности и экономии затрат – Знание ACH (увеличение или уменьшение использования)
  • Поддерживайте надлежащую скорость воздушного потока для обеспечения комфорта пассажиров
  • Измерение расхода воздуха в критических помещениях или зонах с высокой проходимостью

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать, как Setra может помочь вам измерить скорость и расход с помощью нашей модели SRIMV.

Расчет объемного и массового расхода газов

Часто бывает необходимо рассчитать массовый или объемный расход для вашего приложения. Этот же метод расчета также можно использовать для определения объема при каком-либо другом наборе условий. Чтобы преобразовать массовый расход в объем, используйте следующее уравнение:

Где:

= массовый расход в фунтах / мин
R = Универсальная постоянная расхода газа (1545 фут • фунт-сила / (фунт • моль) (° R)), деленная на M.W.
T = температура газа в ° R (° F + 460)
Z = коэффициент сжимаемости принят равным 1,0 для давлений ниже 50 фунтов на кв. Дюйм (изб.)
P = давление газа в фунтах на квадратный дюйм
Q = объемный расход в кубических футах в минуту
В качестве примера предположим, что у нас есть сухой воздух, текущий со скоростью 100 фунтов / мин, 200 ° F и 24,7 фунта / кв. Мы примем молекулярную массу (ММ) 28,964 фунта / фунт • моль. Поскольку у нас низкое давление, мы будем считать, что сжимаемость равна 1,0.

Подставляем числа и получаем следующее:

Это можно упростить до:

Окончательный ответ – 989.8 куб. Это также можно было бы назвать ACFM (Фактические кубические футы в минуту).

Можно также преобразовать это уравнение для определения массового расхода, если известен объемный расход. Чтобы рассчитать массовый расход в фунтах / мин, когда известен объем в кубических футах в минуту (кубических футах в минуту), используйте следующее:

Давайте рассчитаем массовый расход воздуха при использовании значения 1000 SCFM (стандартных кубических футов в минуту). Для определения рабочих параметров должны быть обеспечены стандартные условия. Наиболее распространенные стандартные условия для воздуха – это стандарт CAGI или ASME, равный 14.7 фунтов на квадратный дюйм (давление), 68 ° F и относительная влажность 36%.

Чтобы использовать наше уравнение, мы должны сначала определить молекулярную массу воздуха при относительной влажности 36%. Один из методов, который можно использовать, – это определение удельного веса воздуха при относительной влажности 36%.

Удельный вес воздуха можно рассчитать следующим образом:

Где:
SG = Удельный вес (число, равное или меньшее 1)
RHa = Относительная влажность при фактических условиях (в%, т.е. 0,36)
PVa = Давление водяного пара при фактической температуре (psia)
Pb = Барометрическое давление на месте (фунт / кв. Дюйм)

Если мы подставим наши условия в уравнение, оно будет выглядеть так:

Это уравнение упрощается до 0.997. Затем мы умножаем молекулярную массу сухого воздуха на удельный вес, чтобы получить молекулярную массу в наших условиях: 14,7 фунта на квадратный дюйм, 68 ° F и относительная влажность 36%.

Следовательно, молекулярная масса воздуха при стандартных условиях составляет 28,873 фунта / фунт • моль.

Теперь, когда у нас есть молекулярная масса, мы можем рассчитать массовый расход следующим образом:

Следовательно, 1000 стандартных кубических футов в минуту означает 74,92 фунта / мин воздуха.

Это означает, что если у вас есть процесс, требующий 74.92 фунта / мин воздуха, объем необходимо скорректировать для любых условий, отличных от стандартных. Высота над уровнем моря, температура окружающей среды и относительная влажность влияют на ваш массовый расход. Обычно размер воздуходувки рассчитан на наихудшие условия, чтобы обеспечить подачу достаточной массы в технологический процесс.

Скачать версию для печати.

Используйте расчет изменений воздуха в помещении CFM

Инженерный воздушный поток в помещении может представлять реальную проблему при балансировке системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.В большинстве расчетов для определения необходимого расхода воздуха используются только теплопотери или приток тепла в помещении, и часто не принимаются во внимание потребности в вентиляции помещения. Давайте посмотрим, как расчет воздухообмена может упростить этот этап балансировки воздуха.

