Расчет воздуховодов программа. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода
Комментариев:
- Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
- Расчет габаритов воздухопровода
- Подбор габаритов под реальные условия
Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.
Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.
Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:
- Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
- Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки. Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
- Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.
В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.
Таблица 1
Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.
Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.
Вернуться к оглавлению
Расчет габаритов воздухопровода
Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:
В этой формуле:
- ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
- L – расход воздуха, м 3 /ч;
- S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;
Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.
Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:
S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.
Порядок расчета размера воздухопровода следующий:
- Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
- Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
- По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
- В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
- В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.
То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в должна обеспечивать выполнение существующих норм.
Что учитывается при определении скорости движения воздуха
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?
Уровень шума в помещении
В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.
Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.
Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении
Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.
Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.
При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.
Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.
Таблица 3. Параметры микроклимата.
Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции.
С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.
Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.
| Бытовые | |
| Бытовые помещения | Кратность воздухообмена |
| Жилая комната (в квартире или в общежитии) | 3м 3 /ч на 1м 2 жилых помещений |
| Кухня квартиры или общежития | 6-8 |
| Ванная комната | 7-9 |
| Душевая | 7-9 |
| Туалет | 8-10 |
| Прачечная (бытовая) | 7 |
| Гардеробная комната | 1,5 |
| Кладовая | 1 |
| Гараж | 4-8 |
| Погреб | 4-6 |
| Промышленные | |
| Промышленные помещения и помещения большого объема | Кратность воздухообмена |
| Театр, кинозал, конференц-зал | 20-40 м 3 на человека |
| Офисное помещение | 5-7 |
| Банк | 2-4 |
| Ресторан | 8-10 |
| Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная | 9-11 |
| Кухонное помещение в кафе, ресторане | 10-15 |
| Универсальный магазин | 1,5-3 |
| Аптека (торговый зал) | 3 |
| Гараж и авторемонтная мастерская | 6-8 |
| Туалет (общественный) | 10-12 (или 100 м 3 на один унитаз) |
| Танцевальный зал, дискотека | 8-10 |
| Комната для курения | 10 |
| Серверная | 5-10 |
| Спортивный зал | не менее 80 м 3 на 1 занимающегося и не менее 20 м 3 на 1 зрителя |
| Парикмахерская (до 5 рабочих мест) | 2 |
| Парикмахерская (более 5 рабочих мест) | 3 |
| Склад | 1-2 |
| Прачечная | 10-13 |
| Бассейн | 10-20 |
| Промышленный красильный цел | 25-40 |
| Механическая мастерская | 3-5 |
| Школьный класс | 3-8 |
Алгоритм расчетов
Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем.
Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.
Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.
Самостоятельный расчет
К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:
V – скорость потока воздуха в м/с;
L – расход воздуха в м 3 /ч;
S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .
Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:
В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.
С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.
L = 3600×S (м 3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.
Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.
По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.
Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии.
Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.
Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:
После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.
Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток.
Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.
Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.
Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.
Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.
| Тип и место установки воздуховода и решетки | Вентиляция | |
| Естественная | Механическая | |
| Воздухоприемные жалюзи | 0,5-1,0 | 2,0-4,0 |
| Каналы приточных шахт | 1,0-2,0 | 2,0-6,0 |
| Горизонтальные сборные каналы | 0,5-1,0 | 2,0-5,0 |
| Вертикальные каналы | 0,5-1,0 | 2,0-5,0 |
| Приточные решетки у пола | 0,2-0,5 | 0,2-0,5 |
| Приточные решетки у потолка | 0,5-1,0 | 1,0-3,0 |
| Вытяжные решетки | 0,5-1,0 | 1,5-3,0 |
| Вытяжные шахты | 1,0-1,5 | 3,0-6,0 |
Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%.
Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.
Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.
В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.
1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.
Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:
- Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
- Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.
Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха.
Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
P = R*l + z,
где R – потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l z – потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x – коэффициент сопротивления трения, l – длина воздуховода в метрах, d – диаметр воздуховода в метрах, v y g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2.
Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
z = Q* (v*v*y)/2g,
где Q – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v – скорость течения воздуха в м/с, y – плотность воздуха в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
- Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
- Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
- Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
- Вычисляем потери давления на трение Pтр.
