Изчисляване на сечението на вентилационната тръба. Как да се изчисли напречното сечение и диаметърът на канала
Коментари:
- Фактори, влияещи върху размера на въздуховодите
- Изчисляване на размерите на въздуховода
- Избор на размери за реални условия
За да прехвърлите доставката или отработен въздухвъздуховоди с различни конфигурации, форми и размери се използват от вентилационни единици в граждански или промишлени сгради. Често те трябва да се поставят през съществуващи помещения на най -неочакваните и затрупани места с оборудване. В такива случаи правилно изчисленото напречно сечение на канала и неговият диаметър играят важна роля.
Фактори, влияещи върху размера на въздуховодите
Не е голям проблем успешното полагане на тръбопроводи за вентилационна система в проектирани или новопостроени съоръжения - достатъчно е да се съгласува разположението на системите по отношение на работни места, оборудване и други инженерни мрежи. В съществуващите промишлени сгради това е много по -трудно поради ограниченото пространство.
Този и няколко други фактора влияят върху изчисляването на диаметъра на канала:
- Един от основните фактори е дебитът на захранващия или изходящия въздух за единица време (m 3 / h), който даден канал трябва да премине.
- Пропускателната способност също зависи от скоростта на въздуха (m / s). Не може да бъде твърде малък, тогава според изчислението размерът на въздуховода ще излезе много голям, което е икономически непрактично. Твърде високата скорост може да причини вибрации, повишени нива на шум и повишена мощност на климатика. За различни области система за захранванесе препоръчва да се вземе различна скорост, стойността му е в диапазона от 1,5 до 8 m / s.
- Материалът на канала има значение. Това обикновено е поцинкована стомана, но се използват и други материали: различни видовепластмаси, неръждаема стомана или черна стомана. Последният има най -високата грапавост на повърхността, съпротивлението на потока ще бъде по -високо и размерът на канала ще трябва да бъде увеличен. Стойността на диаметъра трябва да бъде избрана в съответствие с нормативната документация.
Таблица 1 показва нормалните размери на въздуховодите и дебелината на метала за тяхното производство.
маса 1
Забележка: Таблица 1 не отразява напълно нормалните, а само най -често срещаните размери на канала.
Въздуховодите се произвеждат не само кръгли, но и правоъгълни и овални. Техните размери се вземат чрез стойността на еквивалентния диаметър. Също така, новите методи за производство на канали позволяват използването на по -тънък метал, като същевременно се увеличава скоростта в тях без риск от предизвикване на вибрации и шум. Това се отнася за спирално навитите въздуховоди, те имат висока плътност и твърдост.
Обратно към съдържанието
Изчисляване на размерите на въздуховода
Първо, трябва да решите количеството подаван или изсмукан въздух, което искате да доставите през канала до стаята. Когато тази стойност е известна, площта на напречното сечение (m 2) се изчислява по формулата:
В тази формула:
- ϑ - скорост на въздуха в канала, m / s;
- L е консумацията на въздух, m 3 / h;
- S-площ на напречното сечение на канала, m 2;
За да свържете единиците за време (секунди и часове), в изчислението присъства числото 3600.
Диаметър на канала кръгла секцияв метри може да се изчисли въз основа на площта на напречното му сечение, като се използва формулата:
S = π D 2/4, D 2 = 4S / π, където D е диаметърът на канала, m.
Процедурата за изчисляване на размера на въздуховода е, както следва:
- Познавайки скоростта на въздушния поток в даден участък, скоростта на неговото движение се определя в зависимост от предназначението на канала. Като пример можем да вземем L = 10 000 m 3 / h и скорост от 8 m / s, тъй като клонът на системата е основният.
- Изчислете площта на напречното сечение: 10 000 /3600 x 8 = 0,347 m 2, диаметърът ще бъде 0,665 m.
- Обикновено се взема най -близкият от двата размера, обикновено се взема по -големия. До 665 мм има диаметри от 630 мм и 710 мм, трябва да вземете 710 мм.
- В обратен ред действителната скорост на въздушната смес във въздуховода се изчислява, за да се определи допълнително мощността на вентилатора. В този случай напречното сечение ще бъде: (3,14 x 0,71 2/4) = 0,4 m 2, а реалната скорост е 10 000 /3600 x 0,4 = 6,95 m / s.