Что такое воздухообмен?

Воздухообмен – это количество раз, когда воздух входит и выходит из комнаты из системы HVAC за один час. Или сколько раз комната заполнялась воздухом из регистров приточного воздуха за шестьдесят минут.

Затем вы можете сравнить количество изменений воздуха в помещении с приведенной ниже таблицей требуемых изменений воздуха. Если он находится в пределах допустимого диапазона, вы можете приступить к проектированию или уравновешиванию воздушного потока и получить дополнительную уверенность в том, что вы все делаете правильно. Если он выходит за пределы допустимого диапазона, вам лучше еще раз взглянуть.

Формула изменения воздуха

Чтобы рассчитать воздухообмен в помещении, измерьте приток приточного воздуха в комнату, умножьте CFM на 60 минут в час. Затем разделите на объем комнаты в кубических футах:

Говоря простым языком, мы заменяем CFM на кубические футы в час (CFH).Затем мы вычисляем объем комнаты, умножая высоту комнаты на ширину и длину. Затем просто делим CFH на объем помещения.

Вот пример того, как работает полная формула:

Теперь сравните 7,5 воздухообмена в час с требуемым воздухообменом для этого типа помещения в таблице воздухообмен в час ниже . Если это комната для обеда или отдыха, где требуется 7-8 воздухообменов в час, вы точно попали в цель. Если это бар, который требует 15-20 воздухообменов в час, пора подумать.

Комнатная CFM Formula

Давайте посмотрим на эту инженерную формулу по-другому. Например, что, если воздушный поток неизвестен, и вам нужно рассчитать необходимый CFM для комнаты? Вот четырехэтапный процесс расчета CFM помещения:

Шаг первый – Используйте приведенную выше таблицу изменения воздуха в час , чтобы определить требуемые изменения воздуха, необходимые для использования помещения. Допустим, это конференц-зал, требующий 10 воздухообменов в час.

Шаг второй – Рассчитайте объем комнаты (ДхШхВ).

Шаг третий – Умножьте объем помещения на требуемый объем воздухообмена.

Шаг четвертый. Разделите ответ на 60 минут в час, чтобы найти нужную комнату. CFM:


Вот пример того, как работать по формуле:

При проектировании или балансировке системы, требующей дополнительного воздушного потока для вентиляции, помните, что в этой комнате обычно требуется постоянная работа вентилятора, когда она занята.Это может представлять проблему для других комнат в той же зоне, поэтому примите это во внимание.

Для многих из этих помещений может потребоваться значительное количество наружного воздуха. Содержание БТЕ в этом воздухе должно быть включено в приток тепла или теплопотери здания при определении размера оборудования для обогрева и охлаждения.

Попрактикуйтесь в этих расчетах несколько раз в магазине или офисе. Затем выполните расчеты в полевых условиях несколько раз в течение следующей недели, чтобы проверить воздушный поток в помещениях с необычными требованиями к вентиляции. Изучите Таблицу изменений воздуха в час , чтобы ознакомиться с помещениями, в которых требуется больше вентиляции, чем требуется для обогрева или охлаждения.

R ob «Doc» Falke обслуживает промышленность как президент Национального института комфорта, обучающей компании и членской организации на базе HVAC. Если вы подрядчик или технический специалист по ОВКВ, заинтересованный в бесплатной процедуре расчета замены воздуха, свяжитесь с доктором по телефону robf @ ncihvac.com или позвоните ему по телефону 800-633-7058. Посетите веб-сайт NCI по адресу nationalcomfortinstitute.com для получения бесплатной информации, статей и загрузок.

Все датчики Точки давления – это советы по применению, позволяющие упростить проектирование с датчиками давления в микроэлектромеханических системах (МЭМС) и избежать распространенных ошибок.

Точка давления 11: Расчет расхода на основе измерений давления

Поток жидкости возникает при движении жидких и газообразных материалов, и датчики давления играют решающую роль в определении многих аспектов потока жидкости.Гидродинамика обеспечивает средства понимания параметров, влияющих на поток жидкости. Активные ссылки в следующих разделах предоставляют более подробную информацию.

Основные концепции гидродинамики

Число Рейнольдса (Re) – это безразмерное значение скорости, используемое для прогнозирования характера потока. Это функция силы инерции (ρ u L) и силы вязкости или трения (μ).