- По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
- Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
| Назначение | Основное требование | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Бесшумность | Мин. потери напора | ||||
| Магистральные каналы | Главные каналы | Ответвления | |||
| Приток | Вытяжка | Приток | Вытяжка | ||
| Жилые помещения | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Гостиницы | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Учреждения | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Рестораны | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Магазины | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.
Метод постоянной потери напора
Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.
- В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
- По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
- Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
- Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
- Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов
Использование прямоугольных воздуховодов
В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.
Замечания:
- Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
- Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты). В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной – его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
| Размеры | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 250 | 210 | 245 | 275 | |||||
| 300 | 230 | 265 | 300 | 330 | ||||
| 350 | 245 | 285 | 325 | 355 | 380 | |||
| 400 | 260 | 305 | 345 | 370 | 410 | 440 | ||
| 450 | 275 | 320 | 365 | 400 | 435 | 465 | 490 | |
| 500 | 290 | 340 | 380 | 425 | 455 | 490 | 520 | 545 |
| 550 | 300 | 350 | 400 | 440 | 475 | 515 | 545 | 575 |
| 600 | 310 | 365 | 415 | 460 | 495 | 535 | 565 | 600 |
| 650 | 320 | 380 | 430 | 475 | 515 | 555 | 590 | 625 |
| 700 | 390 | 445 | 490 | 535 | 575 | 610 | 645 | |
| 750 | 400 | 455 | 505 | 550 | 590 | 630 | 665 | |
| 800 | 415 | 470 | 520 | 565 | 610 | 650 | 685 | |
| 850 | 480 | 535 | 580 | 625 | 670 | 710 | ||
| 900 | 495 | 550 | 600 | 645 | 685 | 725 | ||
| 950 | 505 | 560 | 615 | 660 | 705 | 745 | ||
| 1000 | 520 | 575 | 625 | 675 | 720 | 760 | ||
| 1200 | 620 | 680 | 730 | 780 | 830 | |||
| 1400 | 725 | 780 | 835 | 880 | ||||
| 1600 | 830 | 885 | 940 | |||||
| 1800 | 870 | 935 | 990 |
Что такое FPM и CFM? – Обзоры Вики
ФПМ относится к «воздушная скорость», создаваемая сушилка, измеряемая в футах в минуту. CFM — это мера «потока воздуха», выраженная в кубических футах в минуту. Другими словами, FPM измеряет скорость движения воздуха, а CFM измеряет скорость движения воздуха.
Из этого следует, что означает FPM в HVAC? В приложениях HVAC/R полезно понимать методы, используемые для определения скорости воздуха. Скорость воздуха (расстояние, пройденное за единицу времени) чаще всего выражается в футов в минуту (ФПМ).
Как вы рассчитываете FPM в HVAC? Расчет CFM
- CFM = FPM x Площадь поперечного сечения воздуховода.
- фут/мин = 4005 х √,45.
- FPM = 2,686.
- CFM = 2,686 x площадь поперечного сечения воздуховода.
- A (площадь поперечного сечения воздуховода) = X (высота в футах) x Y (ширина в футах)
- A = 1.07 кв. Футов.
- CFM = FPM x Площадь поперечного сечения воздуховода.
- CFM = 2,686 x 1.07 кв. Футов.
Дополнительно Как рассчитать скорость воздуха? В HVAC иногда полезно рассчитать скорость воздуха в воздуховодах. 3 / с.
Как рассчитать HVAC CFM? Расчет CFM включает деление общего объема помещения на интервал воздухообмена. Чтобы рассчитать объем комнаты, вы измеряете ее длину, ширину и высоту в футах и умножаете их. Разделив это число на скорость изменения, вы получите требуемый расход воздуха в кубических футах в минуту.
Что такое скоростное давление в воздуховоде? Давление скорости это давление, необходимое для ускорения воздуха от нулевой скорости до некоторой скорости (V) и пропорциональна кинетической энергии воздушного потока. Например, когда вентилятор перемещает воздух по системе воздуховодов, возникают два типа давления: скоростное давление и статическое давление.
Что такое нормальный расход воздуха?