- В случай, че е необходимо да се постави правоъгълен канал, неговите размери се избират според изчислената площ на напречното сечение, еквивалентна на кръгла. Тоест ширината и височината на тръбопровода се изчисляват така, че площта в този случай да е равна на 0,347 m 2. Тя може да бъде 700 mm x 500 mm или 650 mm x 550 mm. Такива въздуховоди се монтират в тесни условия, когато пространството за полагане е ограничено от технологично оборудване или други инженерни мрежи.
Когато са известни параметрите на въздуховодите (тяхната дължина, напречно сечение, коефициент на триене на въздуха върху повърхността), е възможно да се изчислят загубите на налягане в системата при прогнозирания дебит на въздуха.
Общата загуба на налягане (в кг / м2) се изчислява по формулата:P = R * l + z,
където R- загуба на налягане на триене на 1 метър тръба, л z- загуба на налягане върху местна съпротива(с променливо напречно сечение).
1. Загуба на триене:
Загуба на налягане на триене в кръгъл канал Ptrсе разглеждат както следва:
Ptr = (x * l / d) * (v * v * y) / 2g,
където х- коефициент на съпротивление на триене, л- дължина на канала в метри, д- диаметър на канала в метри, v y g- ускорение на гравитацията (9,8 m / s2).
Коментар:Ако каналът не е кръгъл, а правоъгълен, еквивалентният диаметър трябва да бъде заменен във формулата, която за канал със страни А и В е равна на: deq = 2АВ / (А + В)
2. Загуби за местна съпротива:
Загубите на налягане върху местните съпротивления се изчисляват по формулата:
z = Q * (v * v * y) / 2g,
където В- сумата от коефициентите на локални съпротивления в участъка на канала, за който се прави изчислението, v- скорост на въздушния поток в m / s, y- плътност на въздуха в кг / кубичен метър, g- ускорение на гравитацията (9,8 m / s2). Стойностите Все съдържат в таблична форма.
Метод на допустимите скорости
При изчисляване на мрежата от въздуховоди по метода на допустимите скорости оптималната скорост на въздуха се приема като първоначални данни (виж таблицата). След това се взема предвид необходимата секция на канала и загубата на налягане в него.
Процедура за аеродинамично изчисляване на въздуховодите по метода на допустимите скорости:
- Начертайте диаграма на системата за разпределение на въздуха. За всяка секция на канала посочете дължината и количеството въздух, преминаващ за 1 час.
- Започваме изчислението от най -отдалечените и натоварени секции от вентилатора.
- Знаейки оптималната скорост на въздуха за дадена стая и обема на въздуха, преминаващ през канала за 1 час, ние определяме подходящия диаметър (или сечение) на канала.
- Изчисляваме загубата на налягане поради триене Ptr.
- Според табличните данни определяме сумата от локалните съпротивления Q и изчисляваме загубата на налягане за локалните съпротивления z.
- Наличното налягане за следващите клонове на въздухоразпределителната мрежа се определя като сумата от загубите на налягане в участъците, разположени преди този разклонител.
В процеса на изчисление е необходимо последователно да се свързват всички клонове на мрежата, като се приравнява съпротивлението на всеки клон към съпротивлението на най -натоварения клон. Това става с помощта на диафрагми. Те се монтират върху леко натоварени участъци от въздуховоди, увеличавайки съпротивлението.
Таблица за максимална скорост на въздуха въз основа на изискванията за въздуховоди
| Назначаване | Основно изискване | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Безшумност | Мин. загуба на главата | ||||
| Магистрални канали | Основни канали | Клонове | |||
| Входящ поток | качулка | Входящ поток | качулка | ||
| Жилищни помещения | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Хотели | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Институции | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Ресторанти | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Магазините | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Забележка:скоростта на въздуха в таблицата е дадена в метри в секунда.
Метод на постоянна загуба на глава
Този метод предполага постоянна загуба на напор на 1 ход метър от канала. Въз основа на това се определят размерите на каналната мрежа. Методът за постоянна загуба на налягане е доста прост и се използва на етапа на проучване на осъществимостта на вентилационните системи.
- В зависимост от предназначението на помещението, според таблицата на допустимите скорости на въздуха, се избира скоростта на основната секция на въздуховода.
- Съгласно скоростта, определена в точка 1 и въз основа на проектния въздушен поток, се установява първоначалната загуба на налягане (на 1 m от дължината на канала). Това е направено на диаграмата по -долу.