Вязкостные и невязкие потоки

Вязкий поток приводит к потере энергии (и, как следствие, к повышению температуры), но идеальные жидкости имеют невязкий поток без потерь энергии.

Ламинарный (устойчивый) против турбулентного потока

В ламинарном потоке движение частиц очень равномерное / упорядоченное, в результате получаются прямые линии, параллельные стенкам корпуса, что очень предсказуемо. При турбулентном потоке случайное движение может привести к образованию водоворотов и другого менее предсказуемого поведения. Смесь ламинарного и турбулентного потоков, называемого переходным потоком, возникает в трубах и других корпусах с турбулентностью в центре корпуса и ламинарным потоком по краям.Более вязкие жидкости имеют тенденцию к ламинарному течению и более низкому числу Рейнольдса.

Сжимаемый или несжимаемый поток

В отличие от сжимаемого потока, где плотность изменяется в зависимости от приложенного давления, в несжимаемом потоке плотность постоянна в пространстве и времени.

Уравнение Бернулли используется для определения скорости жидкости посредством измерения давления. Он начинается с определения невязкого, устойчивого несжимаемого потока при постоянной температуре.

P + ½ρv 2 + ρgy = постоянная

P = давление

v = скорость

ρ = плотность жидкости

г = плотность

y = высота

Эффект Вентури – это увеличение скорости, которое происходит при ограничении потока жидкости. Измеритель Вентури представляет собой приложение уравнения Бернулли. Общие типы ограничений включают диафрагмы, трубки Вентури, сопла и любую конструкцию, которая имеет легко измеряемый перепад давления.

Поток в трубе / трубе. Несколько факторов определяют перепад давления, возникающий при работе с потоком жидкости, включая ламинарный и турбулентный поток, скорость потока, кинематическую вязкость и число Рейнольдса жидкости, внутреннюю шероховатость внутренней части трубы, а также ее диаметр, длину и коэффициент формы. . Диафрагмы, трубки Вентури и сопла упрощают ситуацию. В этих случаях (см. Рисунок 1) расход связан с ΔP (P 1 -P 2 ) уравнением:

q = c d π / 4 D 2 2 [2 (P 1 – P 2 ) / ρ (1 – d 4 )] 1/2

Где:

q – расход, м 3 / с

c D – коэффициент расхода, коэффициент площади = A 2 / A 1

P 1 и P 2 в Н / м 2

ρ – плотность жидкости в кг / м 3

D 2 – внутренний диаметр отверстия, Вентури или сопла (в м)

p1 “> D 1 – диаметр трубы до и после трубы (в м)

и d = D 2 / D 1 отношение диаметров

Рисунок 1.Элементы измерения расхода ΔP.

Трубки Пито используют разницу между общим давлением и статическим давлением для расчета скорости самолета или жидкости, протекающей в трубе или корпусе. Статическая трубка Пито для измерения скорости самолета показана на рисунке 2.

Рис. 2. Статическая трубка Пито или трубка Прандтля, используемая для измерения скорости самолета.

Гидравлический удар – это удар, вызванный внезапным уменьшением скорости текущей жидкости и времени, которое требуется для волны давления для прохождения в трубе туда и обратно.Уравнение импульса Жуковского используется для расчета результирующего давления, когда скорость жидкости падает до нуля при контакте с закрытым клапаном.

∆P = ρ · c · ∆V

дюйм psf

Для жестких труб скорость волны давления или скорость волны c определяется по формуле:

c = √ E B / ρ

, где E B – модуль объемной упругости жидкости в фунтах на квадратный дюйм, а ρ – плотность жидкости.

Измерения в специальных приложениях

В области медицины респираторные проблемы требуют измерения воздушного потока для вентиляции / управления потоком и анализа, такого как спирометры, а также измерения потока газа и жидкости для лечения. Например, перепад давления в спирометре или респираторе номинально составляет 4 кПа, а в аппарате ИВЛ – 25 см вод. Ст. 2 О. В любом случае значения довольно низкие, и измерение давления требует особого внимания при измерении давления. датчик для достижения желаемой точности и точности.