Нормальный расход составляет 1 атмосфера (101.3 кПа) или 14.696 фунтов на кв. дюйм при 32 0F (0 0C). Фактический расход – это фактический объем жидкости, который проходит через заданную точку при заданном давлении и температуре процесса.
Также как рассчитать расход воздуха? Рассчитайте расход воздуха в воздуховоде, измерив скорость воздушного потока в футах в минуту (FPM) и умножение на площадь поперечного сечения воздуховода в квадратных футах (фут2).
Как измеряется воздушный поток Ahu?
анемометр, испытательный прибор, который измеряет скорость воздуха, используется для определения средней скорости воздуха в воздуховоде. Затем среднее количество футов в минуту умножается на площадь воздуховода в квадратных футах, чтобы определить воздушный поток, проходящий через воздуховод.
Как рассчитать расход? Q = Vt Q = V t , где V – объем, t – прошедшее время. Единица измерения расхода в системе СИ – м.3/ с, но обычно используется ряд других единиц для Q. Например, сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5.00 литров в минуту (л / мин).
Какова скорость воды?
Что такое «хорошая» скорость в трубе?
| Жидкость | Типичная скорость трубы (м/с) |
|---|---|
| воды | 0. 9 – 2.4 |
| Четыреххлористый углерод | 1.8 |
| Хлор жидкий | 1.5 |
| Этиленгликоль | 1.8 |
Как рассчитать статическое давление?
Умножьте указанное рабочее статическое давление на поправочный коэффициент. для определения эквивалентного статического давления стандартной плотности воздуха. (Скорректированное статическое давление = 3.0 x 2.00 = 6 дюймов. Вентилятор должен быть выбран на 6 дюймов статического давления.)
…
| Расстояние между подступенком и локтем | Коэффициент системного эффекта (K) |
|---|---|
| 5 ноги | 1.2 |
Что означает ft3 HR? кубических футов в час (футы3/ Час)
Влияет ли температура на CFM? Объемный расход в кубических футах в минуту означает, что расход был измерен при реальных условиях (фактическое давление, фактическая температура). … Когда закон идеального газа переформулируется, можно увидеть, что плотность воздуха пропорциональна давлению, и обратно пропорциональна температуре.
Как рассчитать расход воздуха?
Скорость воздуха (расстояние, пройденное за единицу времени) обычно выражается в линейных футах в минуту (LFM). От умножение скорости воздуха на площадь поперечного сечения воздуховода, вы можете определить объем воздуха, проходящего через определенную точку воздуховода в единицу времени. Объемный расход обычно измеряется в кубических футах в минуту (CFM).
Как рассчитать вентиляцию помещения? Разделите объем помещения на скорость потока вентилятора., используя ту же систему единиц. Единица объема будет отменена, останется только единица измерения времени. Достигнутое здесь число — это время, необходимое для замены воздуха в помещении один раз с использованием этой вентиляционной системы.
Сколько кубических метров мне нужно на квадратный фут?
На квадратный фут требуется один куб. (1 куб. Фут / кв. Фут) площади пола. Это средний объем воздуха, необходимый для комнаты или всего здания. Это число основано на расчете средней тепловой нагрузки для комфортного охлаждения.
Лучше выше или ниже CFM? Чем выше CFM лучше? Более высокий CFM всегда лучше для вашего кухонного вентилятора. Вы всегда можете запустить вытяжку с высоким CFM на более низких настройках. Он обеспечивает отличную вентиляцию за счет перемещения большого количества воздуха в минуту.
Сколько кубометров в 100 квадратных футах?
Пример: для жилых ванных комнат площадью до 100 кв. Футов HVI рекомендует интенсивность вытяжки 1 куб. Фут / мин на квадратный фут. Ванная комната имеет площадь от 6 до 10 футов или 60 квадратных футов.
Что такое воздушный поток? Воздушный поток, или воздушный поток, это движение воздуха. Основной причиной воздушного потока является наличие воздуха. Воздух ведет себя как жидкость, а это означает, что частицы естественным образом перетекают из областей с более высоким давлением в те, где давление ниже. Атмосферное давление воздуха напрямую связано с высотой над уровнем моря, температурой и составом.
Как рассчитать расход по давлению?
