Аэродинамический расчет воздуховодов: онлайн-калькулятор
Расчет расхода воздуха по кратности (подробнее)
Площадь помещения, м²:
Высота помещения, м:
Кратность воздухообмена:
Расход воздуха: м³/с
Расчет расхода воздуха по количеству людей (подробнее)
Число людей в помещении:
Активность людей в помещении:
Спокойное состояние
Умеренная деятельность
Активная деятельность
Расход воздуха: м³/с
Расчет площади сечения воздуховода (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Рекомендуемая скорость, м/с:
Площадь сечения воздуховода: м²
Стандартные размеры воздуховодов по площади сечения
Прямоугольные воздуховоды Круглые воздуховодыРасчет фактической скорости (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Площадь сечения, м²:
Фактическая скорость воздуха: м/c
Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода (подробнее)
Высота, м:
Ширина, м:
Эквивалентный диаметр: м
Расчет потребляемой мощности вентилятора (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Давление воздуха, Па:
КПД вентилятора, %:
Потребляемая мощность: кВт
Содержание
- Расчет расхода воздуха по кратности
- Расчет расхода воздуха по количеству людей
- Расчет площади сечения воздуховода
- Расчет фактической скорости
- Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода
- Расчет потребляемой мощности вентилятора
Расчет расхода воздуха по кратности
L = n * S * Н / 3600, где:
L — необходимая производительность м³/с;
n — кратность воздухообмена;
S — площадь помещения;
Н — высота помещения, м.
Расчет расхода воздуха по количеству людей
L = N * Lнорм / 3600, где:
L — производительность м³/с;
N — число людей в помещении;
Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:
при отдыхе — 20 м³/ч;
при офисной работе — 40 м³/ч;
при активной работе — 60 м³/ч.
Расчет площади сечения воздуховода
F = Q / Vрек где:
F — площадь сечения воздуховода, м²;
Q — расход воздуха м³/с;
Vрек — рекомендуемая скорость воздуха, м/с. (подбираем из таблицы)
Расчет фактической скорости
По площади F определяют диаметр D (для круглой формы) или высоту A и ширину B (для прямоугольной) воздуховода, м. Полученные величины округляют до ближайшего большего стандартного размера, т.е. Dст , Аст и Вст.
Это делается для того, чтобы рассчитать фактическую скорость.
Vфакт = Q / Fфакт, где:
Vфакт — фактическая скорость воздуха, м/с;
Q — расход воздуха м³/с;
Fфакт — фактическая площадь сечения воздуховода, м².
Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода
DL = (2Aст * Bст) / (Aст + Bст), где:
DL — эквивалентный диаметр, м;
Aст — стандартная высота, м;
Bст — стандартная ширина, м.
Расчет потребляемой мощности вентилятора
N = (Qвент * Pвент) / (1000 * n * 100), где:
N — мощность электродвигателя приточного или вытяжного вентилятора, кВт;
Qвент — расход воздуха вентилятора, м³/с;
Pвент — давление создаваемое вентилятором, Па;
n — КПД (коэффициент полезного действия), %.
Онлайн калькулятор расчета мощности калорифера
Эффективная работа вентиляции зависит от правильного расчёт и подбора оборудования, так как эти два пункта взаимосвязаны между собой.
Для упрощения этой процедуры мы подготовили для Вас онлайн калькулятор расчета мощности калорифера.
Температура внутри помещения °С;
Температура снаружи, °С;
Расход воздуха м³/ч.
Подбор мощности калорифера невозможен без определения типа вентилятора, а расчёт температуры внутреннего воздуха бесполезен без подбора калорифера, рекуператора и кондиционера. Определение параметров воздуховода невозможно без вычисления аэродинамических характеристик. Расчёт мощности калорифера вентиляции ведётся по нормативным параметрам температуры воздуха, и ошибки на этапе проектирования приводят к увеличению затрат, а также невозможности поддержать микроклимат на требуемом уровне.
