Расчет площади воздуховодов и фасонных частей: Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий
необходимость, методы, советы и алгоритмы
Содержание статьи:
Короба вентиляционных каналов выполняются круглого, прямоугольного сечения, применяется сталь, пластмасса или металлизированная фольга. На этапе проектирования делается расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, чтобы гарантировать нормативные показатели давления и скорости воздуха, обеспечить оптимальные акустические характеристики.
Необходимость и цели выполнения расчета площади воздуховодов
От правильного расчета сечения труб воздуховода будет зависеть микроклимат в помещении
Схема вентиляционных каналов является важной частью воздухораспределительной системы. Расчет сечения воздуховода играет роль для определения необходимого расхода материала с целью экономии средств. От правильного расчета рабочей площади и конфигурации зависит микроклимат в помещении.
Безошибочное вычисление пропускной способности и диаметра труб оказывает влияние на характеристики:
- чистоты воздуха;
- кратности воздухообмена;
- риска появления плесени и грибка;
- температуры в комнате.
В результате подсчета индексов вентиляции должна получиться конструкция, которая пропускает нужный объем свежих потоков для оздоровления внутренней атмосферы. При этом потери давления в магистрали сводятся к минимуму, а микроклимат соответствует санитарным нормам по влажности, загрязненности воздуха и уровню шума от работы воздуховодов.
Общие сведения для вычисления
Диаметр вентиляционных труб зависит от площади дома и количества проживающих людей
К ключевым показателям относится площадь сечения короба, которая определяет скорость передвижения потоков. Закономерность проявляется в том, что при увеличении габаритов снижается давление и наоборот. Расчет квадратуры воздуховодов ведется несколькими способами, чтобы иметь возможность для сравнения итогов.
Показатели для выбора труб можно рассчитать п
Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий вентиляции
Содержание статьи:
Главным фактором, влияющим на производительность системы вентиляции, является её правильное проектирование. Чтобы система функционировала должным образом, необходимо сделать чёткие расчёты площади воздуховодов. Правильно выполненный расчёт воздуховодов отвечает за:
- уровень создаваемого шума;
- количество потребляемой электроэнергии;
- герметичность системы;
- беспрепятственное прохождение воздуха с необходимой скоростью и в нужных объемах.
Упростить процесс вычисления можно при помощи специализированных программ (калькуляторов) или же обратившись в одну из соответствующих компаний. Для самостоятельного поиска необходимых параметров существуют формулы расчета, которые, однако, будут непонятны человеку без должного образования. Наиболее востребованы формулы вычисления при каких-либо инженерных работах, связанных с проектированием вентиляционных систем.
Для выполнения расчётов с помощью формул необходимо внести требуемые значения вместо букв и выполнить подсчёт. Точность конечного результата зависит исключительно от чёткости первоначальных параметров полученные в процессе измерения.
Поиск правильных значений
Изначально, чтобы вычислить площадь, нужно получить информацию:
- о наименьших требованиях к потоку воздуха;
- о наибольшей скорости потока воздуха.
- От правильных измерений и расчётов зависит:
- уровень вибрации и воздушного шума, предел которых зависит от точности расчётов;
- скорость прохождения воздуха, которая может стать как причиной повышенного энергопотребления, так и увеличения давления;
- уровень герметичности – только при правильных расчётах система вентиляции будет герметичной.
Во время проектирования вентиляционной системы крайне важно уделить внимание всевозможным аспектам так, как при таком подходе система получится практичной и не менее долговечной. Кроме того, только правильно спроектированная вентиляция без проблем справиться со своими первоначальными задачами. В особенности важно уделить внимание расчётам при монтаже системы вентиляции в большие производственные и общественные помещения.