- Определя се най -натовареният клон и дължината му се приема като еквивалентна дължина на системата за разпределение на въздуха. Най -често това е разстоянието до най -далечния дифузьор.
- Умножете еквивалентната дължина на системата със загубата на глава от точка 2. Загубата на налягане върху дифузорите се добавя към получената стойност.
- Сега, съгласно диаграмата по -долу, се определя диаметърът на първоначалния канал, идващ от вентилатора, а след това диаметрите на останалите участъци от мрежата в съответствие със съответните скорости на въздушния поток. В този случай се взема постоянна първоначална загуба на глава.
Диаграма за определяне на загубата на глава и диаметъра на въздуховодите
Използване на правоъгълни канали
Диаграмата за загуба на глава показва диаметрите на кръговите канали. Ако вместо това се използват правоъгълни канали, намерете еквивалентните им диаметри, като използвате таблицата по -долу.
Бележки:
- Ако пространството позволява, по -добре е да изберете кръгли или квадратни канали.
- Ако няма достатъчно място (например по време на реконструкция), изберете правоъгълни канали... Обикновено ширината на канала е 2 пъти повече височина). В таблицата хоризонталата показва височината на канала в мм, вертикалата показва неговата ширина, а клетките на таблицата съдържат еквивалентните диаметри на канала в мм.
Таблица с еквивалентни диаметри на каналите
| Размери (редактиране) | 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 |
Параметрите на показателите за микроклимат се определят от разпоредбите на ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, SanPin 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. Въз основа на съществуващите държавни разпоредби е разработен Кодексът на правилата SP 60.13330.2012. Скоростта на въздуха трябва да отговаря на съществуващите стандарти.
Какво се взема предвид при определяне на скоростта на движение на въздуха
За да извършат правилно изчисленията, дизайнерите трябва да изпълнят няколко регламентирани условия, всяко от които е еднакво важно. Какви параметри зависят от скоростта на въздушния поток?
Ниво на вътрешен шум
В зависимост от специфичното използване на помещенията, санитарните стандарти установяват следните показатели за максимално звуково налягане.
Таблица 1. Максимални стойности на нивото на шума.
Превишаването на параметрите е разрешено само в краткосрочен режим по време на стартиране / спиране вентилационна системаили допълнително оборудване.
Ниво на вибрации в стаятаПо време на работа на вентилаторите се генерират вибрации. Индексите на вибрации зависят от материала на производство на въздуховодите, методите и качеството на уплътненията за намаляване на вибрациите и скоростта на въздушния поток през въздуховодите. Общите показатели за вибрации не могат да надвишават граничните стойности, установени от държавните организации.
Таблица 2. Максимални стойности на допустимите вибрации.
При изчисленията се избира оптималната скорост на въздуха, която не усилва вибрационните процеси и свързаните с тях звукови вибрации. Вентилационната система трябва да поддържа определен микроклимат в помещенията.
Стойностите за скоростта на потока, влажността и температурата са дадени в таблицата.
Таблица 3. Параметри на микроклимата.
Друг показател, който се взема предвид при изчисляване на дебита, е скоростта на обмен на въздух във вентилационните системи. Като се има предвид тяхното използване, санитарните стандарти установяват следните изисквания за обмен на въздух.
Таблица 4. Честота на обмен на въздух в различни помещения.