ОВК

Чистота и низкое энергопотребление в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) требуют наличия надлежащих воздушных фильтров и частого мониторинга для определения фильтра, который требует замены. Нормальное рабочее давление обычно находится в диапазоне от 0,1 до 1 дюйма H 2 O. Минимальное отчетное значение эффективности Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), или рейтинг MERV, измеряет эффективность воздушных фильтров. .Определение падения давления на воздушном фильтре сводит к минимуму ненужное потребление энергии двигателями.

Инструменты для расчета и моделирования жидкостей

Инструменты онлайн-расчетов от efunda, KAHN, LMNO Engineering, клапаны, онлайн-калькулятор перепада давления и другие могут предоставить некоторые быстрые инструменты для выполнения расчетов, показанных ранее. Кроме того, несколько компаний предлагают расширенные инструменты моделирования для вычислительной гидродинамики и консультационные услуги, чтобы глубже вникнуть в более сложные и сложные вопросы, связанные с потоком жидкости, в том числе: ANSYS, Applied Flow Technology, Autodesk, MathWorks, SOLIDWORKS и другие.

Онлайн-калькулятор скорости и расхода воздуха – Blackhawk Supply

Хотите знать, как рассчитать скорость воздушного потока? Blackhawk Supply предлагает удобный онлайн-калькулятор скорости воздуха, позволяющий преобразовывать различные единицы измерения объемного расхода воздуха и скорости воздуха, протекающего через вашу систему. С помощью этого калькулятора мы легко научимся рассчитывать расход воздуха в CFM с помощью удобного калькулятора расхода воздуха в воздуховоде.

Чтобы использовать калькулятор воздушного потока, вам просто потребуется объемный расход или скорость воздуха, тип или площадь воздуховода и единицы измерения, которые вы используете для измерения.Затем нажмите «рассчитать», и наш калькулятор расхода воздуха сделает все остальное.

Что такое расход воздуха?

Воздушный поток, или воздушный поток, в его самом основном определении, относится к движению воздуха. В контексте вашей системы отопления и охлаждения использование правильной формулы расчета расхода воздуха поможет гарантировать ее эффективную работу.

Почему важно знать, как рассчитать расход воздуха для HVAC? Что ж, если через систему проходит слишком много воздуха, вы можете заметить повышенную влажность в своем помещении.С другой стороны, если поток воздуха слишком низкий, ваши змеевики могут обледенеть и затопить воздушный компрессор – а мы, конечно, этого не хотим. Однако с помощью простого онлайн-калькулятора расхода воздуха вы можете найти, как рассчитать расход воздуха через системы трубопроводов для правильной скорости воздушного потока, чтобы ваша система работала.

Когда дело доходит до формулы расчета расхода воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, мы хотим измерить воздух, проходящий через змеевик испарителя. Этот проходящий воздух измеряется в кубических футах в минуту (CFM).С помощью калькулятора расхода воздуха CFM мы хотим убедиться, что используется от 350 до 400 куб. Футов в минуту на тонну охлаждения, поскольку это обеспечивает правильную работу системы кондиционирования воздуха.

Итак, как рассчитать расход воздуха? Приступим к расчетам.

Онлайн-калькулятор расхода воздуха

Когда дело доходит до калькулятора давления воздушного потока, мы смотрим на скорость воздуха. Скорость воздуха – это расстояние, пройденное за минуту, которое используется для измерения скорости вытеснения воздуха и газа.

Калькулятор скорости воздуха выражает это в LFM, или линейных футах в минуту. Используя калькулятор расхода воздуха в воздуховоде, вы умножаете скорость воздуха на площадь воздуховода. Таким образом, вы найдете объем воздуха, проходящего мимо воздуховода, в единицах за время. Это измерение обычно представлено в CFM, но с преобразованием расчета воздушного потока вы можете найти расчет воздушного потока CMH, который измеряет воздушный поток в час, а не в минуту.

Готовы использовать наш калькулятор скорости воздушного потока? Чтобы рассчитать, введите значение, выберите, какую единицу вы предпочитаете, и нажмите «Рассчитать».Затем наш калькулятор объема воздушного потока выполнит свою работу и отобразит ваши результаты ниже.

Как рассчитать расход воздуха (формула для расчета расхода воздуха)?

Если вам интересно, как рассчитать расход воздуха по давлению и диаметру, мы предлагаем уравнение, которое можно использовать на тот случай, если вы пропустите калькулятор для расчета расхода воздуха в домашних условиях с использованием давления.