Расчета площади сечения и диаметра воздуховода вентиляции онлайн
Расчет площади сечения воздуховода (подробнее)
Расход воздуха, м³/ч:
Рекомендуемая скорость, м/с:
Площадь сечения воздуховода: см²
Расчет фактической площади прямоугольного воздуховода (подробнее)
Высота, мм:
Ширина, мм:
Расчетная площадь прямоугольного воздуховода: см²
Расчет фактической площади круглого воздуховода (подробнее)
Диаметр, мм:
Расчетная площадь круглого воздуховода: см²
Расчет фактической скорости (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Площадь сечения, м²:
Фактическая скорость воздуха: м/c
Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода (подробнее)
Высота, мм:
Ширина, мм:
Эквивалентный диаметр: м
Расчет площади сечения воздуховода
S = L * 2,778 / V, где:
S – площадь;
L – количество затрачиваемого воздуха;
V – скорость перемещения воздушной массы;
2,778 – необходимый коэффициент.
Расчет фактической площади прямоугольного воздуховода
S = A * B / 100, где:
S – показатель, соответствующий фактической площади;
A – высота;
B – ширина.
Расчет фактической площади круглого воздуховода
S = 3,14 * D² / 400, где:
S – показатель, соответствующий фактической площади;
D – диаметр коммуникации;
3,14 – математическая постоянная (число Пи).
Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: инженерная помощь
На чтение 12 мин. ОбновленоЦель расчета
Структура вентиляционного комплекса формируется из различных элементов. Для правильного подбора всех необходимых деталей потребуется вычислить их сечения, от которых будут зависеть значения приведенных характеристик:
- объёма и стремительности рециркулируемого воздуха;
- непроницаемости стыковки;
- шумового загрязнения в процессе функционирования вентиляционного комплекса;
- энергопотребления.
Использование математических формул
Производительность работы вентиляционной системы базируется на правильном подборе определенных деталей и технического оснащения. Отрицательное воздействие на микроклиматические условия может оказать перепроектирование помещения, если не воспользоваться инженерной помощью в расчете площади воздуховодов.
Цель расчета заключается в обеспечении необходимого соотношения замещения воздуха во всех помещениях в соответствии с их предназначением. Для принудительной и естественной фильтровентиляции необходимы индивидуальные инструкции, но содержащие совокупную ориентированность. В ходе установления противодействия воздушному потоку принимают во внимание геометрическую форму и вещество, из которого изготавливаются воздуховоды.
Также принимается в расчет их суммарная длина, кинематическая схема и присутствие разветвлений. Отдельным пунктом рассчитываются теплопотери для поддержания благоприятных микроклиматических условий и сокращения расходов на техническое обслуживание зданий в холодное время.
Для того чтобы рассчитать площадь воздуховодов, пользуются коэффициентами аэродинамических вычислений. Учитывая полученные величины, подбирают приемлемые габариты латерального сечения воздушного канала в зависимости от нормативной величины быстроты перемещения воздушной струи. Затем определяют пиковые потери давления в вентиляционной системе, ориентируясь на геометрическую форму, темп передвижения и характеристики модели вентиляционного канала.
Залогом безупречной и эффективной работы вентиляции является грамотный расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, от которого зависит подбор как отдельных элементов, так и оборудования.
Цель расчета — обеспечение оптимальной кратности перемены воздуха в помещениях в соответствии с их назначением.
В приведенной публикации
Расчет воздуховодов, площади сечения, сопротивления сети, мощности калориферов
Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции
В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.
Расчет площади сечения воздуховодов
После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.
Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.
При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.
Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.
Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
Sс = L * 2,778 / V, где
Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;
L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;
V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).
Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.
Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,
S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где
S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;
D — диаметр круглого воздуховода, мм;
A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.
Расчет сопротивления сети воздуховодов
После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.
Для расчета сопротивления участка сети используется формула:
P=R*L+Ei*V2*Y/2
Где R – удельные потери давления на трение на участках сети
L – длина участка воздуховода (8 м)
Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода
V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)
Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).
Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.