| Домакинство | |
| Домакински помещения | Обмен на въздуха |
| Всекидневна (в апартамент или в общежитие) | 3m 3 / h за 1m 2 жилищни помещения |
| Кухня в апартамент или общежитие | 6-8 |
| Баня | 7-9 |
| Душ стая | 7-9 |
| Тоалетна | 8-10 |
| Пране (битово) | 7 |
| Влизам в килера | 1,5 |
| Килер | 1 |
| Гараж | 4-8 |
| Изба | 4-6 |
| Индустриални | |
| Индустриални помещения и големи помещения | Обмен на въздуха |
| Театър, кино, конферентна зала | 20-40 m 3 на човек |
| Офис пространство | 5-7 |
| Банка | 2-4 |
| Ресторант | 8-10 |
| Бар, кафене, бирария, билярдна зала | 9-11 |
| Кухненска стая в кафене, ресторант | 10-15 |
| Супермаркет | 1,5-3 |
| Аптека (търговски етаж) | 3 |
| Гараж и автосервиз | 6-8 |
| Тоалетна (обществена) | 10-12 (или 100 m 3 за една тоалетна) |
| Танцова зала, дискотека | 8-10 |
| Стая за пушачи | 10 |
| Сървър | 5-10 |
| фитнес | не по -малко от 80 m 3 за 1 ученик и не по -малко от 20 m 3 за 1 зрител |
| Фризьор (до 5 работни места) | 2 |
| Фризьор (повече от 5 работни места) | 3 |
| Склад | 1-2 |
| Пране | 10-13 |
| Басейн | 10-20 |
| Промишлено багрене цяло | 25-40 |
| Механичен цех | 3-5 |
| Класна стая | 3-8 |
Изчислителен алгоритъмСкоростта на въздуха в канала се определя, като се вземат предвид всички горепосочени условия, техническите данни са посочени от клиента в заданието за проектиране и монтаж на вентилационни системи. Основният критерий за изчисляване на дебита е обменният курс. Всички допълнителни одобрения се извършват чрез промяна на формата и сечението на въздуховодите. Дебитът в зависимост от скоростта и диаметъра на канала може да се вземе от таблицата.
Таблица 5. Консумация на въздух в зависимост от дебита и диаметъра на въздуховода.
Самоизчисление
Например, в помещение с обем 20 m 3, съгласно изискванията на санитарните стандарти, за ефективна вентилация е необходимо да се осигури трикратна смяна на въздуха. Това означава, че най -малко L = 20 m 3 × 3 = 60 m 3 трябва да премине през въздухопровода за един час. Формулата за изчисляване на дебита V = L / 3600 × S, където:
V е скоростта на въздушния поток в m / s;
L е консумацията на въздух в m 3 / h;
S - площ на напречното сечение на въздуховодите в m 2.
Вземете кръгъл Ø 400 мм въздуховод, площта на напречното сечение е:
В нашия пример S = (3,14 × 0,4 2 m) / 4 = 0,1256 m 2. Съответно, за да се осигури необходимата скорост на обмен на въздух (60 m 3 / h) в кръгъл Ø 400 mm въздуховод (S = 0,1256 m 3), дебитът на въздуха е: V = 60 / (3600 × 0,1256) ≈ 0,13 m / с.
Използвайки същата формула, с известна по -рано скорост, е възможно да се изчисли обемът на въздуха, движещ се през каналите за единица време.
L = 3600 × S (m 3) × V (m / s). Обемът (дебитът) се получава в квадратни метри.
Както вече беше описано по -рано, показателите за шум на вентилационните системи също зависят от скоростта на въздуха. За да се сведе до минимум отрицателното въздействие на това явление, инженерите направиха изчисления на максимално допустимите скорости на въздуха за различни помещения.
Използвайки същия алгоритъм, скоростта на въздуха в канала се определя при изчисляване на топлоснабдяването, настройват се допустимите ленти, за да се сведат до минимум загубите за поддръжката на сградите през зимния период, вентилаторите се избират по мощност. Данните за въздушния поток също са необходими за намаляване на загубите на налягане, което може да подобри ефективността на вентилационните системи и да намали консумацията на електрическа енергия.
Изчислението се извършва за всеки отделен раздел, като се вземат предвид получените данни, се избират параметрите на основните линии по диаметър и геометрия. Те трябва да имат време да преминат вакуумирания въздух от всички отделни помещения. Диаметърът на каналите е избран по такъв начин, че да сведе до минимум загубите на шум и съпротивление. И трите параметъра на вентилационната система са важни за изчисляване на кинематичната диаграма: максималният обем на впръсквания / отстранен въздух, скоростта на движение на въздушните маси и диаметърът на въздуховодите. Работата по изчисляване на вентилационните системи е класифицирана като сложна от инженерна гледна точка, те могат да се извършват само от професионални специалисти със специално образование.
За да се осигурят постоянни стойности на скоростта на въздуха в канали с различни напречни сечения, се използват следните формули:
След изчислението най -близките стойности се вземат като крайни данни стандартни тръбопроводи... Поради това времето за инсталиране на оборудването се намалява и процесът на периодичната му поддръжка и ремонт се опростява. Друг плюс е намаляването на прогнозните разходи за вентилационната система.
За въздушно отопление на жилищни и индустриални помещенияскоростите се регулират, като се вземе предвид температурата на охлаждащата течност на входа и изхода; за равномерно разпръскване на потока от топъл въздух, схемата за монтаж и размерите на вентилационните решетки се обмислят. Съвременните системи за отопление на въздуха осигуряват възможност за автоматично регулиране на скоростта и посоката на потоците. Температурата на въздуха не може да надвишава + 50 ° С на изхода, разстоянието до работното място е не по -малко от 1,5 м. Скоростта на подаване на въздушна маса е нормализирана от действащите държавни стандарти и промишлени актове.
По време на изчисленията, по искане на клиентите, може да се вземе предвид възможността за инсталиране на допълнителни клонове, за тази цел се осигурява резерв от производителността на оборудването и честотната лента на канала. Дебитите се изчисляват по такъв начин, че след увеличаване на капацитета на вентилационните системи, те не създават допълнително звуково натоварване за хората, присъстващи в помещението.
Изборът на диаметри се извършва от минимално допустимите, колкото по -малки са размерите - универсална системавентилация, толкова по -евтино е производството и инсталирането. Локалните смукателни системи се изчисляват отделно, могат да работят както в самостоятелен режим, така и да бъдат свързани към съществуващи вентилационни системи.
Държавните разпоредби определят препоръчителните скорости на движение в зависимост от местоположението и предназначението на въздуховодите. Когато изчислявате, трябва да се придържате към тези параметри.
| Вид и място на монтаж на въздуховода и решетката | Вентилация | |
| Естествено | Механични | |
| Жалузи за входящ въздух | 0,5-1,0 | 2,0-4,0 |
| Канали на захранващи валове | 1,0-2,0 | 2,0-6,0 |
| Хоризонтални събирателни канали | 0,5-1,0 | 2,0-5,0 |
| Вертикални канали | 0,5-1,0 | 2,0-5,0 |
| Решетки за подаване на пода | 0,2-0,5 | 0,2-0,5 |
| Захранващи решетки на тавана | 0,5-1,0 | 1,0-3,0 |
| Изпускателни решетки | 0,5-1,0 | 1,5-3,0 |
| Изпускателни валове | 1,0-1,5 | 3,0-6,0 |
Вътре в помещенията въздухът не може да се движи със скорост над 0,3 m / s, допуска се краткосрочно превишаване на параметъра с не повече от 30%. Ако в помещението има две системи, тогава скоростта на въздуха във всяка от тях трябва да осигурява поне 50% от изчисления обем на подаване или отвеждане на въздух.
Пожарните организации излагат своите изисквания за скоростта на движение на въздушните маси във въздуховодите, в зависимост от категорията на помещението и характеристиките на технологичния процес. Регламентите имат за цел да намалят скоростта на разпространение на дим или огън през въздуховоди. Ако е необходимо, вентилационни и прекъсващи устройства трябва да се монтират на вентилационните системи. Устройствата се задействат след сигнал на сензора или ръчно от отговорно лице. Само определени групи помещения могат да бъдат свързани към една вентилационна система.
През студения период от време в отопляеми сгради температурата на въздуха в резултат на функционирането на вентилационната система не може да падне под нормализираните. Нормализираната температура се осигурява преди началото на работната смяна. В топъл период от време тези изисквания не са от значение. Движението на въздушните маси не трябва да влошава стандартите, предвидени в SanPin 2.1.2.2645. За да се постигнат желаните резултати по време на проектирането на системите, диаметърът на каналите, мощността и броят на вентилаторите и дебитът се променят.
Приетите изчислени данни за параметрите на движение във въздуховодите трябва да предоставят:
- Изпълнение на параметрите на микроклимата в помещенията, поддържане на качеството на въздуха в регулираните граници. В същото време се вземат мерки за намаляване на непродуктивните топлинни загуби. Данните са взети както от съществуващите регулаторни документи, така и от техническите спецификации на клиентите.
- Скоростта на движение на въздушните маси в работните зони не трябва да предизвиква течения, да осигурява приемлив комфорт в помещението. Механичната вентилация се осигурява само в случаите, когато е невъзможно да се постигнат желаните резултати поради естествената вентилация. Освен това в работилници с опасни условия на труд трябва да се монтира механична вентилация.
По време на изчисляването на показателите за движение на въздуха в системи с естествена вентилациясе взема средната годишна стойност на разликата в плътността на вътрешния и външния въздух. Минималните реални данни за производителността трябва да гарантират допустимите стандартни стойности на скоростта на въздушния обмен.