Уравнение для расчета расхода воздуха в трубе имеет следующий вид:

В этой формуле расчета воздушного потока значения представлены как «d» (внутренний диаметр трубы в дюймах), «v» (скорость воздуха в фут / с) и Qa (скорость воздушного потока в кубических футах в минуту).

Знание того, как рассчитать воздушный поток через трубу, является ключом к правильной работе вашей системы. Для многих это может быть непростой расчет, а расчет расхода в воздуховоде ОВК преподается не всем техническим специалистам. Однако знание того, как рассчитать поток воздуха через воздуховод, может помочь в решении любых проблем, которые могут возникнуть с вашей системой кондиционирования воздуха.

Больше не нужно задаваться вопросом, «как рассчитать скорость воздуха» с помощью нашей формулы для расчета скорости потока воздуха в системах трубопроводов.Знание того, как рассчитать воздушный поток, является ключом к бесперебойной работе системы HVAC, помогая в устранении любых проблем, которые могут возникнуть.

Заключение

Все еще не знаете, как рассчитать скорость воздуха? Не беспокойтесь, наша команда Blackhawk Supply может вам помочь. Свяжитесь с нами по телефону (847) 773-0645, и наши специалисты ответят на все ваши вопросы о том, как рассчитать расход воздуха в системах воздуховодов для безупречно работающего агрегата отопления и охлаждения.

Расход и его отношение к скорости

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Рассчитайте расход.
  • Определите единицы объема.
  • Опишите несжимаемые жидкости.
  • Объясните последствия уравнения неразрывности.

Расход Q определяется как объем жидкости, проходящей через некоторое место через область в течение периода времени, как показано на рисунке 1. В символах это может быть записано как

[латекс] Q = \ frac {V} {t} \\ [/ latex],

, где V – объем, а t – прошедшее время.Единица измерения скорости потока в системе СИ – 3 / с, но обычно используются другие единицы измерения для Q . Например, сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5 литров в минуту (л / мин). Обратите внимание, что литровый (L) равен 1/1000 кубического метра или 1000 кубических сантиметров (10 -3 м 3 или 10 3 см 3 ). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.

Рисунок 1.Скорость потока – это объем жидкости в единицу времени, проходящий мимо точки через область A . Здесь заштрихованный цилиндр жидкости проходит через точку P по однородной трубе за время t . Объем цилиндра составляет Ad , а средняя скорость составляет [латекс] \ overline {v} = d / t \\ [/ latex], так что расход составляет [латекс] Q = \ text {Ad} / t = A \ overline {v} \\ [/ latex].

Пример 1. {3} \ text {L}} \ right) \ left (5.{3} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Это количество около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 6-полосном 50-метровом бассейне с дорожками.

Расход и скорость связаны, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы сделать различие ясным, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше скорость течения реки. Но скорость потока также зависит от размера реки.Быстрый горный ручей несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между расходом Q и скоростью [латекс] \ bar {v} \\ [/ latex] составляет

[латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex],

, где A – площадь поперечного сечения, а [latex] \ bar {v} \\ [/ latex] – средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Это соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна величине средней скорости (далее называемой скоростью) и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше размер трубы, тем больше площадь его поперечного сечения. На рисунке 1 показано, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

.

V = Ad,

, который проходит через точку P за время t . Разделив обе стороны этого отношения на т дает

[латекс] \ frac {V} {t} = \ frac {Ad} {t} \\ [/ latex].

Отметим, что Q = V / t и средняя скорость [latex] \ overline {v} = d / t \\ [/ latex].Таким образом, уравнение принимает вид [латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex]. На рис. 2 показана несжимаемая жидкость, текущая по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, одно и то же количество жидкости должно пройти через любую точку трубы за заданное время, чтобы обеспечить непрерывность потока. В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы. В частности, для точек 1 и 2,

[латекс] \ begin {case} Q_ {1} & = & Q_ {2} \\ A_ {1} v_ {1} & = & A_ {2} v_ {2} \ end {cases} \\ [/ latex ]

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости.Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью – это и есть назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется, возможно, снова набирая скорость, когда она покидает другой конец водохранилища. Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения.