Формула расхода
Существует два основных подхода к расчету расхода Q: эквивалентно разнице в объеме, деленной на разницу во времени (Δv / Δt). Первый — если мы знаем перепад давления (падение давления) между двумя точками, для которых мы хотим оценить расход.
Как рассчитать расход воздуха? Чтобы рассчитать расход воздуха в кубических футах в минуту (CFM), определите скорость потока в футах в минуту, затем умножьте это число на площадь поперечного сечения воздуховода..
12.1 Расход и его связь со скоростью – College Physics: OpenStax
Глава 12 Динамика жидкости и ее биологические и медицинские приложения
Сводка
- Рассчитать скорость потока.
- Определить единицы объема.
- Опишите несжимаемые жидкости.
- Объясните следствия уравнения неразрывности.
Скорость потока [латекс]\boldsymbol{Q}[/латекс] определяется как объем жидкости, проходящей через некоторое место через область в течение периода времени, как показано на рисунке 1. В символах это может быть пишется как 93}[/латекс]). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.
Рисунок 1. Расход – это объем жидкости в единицу времени, протекающий через точку через площадь A . Здесь заштрихованный цилиндр жидкости течет мимо точки P по однородной трубе за время t . Объем цилиндра равен Ad , а средняя скорость равна v̄=d/t , так что расход равен Q=Ad/t=Av̄ .Пример 1. Расчет объема по скорости кровотока: сердце перекачивает много крови за всю жизнь
Сколько кубических метров крови перекачивает сердце за 75 лет жизни, если предположить, что средняя скорость кровотока составляет 5,00 л/мин?
Стратегия
Время и скорость потока[latex]\boldsymbol{Q}[/latex] даны, поэтому объем[latex]\boldsymbol{V}[/latex]может быть рассчитан из определения потока показатель.
Решение 93.} \end{array}[/latex]
Обсуждение
Это количество составляет около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 50-метровом плавательном бассейне с 6 дорожками.
Расход и скорость являются связанными, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы прояснить различие, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше расход реки. Но скорость течения также зависит от размера реки. Быстрый горный поток несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между скоростью потока[латекс]\жирныйсимвол{Q}[/латекс]и скоростью[латекс]\жирныйсимвол{\бар{в}}[/латекс] равно 9.0005
[латекс]\boldsymbol{Q=A\bar{v}},[/латекс]
, где[латекс]\жирныйсимвол{А}[/латекс]– площадь поперечного сечения, а[латекс]\жирныйсимвол{\бар{в}}[/латекс]– средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна как величине средней скорости (далее называемой скоростью), так и размеру реки, трубы или другого водовода. Чем больше трубопровод, тем больше его площадь поперечного сечения. Рисунок 1 иллюстрирует, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем
[латекс]\boldsymbol{V=Ad},[/латекс]
, который проходит мимо точки[latex]\textbf{P}[/latex]за время[latex]\boldsymbol{t}.[/latex]Разделив обе стороны этого отношения на[latex]\boldsymbol{t}[ /латекс] дает
[латекс]\boldsymbol{\frac{V}{t}}[/latex][латекс]\boldsymbol{=}[/latex][латекс]\boldsymbol{\frac{Ad}{t}}.[/ латекс]
Заметим, что [латекс]\boldsymbol{Q=V/t}[/latex]и средняя скорость равна[латекс]\boldsymbol{v\bar{v}=d/t}.[/latex] Таким образом, уравнение становится [латекс]\boldsymbol{Q=A\bar{v}}.[/латекс]
На рис. 2 показано течение несжимаемой жидкости по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, через любую точку трубки за заданное время должно пройти одинаковое количество жидкости, 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, по пунктам 1 и 2
[латекс]\begin{array}{c} \boldsymbol{Q_1=Q_2} \\ \boldsymbol{A_1\bar{v}_1=A_2\bar{v}_2.} \end{array}[/latex] [латекс]\rbrace[/латекс]
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 — в этом назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется и, возможно, снова набирает скорость, когда выходит из другого конца водоема. Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда площадь поперечного сечения увеличивается.