Калорифер (более профессиональное название «канальный нагреватель») – универсальный прибор, используемый во внутренних системах вентилирования для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов к воздуху, проходящему через систему полых трубок.
Канальные нагреватели различаются способом передачи энергии и разделяются на:
- Водяные — энергия передаётся через трубы с горячей водой, паром.
- Электрические — тэны, получающие энергию от центральной сети электроснабжения.
Существуют также калориферы, работающие по принципу рекуперации: это утилизации тепла из помещения за счёт его передачи приточному воздуху. Рекуперации осуществляется без контакта двух воздушных сред.
Электрический калорифер
Основа – нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через него проходит электрический ток. Между спиралями пропускается холодный уличный воздух, он нагревается и подаётся в помещение.
Электрокалорифер подходит для обслуживания вентсистем небольшой мощности, так как особого расчёта для его эксплуатации не требуется, поскольку все необходимые параметры указываются производителем.
Главный недостаток этого агрегата — инерция между нагревательными нитями, она приводит к постоянному перегреву, и, как следствие, выходу прибора из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.
Водяной калорифер
Основа водяного калорифера – нагревательный элемент из полых металлических трубок, через них пропускается горячая вода или пар.
Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода — снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны.
Водяной канальный нагреватель используется в большей части крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надёжность и ремонтопригодность оборудования.
Кроме нагревательного элемента в состав системы входит: (обеспечивает подвод теплоносителя к обменщику), насос, прямые и обратные клапаны, запорная арматура и блок для автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная температура зимой опускается ниже нуля, предусматривается система предотвращения замерзания рабочих трубок.
Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м3/ч.Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена.
Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:
- Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
- Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
- Среднего расхода воздуха м³/ч..
Остались вопросы? Звоните по телефону: +7 (953) 098-28-01
Вас так же может заинтересовать монтаж вентиляции.
| Aerodynamics | |
| Mass air flow | |
| Volume air flow | |
| Selection of the duct diameter | |
| Selection of the duct dimensions | |
| Circular orifice diameter | |
| Размеры круглого отверстия | |
| Скорость воздуха по площади | |
| Расход воздуха по площади | |
| Скорость воздуха с точки зрения диаметра воздуховодов | |
| Скорость воздуха в терминах размеров протоков | |
| Поток воздуха с точки зрения диаметра протоков | |
| Падение давления на трение в прямоугольном канале | |
| Падение давления по местным потерям | |
| Гидравлика | |
| Расход жидкости с точки зрения производительности. Вода | |
| Расход жидкости в пересчете на мощность. Гликоль | |
| Производительность по диаметру трубопровода. Гликоль | |
| Пропускная способность по потоку жидкости. Вода | |
| Пропускная способность по расходу жидкости. Гликоль | |
| Выбор диаметра трубопровода по расходу жидкости | |
| Выбор диаметра трубопровода по пропускной способности. Вода | |
| Выбор диаметра трубопровода по пропускной способности. Гликоль | |
| Падение давления на трение в трубопроводе. Гликоль | |
| Перепад давления в пересчете на местные потери. Гликоль | |
| Диаметр дроссельного отверстия. Вода | |
| Коэффициент расхода клапана | |
Модификация объема системы. Вода | |
| Изменение объема системы. Гликоль | |
| Термическое удлинение трубопровода | |
| Скорость жидкости | |
| Расход жидкости по диаметру трубопровода | |
| Производительность по диаметру трубопровода. Вода | |
| Падение давления на трение в трубопроводе. Вода | |
| Перепад давления в пересчете на местные потери. Вода | |
| Падение давления на клапане | |
| Отопление | |
| Два материала, защищающие от сопротивления теплопередаче | |
| Внутренняя температура поверхности охраны | |
| Устойчивость к тепловой передаче. Мощность охлаждения воздуха по энтальпии | |
| Мощность электродвигателя вентилятора | |
| Располагаемое давление для естественной вентиляции | |
| Поток воды для увлажнения воздушного пара | |
| емкость для увлажнения в воздухе | |
Воздушный нагрев. | |
| Свойства воздуха | |
| Температура воздушной смеси | |
| Удельная влажность воздушной смеси | |
| Энтальпия воздушной смеси | |
| Относительная влажность воздушной смеси | |
| Плотность воздуха | |
| Специфический воздух. | |
| Парциальное давление | |
| Температура точки росы | |
| Температура по влажному термометру в зависимости от относительной влажности | |
| Температура влажной лампы с помощью энтальпии | |
| Удельная влажность в воздухе с точки зрения энтальпии | |
| Удельная влажность в воздухе с точки зрения относительной влажности | |
| . | Энтальпия воздуха в пересчете на относительную влажность |
| Относительная влажность воздуха в пересчете на удельную влажность | |
| Относительная влажность воздуха в пересчете на энтальпию | |
| Свойства жидкости | |
Температура замерзания. Гликоль | |
| Плотность. Вода | |
| Плотность. Гликоль | |
| Удельная теплоемкость. Вода | |
| Удельная теплоемкость. Гликоль | |
| Кинематическая вязкость. Вода | |
| Кинематическая вязкость. Гликоль | |
| Температура конденсации. Хладагент | |
| Температура кипения. Хладагент | |
| Давление конденсации. Хладагент | |
| Давление кипения. Refrigerant | |
| Engineering geometry | |
| Surface area of the circular section insulation | |
| Surface area of the rectangular section insulation | |
| Equivalent diameter | |
| Steel pipeline mass | |
| Surface area круглого воздуховода | |
| Площадь поверхности прямоугольного воздуховода |
в круглом каналеВоздуховоды – практическое руководство для применения в автоспорте «принудительный» воздушный поток.
Аэродинамики узнают все о теории, и это, безусловно, полезно и важно, когда вы расширяете границы возможного, но не жизненно важно, если у вас есть немного менее сложная работа, связанная с воздушным потоком. Я надеюсь, что это может дать вам преимущество, не нуждаясь в годах обучения. Это не всегда очень просто, и я не могу охватить здесь все, но вот несколько практических советов.Воздушные каналы предназначены для захвата воздуха, в идеале, из чистого источника высокой энергии и подачи его к месту, где он должен использоваться (обычно для какого-либо охлаждения или для «питания» двигателя).
Мягко расширять воздух — это правильно. Часто нет места, чтобы сделать это реалистично, но вот пример воздуховода, который выиграл от создания пространства.
Этот Mini забирал воздух для двигателя из моторного отсека. Входы в карбюратор находятся за двигателем и над выхлопной трубой, поэтому явно не идеальное место, если погода уже теплая. Поскольку машина использовалась для восхождения на холм (хорошим другом Ричардом Маршаллом) и не нуждалась в фарах, Ричард (под некоторым руководством человека, который немного разбирается в аэродинамике – тогда это был бы я 🙂 ) сделал запись и расширитель для подачи в двигатель холодного воздуха под высоким давлением.
Ричард Маршалл прокомментировал: « Если я правильно помню, мы провели регистрацию давления в установке, и она создавала положительное давление точно при расчетной скорости автомобиля/двигателя.
» Воздуховод был добавлен примерно в 1990 году. тогдашние системы регистрации, поэтому было естественно, что он хотел измерить влияние воздуховода.
Есть множество научных статей, в которых объясняется, что для такого расширяющегося воздуховода требуется не более 7 градусов. Зачем расширять? В основном потому, что вы можете использовать скорость транспортного средства для преобразования этой энергии скорости (мы называем это полным давлением) в статическое давление (думайте о нем как о давлении, которое давит на поверхности, если они есть) и в плотность воздуха – и вы получаете это высокое давление воздуха на большую площадь. Большая плотность означает, что больше воздуха (молекулы кислорода в данном случае являются важным элементом) попадает в двигатель (и в этом случае он также холоднее = еще больше плотности).
Два ранних диффузионных канала запомнились мне из-за их удивительного (в то время) влияния на производительность. Один предназначался для тормозов и охлаждения водителя принадлежащего лорду Дауну Aston Martin Nimrod (1983 г.
). Чтобы отдать должное стилю традиционной решетки радиатора Aston, мы поместили два овальных входа для охлаждения внизу рядом с основным входом радиатора в передней части автомобиля. Это был идеальный размер (не повезло) для двух воздуховодов диаметром 50 мм (я думаю) (с каждой стороны). Мы просто соединили армированные проволокой гибкие воздуховоды (известные в просторечии как ослиный член): один для охлаждения тормозов и один для подачи воздуха в кабину для водителя.
Снимок сделан в автоцентре Heritage, где был выставлен хороший экземпляр. http://www.heritage-motor-centre.co.uk/
К сожалению, тормоза перегрелись, и водитель тоже чувствовал себя изрядно потрепанным. Нужно было что-то делать, и быстро. По совету бывалого ставим за входом расширитель (рассеиватель). Как и во всех модернизированных частях, пространство было в большом почете. Чтобы сделать площадь достаточно большой, чтобы выйти на 3 воздуховода того же размера, что и исходные 2, нам просто не хватило длины (зазора до существующих механических компонентов) для достижения желаемой площади.
Мы выбрали довольно агрессивный угол, около 15 градусов, только в одной плоскости, который никогда не останется прикрепленным, но мы добавили два сплиттера, чтобы контролировать расширение в каждой части воздуховода примерно до 5 градусов. У нас не было ни инструментов, ни времени для экспериментов. При тестировании это казалось чудом. Водитель прокомментировал, что его будто вышибло из кабины, а тормоза работали хорошо в пределах температуры краски, которую мы наносили на обод дисков (в отличие от предыдущих). С точки зрения водителя это казалось чудом, потому что мы забирали воздух из одного и того же места, отдавая ему треть воздуха, а не половину, но проходило больше. Однако мы увеличили давление в воздуховоде до уровня выше уровня кабины, и в этом была вся разница. На самом деле, в Ле-Мане мы потеряли дверь на главной прямой на максимальной скорости (буквально оторвало из-за разницы давлений внутри и снаружи) и пришлось усиливать крепления! Возможно, это одна из причин, почему я помню эспандеры!
Предостережение о разветвителях.
Разветвители в воздуховоде обычно представляют собой простые плоские листы материала (мы использовали алюминий). Острая передняя кромка может привести к отрыву прямо на передней кромке, если воздушный поток не выровнен. Я предлагаю, чтобы сплиттер начинался там, где у вас есть высокая уверенность в угловатости потока, чтобы свести к минимуму риск этого. Кроме того, существует некоторое трение кожи с обеих сторон любого листа, так что это также необходимо учитывать, если вы устанавливаете сплиттеры в воздуховод. Более длинный воздуховод с малым углом расширения немного лучше, чем более короткий воздуховод с двойным углом и с делителем, потому что поверхностное трение вызывает рост «пограничного слоя», который растет с нелинейной скоростью (сначала быстрый рост). Следовательно, если вы проектируете воздуховод с нуля, поэкспериментируйте с длиной и скоростью расширения, чтобы попытаться свести к минимуму количество сплиттеров, чтобы получить каждую ветвь воздуховода примерно до 7 градусов.
Слишком заморачиваться о пограничных слоях не стоит, но они важны. Воздух, движущийся вблизи поверхности, замедляется — вы можете думать об этом как о трении. Отделка поверхности может изменить то, как формируются и ведут себя пограничные слои, но эффект, как правило, незначителен по сравнению с задействованными формами и, возможно, предметом некоторых будущих сообщений, а теперь мы начинаем немного углубляться в науку… Для очень Обработка поверхности длинных тел (не для автоспорта) и трение кожи могут стать основными факторами сопротивления и распределения воздушного потока.
Еще один расширитель воздуховода/диффузор, который я хорошо помню (потому что это было бесплатное исполнение, а также потому, что менеджера группы это тошнило [он показался мне бледно-зеленым после тестирования]), был установлен на входах воздушной камеры Nimrod — I объясню.
У нас была небольшая воздушная камера на Nimrods, в которую воздух подавался по воздуховодам оригинальной конструкции NACA. Я говорю подлинный, потому что большинство воздуховодов в стиле NACA, которые вы видите на гоночных автомобилях, не имеют ничего общего с этим. Это утверждение особенно относится к тем, которые вы можете купить онлайн для использования в автоспорте. Воздуховод NACA хорошо работает с острыми боковыми краями, позволяя образовываться вихрям с каждой стороны, что редко встречается на более низких уровнях автоспорта. На самом деле, вы можете повысить эффективность охлаждения за счет сопротивления, добавив небольшой отрезок к боковым кромкам. Способ закрытия воздуховода также является важной (часто игнорируемой) конструктивной особенностью. После закрытия воздуховода необходим расширитель для преобразования динамического давления (скорости/энергии) в статическое (представьте, что это поверхностное) давление. Это также то, чего не хватает коммерчески доступным воздуховодам.
Некоторые из нас настаивали на том, чтобы установить простые сборные диффузоры на заднюю часть воздуховодов NACA таким образом, чтобы это было совместимо со снятием крышки двигателя и давало воздуховодам больше шансов подавать в двигатель воздух под высоким давлением. Скептики в команде не были уверены, что это вообще что-то изменит. Поэтому в день рекламы, когда люди могли ездить на «такси», было решено, что Ричард Уильямс (менеджер нашей команды) сядет в машину, чтобы оценить работу наших расширенных диффузоров.
Затем мы устанавливали рассеивающие удлинители, и тест повторялся.Без удлинителей вытеснение воды было относительно небольшим, и, честно говоря, я не помню, в каком направлении двигалась вода для этого базового теста. Ричарда тошнило (хотела вырвать) из-за того, что его швыряло в гоночной машине, и он отчаянно пытался сосредоточиться на уровне воды в прозрачных пластиковых трубках. Я даже не уверен, было ли у нас реальное место со стороны пассажира, поэтому ему приходилось одновременно держаться за дуги безопасности — довольно сложная задача! С установленным расширителем был сделан второй проход, и разница была значительной и очевидной. Ричард чуть не принял небольшой душ, пока вода от двигателя отталкивалась в кабину. На этом дискуссия о рассеивающих расширителях закончилась — с этого момента они стали стандартными.
Расширители (но не воздуховоды NACA, к сожалению) видны в верхней части изображения перед воздушной коробкой. Изображение благодаря AMR1.uk и «Vantage Summer 2014».
Изображение добавлено позже. Найдено на сайте музея благодаря Хуану Карлосу Сантестебану. Каналы нака в крыше Нимрода. Посмотрите, насколько они длиннее коммерческих «воздуховодов», которые вы можете купить.
Другие комментарии о воздуховодах. Запись — очень важная вещь, и ее размер — ее часть. Не поддавайтесь искушению пойти на вход монстра, чтобы попытаться «протаранить» воздух во что-то — это не выход. Главным штрафом, скорее всего, будет большее сопротивление, а преимущества будут тривиальными или отрицательными. Воздух не будет разгоняться быстрее, чем автомобиль, если есть засорение воздуховода дальше по линии, как это всегда бывает с тормозными или радиаторными каналами. Весьма вероятно, что воздух будет течь быстро, если приближающийся воздух имеет высокую скорость (энергию) или высокое статическое давление, и будет замедляться или (в некоторых случаях) двигаться назад, если есть части входа воздуховода, которые «питаются» воздухом низкого давления и/или низкой энергии.
Хитрость заключается в том, чтобы собрать воздух в месте, где много энергии и давления, а затем осторожно расширить его и направить именно туда, где он необходим.
Также будьте осторожны с ориентацией воздуховодов. Вход должен быть выровнен с потоком, иначе вы можете отключить воздух на входе. Там, где выравнивание потока изменяется во время использования автомобиля (изменение угла наклона переднего крыла, изменение шага и т. д.), используйте небольшой радиус на передней кромке, чтобы обеспечить возможность изменения выравнивания.
Входы для охлаждения радиатора. С фиксированной точкой блокировки (например, радиатором) вы можете увеличить скорость расширения сверх нормального предела в 7 градусов по мере приближения к самой сердцевине (аэродинамическая блокировка). Это трюк, который многие специалисты по аэродинамике используют во всевозможных приложениях. Поэтому используйте увеличение расширения по мере приближения к сердцевине радиатора. Это хорошая стратегия в любом случае, если вы можете.
Вход радиатора должен составлять не менее 20% площади сердечника для большинства применений в автоспорте. Конечно, на это влияет скорость автомобиля, площадь радиатора, отвод тепла и т. д., но это хорошая отправная точка. Если вы идете значительно больше, вы, как правило, платите цену некоторого сопротивления. Крайним примером был автомобиль BAR Honda Bonneville F1. Я уменьшил площадь входа как часть пакета снижения лобового сопротивления, и почти все, кроме меня, были убеждены, что он перегреется и никогда не сможет работать с таким маленьким входом (особенно в жару в Бонневилле). Это не было проблемой, потому что почти все его движение было на высокой скорости, а отвод тепла такой же, как при буксировке автомобиля с гораздо более высоким сопротивлением (поэтому он движется медленнее, но вырабатывает такое же количество тепловой энергии). В любом случае нам нужно было уменьшить лобовое сопротивление, которое дал нам обновленный кузов.
Нам нужна была дополнительная длина, чтобы иметь возможность направить воздух обратно в область радиаторов.
Оставьте не менее четверти площади радиатора для вашего выхода. Это разумная отправная точка, особенно если у вас нет доступа к хорошим ресурсам для тестирования CFD или аэродинамической трубы. Выходной воздуховод добавляет вес, и в F1 их очень мало. Многие из тех, что я тестировал, были хуже, чем позволить воздуху проникать в упакованные предметы первой необходимости под кузовом автомобиля, а средняя скорость полета очень низкая. Следовательно, если у вас нет инструментов для оценки производительности выходного воздуховода, не используйте его — и поместите любой выход там, где он нанесет наименьший ущерб (или наибольшую пользу :-)). Для Empire Wraith я проверил каждое физически возможное положение выхода (включая несколько воздуховодов) — сзади и сбоку — лучшие места для этой машины.
В большинстве клубов, занимающихся автоспортом, люди, строящие свои собственные автомобили, не направляют воздух полностью к сердцевинам радиаторов, а некоторые даже не герметизируют зазоры вокруг радиатора.
Если у вас есть такая машина, и у нее есть проблемы с охлаждением, то сначала прикрепите радиатор к кузову, чтобы практически весь воздух проходил через сердцевину. Если это не дает вам достаточного охлаждения, тогда попробуйте отводить воздух с помощью плавно увеличивающегося расширителя/диффузора.
Входы Airbox для автоспорта. Вы можете рассчитать среднюю скорость воздуха на входе в коробку, которую двигатель проглотит на полном газу. Для турбодвигателя умножьте на коэффициент давления наддува (к атмосферному давлению). См. мой пост «Контроль над властью». Поэтому, если у вас есть гоночный автомобиль, надеюсь, у него достаточно мощности, чтобы раскрутить колеса до определенной скорости. Ниже этой скорости вам не нужно давление в воздушной камере. Большой вход будет иметь тенденцию (при прочих равных условиях) к большему сопротивлению. Если у вас есть длина воздуховода, чтобы иметь возможность изменять размеры входов в зависимости от скорости и при этом иметь прикрепленный поток, то вы находитесь в хорошем положении.