Рисунок 2.Когда трубка сужается, тот же объем занимает большую длину. Для того, чтобы тот же объем проходил через точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс в точности обратим. Если жидкость течет в обратном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубки. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости не масштабированы.)

Поскольку жидкости по существу несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей.Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Пример 2. Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается при сужении трубки

Насадка радиусом 0,250 см присоединяется к садовому шлангу радиусом 0,900 см. Скорость потока через шланг и сопло составляет 0,500 л / с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в форсунке.

Стратегия

Мы можем использовать соотношение между расходом и скоростью, чтобы найти обе скорости.{2}} = 1,96 \ text {m / s} \\ [/ latex].

Решение для (b)

Мы могли бы повторить этот расчет, чтобы найти скорость в сопле [латекс] \ bar {v} _ {2} \\ [/ latex], но мы воспользуемся уравнением непрерывности, чтобы получить несколько иное представление. {2}} \ bar {v} _ {1} \\ [/ latex].{2}} 1,96 \ text {m / s} = 25,5 \ text {m / s} \\ [/ latex].

Обсуждение

Скорость 1,96 м / с примерно подходит для воды, выходящей из шланга без сопла. Сопло создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток до более узкой трубки.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату радиуса трубы, что дает большие эффекты при изменении радиуса. Мы можем задуть свечу на большом расстоянии, например, поджав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма , скоростей потока в каждом из ответвлений в любой части вдоль трубы. Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

[латекс] {n} _ {1} {A} _ {1} {\ overline {v}} _ {1} = {n} _ {2} {A} _ {2} {\ overline {v} } _ {2} \\ [/ latex],

, где n 1 и n 2 – количество ответвлений в каждой из секций вдоль трубы.

Пример 3. Расчет скорости потока и диаметра сосуда: разветвление сердечно-сосудистой системы

Аорта – это главный кровеносный сосуд, по которому кровь покидает сердце и циркулирует по телу. (а) Рассчитайте среднюю скорость кровотока в аорте, если скорость потока составляет 5,0 л / мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. Когда скорость кровотока в аорте составляет 5,0 л / мин, скорость кровотока в капиллярах составляет около 0.33 мм / с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет 8,0 мкм м, рассчитайте количество капилляров в системе кровообращения.

Стратегия

Мы можем использовать [latex] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex] для расчета скорости потока в аорте, а затем использовать общую форму уравнения непрерывности для расчета количества капилляров как всех другие переменные известны. {2} \ left (0.{9} \ text {capillaries} \\ [/ latex].

Обсуждение

Обратите внимание, что скорость потока в капиллярах значительно снижена по сравнению со скоростью в аорте из-за значительного увеличения общей площади поперечного сечения капилляров. Эта низкая скорость предназначена для того, чтобы дать достаточно времени для эффективного обмена, хотя не менее важно, чтобы поток не становился стационарным, чтобы избежать возможности свертывания. Кажется ли разумным такое большое количество капилляров в организме? В активной мышце обнаруживается около 200 капилляров на мм 3 , или около 200 × 10 6 на 1 кг мышцы.На 20 кг мышц это составляет примерно 4 × 10 9 капилляров.

Сводка раздела

  • Расход Q определяется как объем V , протекающий через момент времени t , или [латекс] Q = \ frac {V} {t} \ [/ latex], где V объем и т время.
  • Единица объема в системе СИ – м 3 .
  • Другой распространенной единицей измерения является литр (л), который составляет 10 -3 м 3 .
  • Расход и скорость связаны соотношением [латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex], где A – площадь поперечного сечения потока, а [латекс] \ overline {v} \\ [ / латекс] – его средняя скорость.
  • Для несжимаемых жидкостей скорость потока в различных точках постоянна. То есть

[латекс] \ begin {case} Q_ {1} & = & Q_ {2} \\ A_ {1} v_ {1} & = & A_ {2} v_ {2} \\ n_ {1} A_ {1 } \ bar {v} _ {1} & = & n_ {2} A_ {2} \ bar {v} _ {2} \ end {case} \\ [/ latex].

Концептуальные вопросы

1. В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

2. На многих рисунках в тексте показаны линии тока. Объясните, почему скорость жидкости максимальна там, где линии тока находятся ближе всего друг к другу.(Подсказка: рассмотрите связь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которую она протекает.)