Рисунок 2. Когда трубка сужается, тот же объем занимает большую длину. Чтобы один и тот же объем прошел точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс точно обратим. Если жидкость течет в противоположном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубы. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости нарисованы не в масштабе.)Поскольку жидкости практически 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 трубы
Насадка с радиусом 0,250 см присоединена к садовому шлангу с радиусом 0,900 см. Скорость потока через шланг и сопло составляет 0,500 л/с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в насадке.
Стратегия
Мы можем использовать соотношение между расходом и скоростью, чтобы найти обе скорости. Мы будем использовать нижний индекс 1 для шланга и 2 для насадки. 92}}[/latex][latex]\boldsymbol{=\:1. 2}[/latex]вместо площади поперечного сечения, получим 92}}[/latex][latex]\boldsymbol{1,96\textbf{ м/с}=25,5\textbf{ м/с}}.[/latex]
Обсуждение
Скорость 1,96 м/с примерно подходит для воды, вытекающей из шланга без насадок. Форсунка создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток в более узкую трубку.
Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату радиуса трубы, что приводит к большим эффектам при изменении радиуса. Мы можем задуть свечу на довольно большом расстоянии, например, сжав 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 расходов расходов в каждой из ветвей на любом участке вдоль трубы. Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид
[латекс]\boldsymbol{n_1A_1\бар{v}_1=n_2A_2\бар{v}_2},[/латекс]
где[latex]\boldsymbol{n_1}[/latex]и[latex]\boldsymbol{n_2}[/latex]количество ответвлений на каждом из участков вдоль трубы.
Пример 3: расчет скорости кровотока и диаметра сосуда: разветвления в сердечно-сосудистой системе
Аорта является основным кровеносным сосудом, по которому кровь покидает сердце, чтобы циркулировать по всему телу. а) Рассчитайте среднюю скорость движения крови в аорте при скорости потока 5,0 л/мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. При скорости кровотока в аорте 5,0 л/мин скорость крови в капиллярах составляет около 0,33 мм/с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет[latex]\boldsymbol{8.0\:\mu},[/latex]рассчитайте количество капилляров в системе кровообращения. 92}}[/latex][latex]\boldsymbol{=\:0.27\textbf{ м/с.}}[/latex]
Решение для (b)
Использование[latex]\boldsymbol{n_1A_1\ bar{v}_1=n_2A_2\bar{v}_1},[/latex]присваивая индекс 1 аорте и 2 капиллярам и находя[latex]\boldsymbol{n_2}[/latex](число капилляров) дает[latex]\boldsymbol{n_2=\frac{n_1A_1\bar{v}_1}{A_2\bar{v}_2}}. 93}.[/латекс]
[латекс]\begin{array}{c} \boldsymbol{Q_1=Q_2} \\ \boldsymbol{A_1\bar{v}_1=A_2\bar{v}_2} \\ \boldsymbol{n_1A_1\bar{v }_1=n_2A_2\bar{v}_2.} \end{массив}[/latex][latex]\rbrace[/latex]
- расход
- , сокращенно Q , это объем V , протекающий через определенную точку за время t , или Q = V/t
- литр
- единица объема, равная 10 −3 м 3
Переменный объем воздуха – VAV
Переменный объем воздуха. В этой статье мы рассмотрим систему VAV. VAV означает переменный объем воздуха. Системы VAV очень распространены в офисах. Это связано с тем, что они намного более энергоэффективны по сравнению с моделью CAV (постоянный объем воздуха).
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео YouTube по переменному объему воздуха
VAV позволяет зонировать здание. Это идеально подходит для большинства ситуаций, потому что каждая комната в здании будет испытывать немного различную нагрузку на отопление/охлаждение. Системы VAV позволяют каждому помещению индивидуально контролировать степень охлаждения и, возможно, обогрева. Каждая комната снабжена одними и теми же главными кондиционерами и воздуховодами. Различные части здания могут иметь отдельные кондиционеры и воздуховоды, например, южная и северная стороны здания или отдельные этажи в зависимости от функциональности.
На приведенном выше рисунке мы смоделировали базовую систему VAV для офиса.
Приточно-вытяжная установка расположена в машинном зале. От него отходят два воздуховода, подающий и обратный. Оба воздуховода проходят через здание по кратчайшему маршруту и доставляют кондиционированный воздух в помещения. Приточный канал обеспечивает подачу воздуха, а обратный канал отсасывает грязный использованный воздух.
В системе VAV воздух подается от AHU при температуре около 13 градусов Цельсия (55 градусов по Фаренгейту). Этот воздух проходит по основному приточному воздуховоду и распределяется по помещению. После того, как воздух нагрел/охладил, он будет всасываться обратно в обратный канал и возвращаться в основной агрегат.
Таким образом, основное отличие системы VAV от системы CAV заключается в терминале VAV. Он расположен прямо на ответвлении, отходящем от основного воздуховода. Каждый бокс VAV обслуживает определенную зону (комнату или группу комнат). Блок VAV подключается кабелем к термостату, расположенному в помещении или зоне. Термостат сообщит клемме VAV, нужно ли увеличить или уменьшить скорость потока для удовлетворения потребности в охлаждении.
Окно VAV будет выглядеть примерно так.
Как видите, это довольно простая коробка. Внутри них не происходит ничего слишком сложного. У нас есть контроллер, установленный на приводе. Привод управляет и вращает вал, соединенный с заслонкой. Заслонка может модулировать свое положение для управления расходом воздуха и, таким образом, количеством воздуха, поступающего в клеммную коробку и в зону.
Обычно температура воздуха на входе составляет около 13 градусов по Цельсию или 55 градусов по Фаренгейту, но эту температуру можно регулировать с помощью BMS. Иногда это недостаточно тепло, поэтому мы можем найти внутри электрический подогреватель, который включится, чтобы нагреть воздух, когда он проходит. Вам не обязательно иметь это внутри, но это довольно распространено. Они не обязательно должны быть электрическими, их также можно запитать от корпуса 9.0019 Система горячего водоснабжения LTHW или, скажем, тепловой насос или что-то в этом роде. Но для простоты я просто оставил его как электрический подогреватель.
На задней части VAV, на входе, мы можем найти несколько трубок, образующих крестообразную форму. Это датчик расхода воздуха. Он измеряет изменение давления на устройстве. Исходя из этого, он может рассчитать среднюю скорость воздуха и, следовательно, скорость потока в терминал VAV. В основном, есть несколько небольших отверстий на передней и задней части трубок. Если представить, что приточный воздух входит и ударяется о переднюю сторону, то он ударяется об эту поверхность и вызывает давление. Следовательно, передняя сторона будет иметь сторону высокого давления, а задняя сторона будет точкой низкого давления. Вы можете найти перепад давления на устройстве, и если вы усредните его для размера воздуховода и откалибруете его, то вы сможете рассчитать скорость потока воздуха, поступающего в эту коробку и зону.
Заслонка никогда не закрывается полностью, или, по крайней мере, обычно не закрывается, потому что вам все еще нужно определенное количество свежего воздуха, чтобы попасть в помещение. Если вы вдруг получили повышенный приток тепла в помещении и температура в помещении начинает подниматься выше заданного значения, то заслонка начнет открываться, и это позволит большему количеству воздуха попасть в помещение. Помните, что температура воздуха составляет около 13 градусов по Цельсию, 55 градусов по Фаренгейту, так что это начнет охлаждать комнату и вытолкнет весь этот горячий воздух в обратный канал.
В середине лета, когда все солнечное тепло поступает через окна и, возможно, есть комната для совещаний, полная людей, там выделяется много тепла, поэтому заслонка открывается на 100 % и это позволит пропустить как можно больше холодного воздуха. Зимой или когда в помещении меньше людей, положение заслонки ближе к закрытому положению, помните, что не полностью, и это модулирует охлаждение.
Поскольку система вентиляции здания подключена к нескольким терминалам VAV, терминалы VAV будут изменять свою нагрузку в течение дня, когда заслонки открываются и закрываются. Вентиляторы в кондиционере будут нагнетать воздух в приточный воздуховод, что создаст давление в воздуховоде. Когда многие заслонки VAV открываются, давление в воздуховоде падает, а когда многие заслонки закрываются, давление возрастает.