В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:
| № уч. | Gм3/ч | Lм | Vм/с | dмм | МПа | RПа/м | R*LПа | Еi | WПа | РПа |
| 1 | 2160 | 5 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,09 | 2,1 | 9,87 | 9,961 |
| 2 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 3 | 4320 | 3 | 4,5 | 630 | 12,2 | 0,033 | 0,099 | 0,9 | 10,98 | 11,079 |
| 4 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 5 | 6480 | 2 | 6,7 | 630 | 26,9 | 0,077 | 0,154 | 0,9 | 24,21 | 24,264 |
| 6 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 7 | 8640 | 3 | 8,9 | 630 | 47,5 | 0,077 | 0,531 | 0,6 | 28,50 | 29,031 |
Где М=V2 *Y/2, W=M*Ei
Pmax=P1+P3+P5+P7=74,334 Па.
Таким образом, потери давления в вентиляционной сети составляют Р=74,334 Па
Расчет мощности калорифера воздуховодов
После того как вы определили сопротивление сети, следует рассчитать требуемую мощность калорифера.
Для этого необходимо учитывать желаемую температуру воздуха на выходе и минимальную температуру наружного воздуха.
Температура воздуха, поступающего в помещение, должна быть выше 18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от конкретных климатических условий. Например в Московской области она составляет примерно –26°С в зимний период. Таким образом, включенный на полную мощность калорифер должен иметь потенциал для нагрева воздуха на 44°С. Для квартирного помещения расчетная мощность калорифера, как правило, варьируется от 1 до 5 кВт, а для офисов этот показатель составляет 5–50 кВт.
Для более точного расчета используйте следующую формулу:
P = ΔT * L * Cv / 1000, где
Р — мощность калорифера, кВт;
ΔT — разность температур воздуха на выходе и входе калорифера,°С.
Для Москвы ΔT=44°С, для других регионов — определяется по СНиП;
L — производительность вентиляции, м³/ч.
Cv — объемная теплоемкость воздуха, равная 0,336 Вт·ч/м³/°С. Этот параметр зависит от давления, влажности и температуры воздуха, но в расчетах мы этим пренебрегаем.
Для получения более подробной информации, расчета площади, стоимости и заказа воздуховодов обращайтесь в нашу компанию.
Калькулятор расчета площади воздуховодов и фасонных частей. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода
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 | |
Компоненты воздуховода и незначительные коэффициенты динамических потерь
Незначительные или динамические потери в системах воздуховодов — это потери давления, вызванные
- изменением направления воздуха из-за изгибов, смещений и взлетов
- Ограничения или препятствия на входе / выходе воздушного потока вентиляторы, заслонки, фильтры и змеевики
- Изменения скорости воздуха из-за изменений размеров воздуховодов
Незначительные или динамические потери давления в компонентах системы воздуховодов могут быть выражены как
Δ p minor_loss = ξ ρ v 2 /2 (1)
где
ξ = коэффициент малых потерь
Δ p minor_loss = незначительная потеря давления (Па (Н / м 2 ), фунт / фут (фунт / фут 2 ) )
ρ = плотность воздуха (1.2 кг / м 3 , 2,336 10 -3 пробок / фут 3 )
v = скорость потока (м / с, фут / с)
Коэффициенты малых потерь для различных компонентов в системы распределения воздуха:
| Компонент или фитинг | Коэффициент малых потерь — ξ — |
|---|---|
| 90 o изгиб, острый | 1,3 |
| 90 o колено с лопатками | 0.7 |
| 90 o изгиб, закругленный радиус / диаметр воздуховода <1 | 0,5 |
| 90 o изгиб, закругленный радиус / диаметр воздуховода> 1 | 0,25 |
| 45 o изгиб, острый | 0,5 |
| 45 o изгиб, закругленный радиус / диаметр канала <1 | 0,2 |
| 45 o изгиб, закругленный радиус / диаметр воздуховода> 1 | 0.05 |
| T, поток в ответвление (применительно к скорости в ответвлении) | 0,3 |
| Поток из воздуховода в комнату | 1.0 |
| Поток из помещения в воздуховод | 0,35 |
| Уменьшение, коническое | 0 |
| Увеличение, резкое (из-за скорости до уменьшения) (v 1 = скорость до увеличения и v 2 = скорость после увеличения) | (1 — v 2 / v 1 ) 2 |
| Увеличение, конический угол <8 o (из-за скорости до уменьшения) (v 1 = скорость до увеличения и v 2 = скорость после увеличения) | 0.15 (1 — v 2 / v 1 ) 2 |
| Увеличение, конический угол> 8 o (из-за скорости до уменьшения) (v 1 = скорость до увеличения и v 2 = скорость после увеличения) | (1 — v 2 / v 1 ) 2 |
| Решетки, 0,7 отношение свободной площади к общей поверхности | 3 |
| Решетки, 0.6 отношение свободной площади к общей поверхности | 4 |
| Решетки, 0,5 отношение свободной площади к общей поверхности | 6 |
| Решетки, 0,4 отношение площади свободной площади к общей поверхности | 10 |
| Решетки, отношение свободной площади к общей поверхности 0,3 | 20 |
| Решетки, отношение площади свободной поверхности 0,2 к общей поверхности | 50 |
Пример — Незначительные потери в изгибе
Незначительные потери в крутом повороте 90 o с малым коэффициентом потерь 1.3 и скорость воздуха 10 м / с можно рассчитать как
Δ p minor_loss = (1,3) (1,2 кг / м 3 ) (10 м / с) 2 /2
= 78 (Н / м 2 , Па)
Плотность и плотность воздуха Высота
Введение в расчет плотности воздуха
и
Высота над уровнем моря
обновлено: 29 окт.2019 г. (обновлено ссылки)
авторское право 1998-2019 Ричард Шелквист
Онлайн-калькуляторы плотности и высоты:
Для вашего удобства используются следующие калькуляторы плотности и высоты. доступны для использования на этом веб-сайте:
— Калькулятор высоты над уровнем моря,
с использованием точки росы
—
Калькулятор плотности и высоты с использованием относительной влажности
Что такое высота по плотности?
Высота по плотности определяется как высота, на которой модели Международной стандартной атмосферы (ISA) совпадает с плотность оцениваемого воздуха.(Стандартная атмосфера просто математическая модель атмосферы, которая стандартизирована чтобы можно было делать предсказуемые расчеты.)
Итак, основная идея расчета высоты по плотности заключается в вычислении фактическую плотность воздуха, а затем найдите высоту, на которой та же самая плотность воздуха встречается в Международной стандартной атмосфере модель.
В следующих параграфах мы шаг за шагом рассмотрим процесс расчета фактической плотности воздуха, а затем определение соответствующей высоты по плотности.
И, наконец, в конце статьи мы сравним эти
точные расчеты высоты по плотности с результатами значительного
упрощенное уравнение плотности и высоты, которое игнорирует эффекты, связанные с
к водяному пару в воздухе.
Некоторые значения слова «высота»:
Как ни странно, авиационный высотомер не на самом деле ничего не знаю о высоте, она измеряет только давление. Для пилотов очень важно понимать, что самолет высотомер измеряет только атмосферное давление (не истинную высоту).Этот этот момент особенно важно понимать в условиях постоянно растущего использование GPS. Самолет, летящий на определенной барометрической высоте (как показывает высотомер, установленный на 29,92 дюйма ртутного столба), могут отмечаться некоторые значительно отличается высота, отображаемая на GPS (который измеряет фактическое расстояние над средним уровнем моря). В некоторых случаях эта разница в высоте мала … но в других случаях она может достаточно, чтобы вызвать столкновение в воздухе, если пилот летел на высоте среднего уровня моря (MSL) GPS, а не на заданной барометрическая высота.
Высота по плотности — еще один вид высоты, основанный исключительно на по плотности воздуха. Высота по плотности не является ни «барометрической высотой». ни «средняя высота над уровнем моря», это просто высота в модель международной стандартной атмосферы, в которой воздух имеет определенное значение плотности … отсюда и название высота плотности.
Следовательно, очень важно всегда проверять, что подразумевается под «высота».
Теперь … перейдем к высоте по плотности…..
Плотность и плотность Высота:
Хотя понятие высоты по плотности обычно используется для описать влияние на характеристики самолета и двигателя, лежащие в основе Интересующее свойство — это плотность воздуха.
Например, подъемная сила крыла самолета, аэродинамическое сопротивление. самолета, и тяга лопасти пропеллера напрямую пропорционально плотности воздуха. Точно так же и лошадиные силы мощность двигателя внутреннего сгорания связана с плотностью воздуха, правильный размер жиклера карбюратора зависит от плотности воздуха, и команда ширины импульса к форсунке электронного впрыска топлива также связано с плотностью воздуха.
Важно отметить, что водяной пар в воздухе вызывает снижение плотности воздуха. Поэтому во влажный день у крыла меньше лифт и у атмосферного двигателя меньше мощности. Дело в том, что влажный воздух менее плотный может показаться нелогичным, поэтому вы обнаружите полное объяснение в «Влажный воздух менее плотный» раздел далее в этой статье.
В общем, если вы действительно хотите быть точным и последовательным в вопросы, связанные с плотностью воздуха, лучше всего сосредоточить внимание о фактической плотности воздуха, а не об этой загадочной концепции плотности высоты.Плотность высоты давно стала удобным критерием для пилотов. для сравнения характеристик самолетов на разных высотах, но на самом деле плотность воздуха является принципиально важной количество, а высота по плотности — это просто один из способов выразить эффекты плотности воздуха.
На самом деле, было бы гораздо более значимым, полезным и точным если бы авиационное сообщество просто использовало фактическую плотность воздуха в кг / м 3 , а если данные в справочниках летчика также выражались в фактической плотности воздуха.
Надеюсь, когда-нибудь все таблицы / диаграммы характеристик самолетов и системы сообщений о погоде будут просто использовать фактическую плотность воздуха и тем самым избежать всей концепции высоты по плотности … но, пока что мы застряли на «высоте плотности».
Примечание: если вы просто ищете простой расчет для высоты плотности без воздействия влаги вы найдете раздел «Более простые методы расчетов» рядом с конец этой статьи.Но для тех, кто хочет понять влияние влаги на высоту плотности, пожалуйста, прочтите.
Единиц:
Международная стандартная атмосфера 1976 года (которая используется как основы для этих расчетов плотности и высоты) в основном описывается в метрических единицах СИ, и я решил использовать те же единицы (в общие) в этой статье. Видеть ссылка 8 и ссылка 9 для перевода коэффициентов в ваши любимые единицы.
Воздух
Расчет плотности:
Чтобы начать понимать расчет плотности воздуха, рассмотрим закон идеального газа:
(1) P * V = n * Rg * T
где: P = давление
V = объем
n = количество молей
Rg = универсальная газовая постоянная
T = температура
Плотность — это просто масса молекул идеального газа. в определенном объеме, который можно математически выразить как:
(2) D = м / В
где: D = плотность
м = Масса
V = объемОбратите внимание:
m = n * M
где: m = масса
n = количество молей
M = молярная масса
И определите удельную газовую постоянную для рассматриваемого газа:R = Rg / M
где R = удельная газовая постоянная
Rg = универсальная газовая постоянная
M = молярная масса
Тогда, объединив предыдущие уравнения, выражение для плотность становится:
(3)
где: D = плотность, кг / м 3
P = давление, Паскали (умножьте МБ на 100, чтобы получить Паскали)
R = удельная газовая постоянная, Дж / (кг * град · К) = 287.05 для сухого воздуха
T = температура, град К = градус С + 273,15
В качестве примера, используя стандартные условия уровня моря ISA
P = 101325 Па и T = 15 ° C, плотность воздуха в море
уровень, можно рассчитать как:
D = (101325) / (287,05 * (15 + 273,15)) = 1,2250 кг / м 3
Этот пример был получен для сухого воздуха стандартного условия. Однако в реальных ситуациях необходимо чтобы понять, как на плотность влияет влажность в воздух.