3. Определите некоторые вещества, которые несжимаемы, а некоторые – нет.

Задачи и упражнения

1. Каков средний расход бензина в см. 3 / с на двигатель автомобиля, движущегося со скоростью 100 км / ч, если он составляет в среднем 10,0 км / л?

2. Сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5,00 л / мин. (a) Преобразуйте это в см 3 / с.(b) Какова эта скорость в м 3 / с?

3. Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л / мин в аорту (радиусом 1,0 см). Определите скорость кровотока по аорте.

4. Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см / с. Определите скорость потока и объем, который проходит через артерию за 30 с.

5. Водопад Хука на реке Вайкато – одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. Рис. 3).В среднем река имеет скорость потока около 300 000 л / с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и в среднем 20 м в глубину. а) Какова средняя скорость реки в ущелье? b) Какова средняя скорость воды в реке ниже водопада, когда она расширяется до 60 м, а глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Рис. 3. Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока. (Источник: RaviGogna, Flickr)

6. Основная артерия с площадью поперечного сечения 1.00 см 2 разветвляется на 18 артерий меньшего размера, каждая со средней площадью поперечного сечения 0,400 см 2 . Во сколько раз снижается средняя скорость крови при переходе в эти ветви?

7. (a) Когда кровь проходит через капиллярное русло в органе, капилляры соединяются, образуя венулы (маленькие вены). Если скорость кровотока увеличивается в 4 раза, а общая площадь поперечного сечения венул составляет 10,0 см 2 , какова общая площадь поперечного сечения капилляров, питающих эти венулы? (б) Сколько вовлечено капилляров, если их средний диаметр равен 10.0 мкм м?

8. Система кровообращения человека насчитывает примерно 1 × 10 9 капиллярных сосудов. Каждый сосуд имеет диаметр около 8 мкм м. Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л / мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

9. (a) Оцените время, необходимое для наполнения частного бассейна емкостью 80 000 л с использованием садового шланга, производящего 60 л / мин. (b) Сколько времени потребуется для заполнения, если вы сможете перенаправить в него реку среднего размера, текущую на высоте 5000 м 3 / с?

10.Скорость потока крови через капилляр с радиусом 2,00 × 10 -6 составляет 3,80 × 10 9 . а) Какова скорость кровотока? (Эта малая скорость дает время для диффузии материалов в кровь и из нее.) (B) Если предположить, что вся кровь в организме проходит через капилляры, сколько их должно быть, чтобы нести общий поток 90,0 см 3 / с? (Полученное большое количество является завышенной оценкой, но все же разумно.)

11. (a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге с 9.Диаметр 00 см, пропускающий 80,0 л воды в секунду? б) Какая скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Вы бы ответили иначе, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

12. Диаметр главного всасывающего воздуховода воздухонагревателя составляет 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если он имеет объем, равный объему внутреннего пространства дома, каждые 15 минут? Внутренний объем дома эквивалентен прямоугольному массиву шириной 13,0 м на 20.0 м в длину на 2,75 м в высоту.

13. Вода движется со скоростью 2,00 м / с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какая скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в сопле этого шланга составляет 15,0 м / с. Каков внутренний диаметр сопла?

14. Докажите, что скорость несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубке Вентури, увеличивается в раз, равный квадрату коэффициента уменьшения диаметра. (Обратное применимо к потоку из сужения в область большего диаметра.)

15. Вода выходит прямо из крана диаметром 1,80 см со скоростью 0,500 м / с. (Из-за конструкции крана скорость потока не меняется.) (A) Какова скорость потока в см 3 / с? (б) Каков диаметр ручья на 0,200 м ниже крана? Пренебрегайте эффектами поверхностного натяжения.

16. Необоснованные результаты Горный ручей имеет ширину 10,0 м и в среднем 2,00 м в глубину. Во время весеннего стока сток в ручье достигает 100 000 м 3 / с.а) Какова средняя скорость потока в этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что неразумно или непоследовательно в помещениях?

Глоссарий

расход:
сокращенно Q , это объем V , который проходит мимо определенной точки в течение времени t , или Q = V / t
литр:
Единица объема, равная 10 −3 м 3

Избранные решения проблем и упражнения

1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *