Расчет сечения и диаметра воздуховодов промышленной вентиляции
При создании системы промышленной вентиляции очень важно рассчитать сечение и диаметр воздуховодов. Если этого не сделать, то размер каналов не позволит организовать правильный режим воздухообмена в цехах и других помещениях.
Воздуховоды большего диаметра, чем нужно, снизят скорость потока воздуха, а также займут лишнее место в помещении. Меньший размер приведет к увеличению давления потока и, как итог, к сквознякам и чрезмерному охлаждению помещений.
Поэтому так важно подобрать правильные параметры воздуховодов. Для этого производится расчет площади сечения по следующей формуле:
Sc=L*2,778/V
Есть и альтернативная формула:
S = L : k × V,
Коэффициент К в этом случае равен 3600.
Определение фактической площади воздуховода
Регулярную площадь вентиляции для круглых вентканалов высчитывают по формуле:
S = (π x D2) : 400,
где:
- S — фактическая площадь;
- D — диаметр.
Для трубопроводов прямоугольного сечения:
S = (А х В) : 100,
где:
- S — фактическая площадь;
- D — диаметр;
- А — высота воздуховода;
- В — ширина конструкции.
Площадь сечения для трубы с овальным сечением высчитывают по формуле:
S = π × А × В : 4,
где:
- А — больший диаметр овала;
- В — меньший диаметр соответственно.
Есть и другие формулы для высчитывания площади воздуховода.
Найденная площадь сечения легко позволяет определить диаметр круглых каналов. Умножаем значение на 4 и делим на число «пи», после чего извлекаем из результата квадратный корень.
Затем по таблицам находим наиболее близкий к расчетному диаметр воздушных каналов, который и станет оптимальным вариантом.
Обычно таблицы составляются так, чтобы максимально упростить расчеты. В них сразу вставлен столбец «площадь сечения», поэтому делить на число «пи» и извлекать корень не требуется.
Для прямоугольных каналов определение размеров сторон производится по таблицам, т.е. тем же способом.
В приведенной формуле присутствует скорость потока. Во время предыдущих расчетов она не была определена. Этот параметр является табличным значением, взятым из перечня рекомендованных скоростей воздуха в каналах.
Например, для промышленных зданий скорость потока в магистрали принимается в диапазоне 6-12 м/с, а для гражданских — 5-6 м/с. На боковых отводах (местных участках линии) показатель ниже и составляет 4-5 м/с. На распределительных каналах (конечных точках подачи потока в помещения) скорость падает до 1,5-2 м/с.
Размер воздуховода определяет пропускную способность и режим перемещения воздушного потока. Кроме того, он формирует величину таких параметров, как:
- уровень шума
- аэродинамическое сопротивление
- величина вибрации
Эти показатели определяют эксплуатационные качества внутренних воздуховодов.
Находиться весь рабочий день в помещении, где имеются шумные и вибрирующие трубопроводы чрезвычайно утомительно, может возникнуть головная боль и плохое самочувствие. Существуют определенные санитарные нормы, ограничивающие величину этих показателей.
Определение размеров наружных (магистральных) каналов базируется на потребностях системы, не учитывая степень воздействия на организм человека. В качестве основной задачи принимается расчет пропускной способности при заданном режиме движения потока — скорости и давлении воздуха. При этом, ограничивающими факторами являются экономичность и условия монтажа.
Слишком большие трубопроводы сложны в установке и требуют значительных денежных вложений, поэтому принято несколько увеличивать давление с целью обеспечения нужной пропускной способности.
Расчет габаритов воздухопровода
Габаритные размеры воздухопроводов рассчитываются по двум основным значениям:
- производительность всей системы или данного участка
- скорость перемещения воздушного потока
Производительность всей системы определяется характеристиками вентиляционных установок за вычетом потерь.
Если расчет касается отдельной ветки, величина принимается пропорционально размерам и объемам воздуха, необходимого для подачи в помещения, обслуживаемые этой линией.
Используется формула, рассмотренная выше. Полученная величина сечения канала служит основой для определения размеров воздуховодов. В каталоге разыскивается это значение (или максимально близкое к нему) и определяется диаметр или стороны воздушного канала.
Необходимо учитывать, что расчетные значения получены из «чистых» теоретических формул, не учитывающих множество неблагоприятных факторов. Поэтому рекомендуется увеличивать полученное значение на некоторую величину.
Обычно коэффициент запаса составляет 10-15 %, но в сложных условиях нередко он доходит до 30 или даже 50 %. Однако, подобное увеличение должно быть обосновано и подтверждено расчетами или практическими испытаниями. В противном случае могут появиться технологические и финансовые сложности.
Важно помнить, что уменьшение размеров влечет за собой появление повышенного давления и скорости потока, которые сказываются на режиме работы системы и создают повышенную нагрузку на вентиляторы.
Увеличение размеров, наоборот, снижает давление в системе и делает работу оборудования более стабильной и легкой.
Однако, неоправданное увеличение размеров каналов отрицательно воздействует на протяженные линии, поскольку пониженное давление в сочетании с потерями и общим показателем падения давления способны вывести вентиляционную систему из заданного режима. Потребуется установка канальных вентиляторов, придающих потоку дополнительный импульс.
Это означает повышенные расходы на приобретение, монтаж и обслуживание установок. Кроме того, возрастают затраты на электроэнергию. В сумме расходы, вызванные непродуманным увеличением размеров воздуховодов способны образовать серьезные финансовые потери.
Подбор воздуховодов по расходу воздуха
Как правило, расход воздуха является основным критерием выбора воздуховодов. Именно по нему производится расчет площади сечения и размеров канала. Такой способ является базовым методом определения параметров вентиляционных систем или отдельных линий.
Расчет или выбор воздуховодов по другим критериям встречается крайне редко и может быть обусловлен только технологической необходимостью или особенностями помещения.
Например, нет возможности организовать проход через перекрытия или кровлю каналов нужного размера и приходится уменьшать их параметры. Чаще всего в таких ситуациях линию разветвляют, разделяя поток на две подсистемы, которые затем вновь объединяют в одну линию.
Подобные мероприятия сложны и требуют больших трудовложений, поэтому прибегают к ним только вынужденно, при отсутствии альтернативных решений.
Для обычных, стандартных систем, не имеющих специфических требований к режиму вентиляции или сложностей в размещении каналов, определение размеров производится по таблицам.
В них отображен расход воздуха при разных показателях скорости потока. Выбирая значения, максимально приближенные к существующим в реальности, получают оптимальный размер воздуховодов.
Остается только приобрести такие каналы и выполнить монтажные работы.
Необходимо учитывать, что подобный метод годится только для общеобменных систем вентиляции и не подходит для специализированных линий, требующих отдельного расчета по собственной методике.
Эквивалент круглого воздуховода
Большинство существующих таблиц трения воздуховодов основаны на круглых воздуховодах. Это означает, что если вы работаете с прямоугольным воздуховодом или плоским овальным воздуховодом, вам нужно будет придумать эквивалентный размер круглого воздуховода, если вы используете какую-либо другую форму поперечного сечения, например, прямоугольный воздуховод или плоский овальный воздуховод. Термины Круглый эквивалент воздуховода и Эквивалентный диаметр звучат как одно и то же, но технически это два разных понятия с разными формулами для их расчета.
Формулы круглого эквивалента воздуховода публикуются ASHRAE и используются для сравнения воздуховодов различной формы с точки зрения их пропускной способности по воздуху и позволяют использовать диаграмму трения воздуховодов, основанную на круглом воздуховоде, для воздуховодов других форм.
Формула эквивалентного диаметра опубликована AMCA и используется для определения эффективной длины воздуховода.
Вам может быть интересно, почему воздуховоды вообще бывают разной формы. Если нет ограничений по пространству, то для данного объема воздуха при заданном коэффициенте трения круглый воздуховод, вероятно, будет лучшим выбором по ряду причин, включая:
- Меньший вес, что влияет как на конструкцию, так и на стоимость.
- Меньший периметр, что означает меньшие затраты на изоляцию и меньшую площадь поверхности для передачи тепла.
- Меньше низкочастотного шума прорыва; т.е. прямоугольные воздуховоды чаще грохочут.
Квадратные воздуховоды имеют аналогичные характеристики. Но по мере того, как соотношение сторон квадратного воздуховода начинает увеличиваться выше 1 (более широкий и тонкий воздуховод), тогда площадь поперечного сечения воздуховода, необходимая для подачи заданного расхода при заданном коэффициенте трения, будет увеличиваться, поскольку квадратные дюймы площади, содержащиеся в нем, будут увеличиваться.
на дюйм периметра начинает падать по сравнению с тем, что было бы для квадратного воздуховода или прямоугольного воздуховода.
Интересным аспектом того факта, что воздуховод с большим удлинением требует большего поперечного сечения для подачи заданного расхода при заданном коэффициенте трения, является то, что скорость в воздуховодах с большим удлинением будет ниже, чем для квадратный или круглый воздуховод, по которому течет один и тот же поток с одинаковым коэффициентом трения. Поскольку падение давления в фитинге воздуховода является функцией скоростного давления, а скоростное давление является функцией квадрата скорости, из вышеизложенного следует, что плохая конструкция фитинга будет более серьезной проблемой в круглом или квадратном воздуховоде по сравнению с той же конструкции фитинга, применяемой в воздуховоде с более высоким соотношением сторон, размер которого соответствует тому же расходу воздуха и коэффициенту трения.
В приведенной ниже таблице показаны некоторые пункты, сделанные выше.
По мере увеличения размеров воздуховода количество квадратных дюймов, занимаемых каждым дюймом периметра, также увеличивается. Это означает, что при заданном коэффициенте трения большие каналы будут иметь гораздо более высокие скорости (и, следовательно, работать при гораздо более высоких скоростных давлениях), чем маленькие каналы. Это, в свою очередь, означает, что неправильная конструкция фитинга в большом воздуховоде может быть гораздо более серьезной проблемой, чем такая же неправильная конструкция фитинга в маленьком воздуховоде, потому что потери через фитинг являются функцией скоростного давления, которое, в свою очередь, является функция квадрата скорости.
В таблице ниже показано это явление.
ASHRAE определяет это как диаметр прямоугольного воздуховода, который имеет одинаковое сопротивление потоку при одинаковом расходе и длине. Это не то же самое, что термин AMCA Equivalent Duct, который будет обсуждаться в следующем разделе.
ASHRAE также публикует формулу для расчета круглого эквивалента плоскоовального воздуховода.
Стандарт AMCA 201 определяет термин «эквивалентный диаметр воздуховода» как диаметр круга, имеющего ту же площадь поперечного сечения, что и другая геометрическая форма. Другими словами, термин эквивалентности AMCA ориентирован на эквивалентность размеров, тогда как термин эквивалентности ASHRAE ориентирован на эквивалентность обработки воздуха. Таким образом, термины представляют собой два разных понятия, и результаты формул нельзя использовать взаимозаменяемо.
Как найти периметр прямоугольника
Все ресурсы по базовой геометрии
9 Диагностические тесты 164 практических теста Вопрос дня Карточки Learn by Concept
← Предыдущая 1 2 3 4 5 6 Следующая →
Справка по базовой геометрии » Плоская геометрия » Четырехугольники » Прямоугольники » Как найти периметр прямоугольника
Учитывая прямоугольник на диаграмме, каков периметр прямоугольника?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Периметр прямоугольника находится путем сложения длин всех четырех сторон.
Поскольку две длинные стороны равны 12 см, а две более короткие стороны равны 7 см, периметр можно найти по формуле:
Периметр равен 38 см.
Сообщить об ошибке
Одна сторона прямоугольника равна 7 дюймам, а другая — 9 дюймам. Чему равен периметр прямоугольника в дюймах?
Правильный ответ:
Объяснение:
Чтобы найти периметр прямоугольника, сложите длины его четырех сторон. Если у вас есть только ширина и высота, то вы можете легко найти все четыре стороны (каждая из двух сторон равна высоте, а две другие стороны равны ширине). Умножьте высоту и ширину на два и сложите результаты.
Сообщить об ошибке
Прямоугольник имеет площадь . Ширина в четыре раза меньше длины. Что такое периметр?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Для прямоугольника площадь равна , а периметр – , где длина и ширина.
Пусть = длина и = ширина.
Уравнение площади для решения становится , или .
Чтобы разложить на множители, найдите сумму двух чисел до -4 и умножьте на -96. -12 и 8 будут работать:
x 2 + 8x – 12x – 96 = 0
x(x + 8) – 12(x + 8) = 0
(x – 12)(x + 8) = 0
Приравнять каждый множитель к нулю и решить:
или .
Следовательно, длина равна , а ширина равна , что дает периметр .
Сообщить об ошибке
Владелец ранчо хочет окружить свое прямоугольное поле забором из колючей проволоки, который стоит 1,75 доллара за фут. Размер поля 200 ярдов на 400 ярдов. Сколько будет стоить забор?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Преобразуйте размеры из ярдов в футы, умножив их на 3: Это дает размеры 600 футов и 1200 футов.
.
Умножьте это на стоимость забора за фут:
Сообщить об ошибке
Прямоугольник имеет длину в дюймах и ширину в дюймах, найдите периметр прямоугольника.
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Чтобы найти периметр любого прямоугольника, сложите все стороны:
20 + 20 + 12 + 12 = 64 дюйма
Вы также можете использовать эту формулу:
, где P = периметр , l = длина, w = ширина
Эта формула исходит из того, что в каждом прямоугольнике есть 2 длины и 2 ширины.
Сообщить об ошибке
Найдите периметр этого прямоугольника.
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Помните, что периметр прямоугольника равен сумме всех четырех сторон:
Из рисунка видно, что A=6 и B=24.
Сообщить об ошибке
Прямоугольник имеет площадь 56 квадратных футов и ширину 4 фута. Чему равен периметр прямоугольника в футах?
Возможные ответы:
14
120
28
30
36
90 90 900 55 Правильный ответ: 36
90 900 90 Пояснение:
Разделите площадь прямоугольника на ширину, чтобы найти длину 14 футов. Периметр — это сумма длин сторон, которая в данном случае равна 14 футам + 4 футам + 14 футам + 4 футам или 36 футам.
Сообщить об ошибке
Площадь прямоугольника , а ширина этого прямоугольника в два раза больше его высоты. Чему равен периметр прямоугольника?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Площадь прямоугольника равна произведению ширины на высоту, и нам говорят, что в этом прямоугольнике ширина в два раза больше высоты.
Следовательно, .
Подставьте значение площади:
Решите для , чтобы найти ширину 4 дюйма. Используя нашу формулу выше, высота должна быть 8 дюймов. Затем складываем все стороны прямоугольника вместе, чтобы найти периметр:
Сообщить об ошибке
Роберт проектирует прямоугольный сад. Он хочет, чтобы площадь сада составляла 9 квадратных метров. Если длина участка будет на три метра меньше, чем удвоенная ширина, то каков будет периметр участка в метрах?
Возможные ответы:
10
1,5
3
6
12
Правильный ответ:
12
Объяснение:
Пусть l – длина сада, а w – ширина.
По условиям задачи l = 2w-3.
Подставьте это для длины в формулу площади:
A = l x w = (2w – 3) x w = 9
Найдите ширину:
2w²- 3w – 9 =0
(2w + 3) (w – 3) = 0
w равно 3 или -3/2, но у нас не может быть отрицательной ширины, поэтому w = 3.