Без учета малых погрешностей из-за неидеальной сжимаемости газа и измерения давления пара не производились над жидкой водой (см. ссылка 14), плотность смеси сухого воздуха молекулы и молекулы водяного пара могут быть просто записаны как:
(4а)
Которая с некоторыми заменами и перестановками (см. ссылка 15), также может быть записано как:
(4б)
где: D = плотность, кг / м 3
P d = давление сухого воздуха (парциальное давление), Паскали
P v = давление водяного пара (парциальное давление), Паскали
P = P d + P v = полное давление воздуха, Паскали (умножьте mb на 100, чтобы получить Паскали)
Rd = газовая постоянная для сухого воздуха, Дж / (кг * град К) = 287.05 = R / Md
Rv = газовая постоянная для водяного пара, Дж / (кг * град · К) = 461,495 = R / Mv
R = универсальная газовая постоянная = 8314,32 (в стандартной атмосфере 1976 г.)
Md = молекулярная масса сухого воздуха = 28,964 г / моль
Mv = молекулярная масса водяного пара = 18,016 г / моль
T = температура, град K = град C + 273,15
Чтобы использовать уравнение 4a или 4b для определения плотности воздуха, необходимо знать фактическое давление воздуха (которое также называется абсолютным давление, общее давление воздуха или давление станции), водяной пар давление и температура.
Можно получить грубое приближение абсолютного давление, настроив высотомер на нулевую высоту и значение в окне Коллсмана как фактическое давление воздуха. Возле в конце этой страницы я расскажу, как использовать показания альтиметра для точного определения фактического давления. Как вариант, там много маленьких электронных устройств, которые могут измерять фактический воздух давление и давление пара напрямую и довольно точно.
Давление водяного пара легко определить по росе. точка или от относительной влажности, а температура окружающей среды могут быть измерены в хорошо проветриваемом месте, вдали от прямых солнечных лучей.
В следующем разделе мы научимся рассчитывать воду
давление газа.
Давление пара:
Чтобы рассчитать давление водяного пара, нам нужно сначала рассчитать давление насыщенного пара.Есть много алгоритмов для определения давления насыщенного пара, но для простоты мы просто рассмотрим следующие два алгоритма подбора кривой:
Очень точная, хотя и довольно странно выглядящая формула для определения давление насыщенного пара представляет собой полином, разработанный Германом. Вобус (см. Ссылку 2):
(5) Es = e , поэтому / п 8
где:
Es = давление насыщения водяного пара, мбар
e , поэтому = 6.1078
p = (c 0 + T * (c 1 + T * (c 2 + T * (c 3 + T * (c 4 + T * (c 5 + T * (c 6 + T * (c 7 + T * (c 8 + T * (c 9 ))))))))))
T = температура, град C
с 0 = 0,99999683
с 1 = -0,951 * 10 -2
с 2 = 0.78736169 * 10 -4
с 3 = -0,61117958 * 10 -6
с 4 = 0,43884187 * 10 -8
с 5 = -0,29883885 * 10 -10
с 6 = 0,21874425 * 10 -12
с 7 = -0,17892321 * 10 -14
с 8 = 0,11112018 * 10 -16
с 9 = -0.30994571 * 10 -19
Для ситуаций, когда простота желательна и немного
меньшая точность приемлема, следующее уравнение аппроксимации кривой,
часто называют формулой Тетенса, предлагает хорошие
результаты, особенно при более высоких температурах окружающего воздуха, где
давление насыщения становится значительным для высоты плотности
расчеты.
(6)
где: Es = давление насыщения водяного пара, мбар
Tc = температура, ° C
с 0 = 6.1078
с 1 = 7,5
с 2 = 237,3
См. Ссылку 2 и Ссылка 11 для дополнительных формул давления пара.
Вот калькулятор, который сравнивает давление насыщенного пара
для любой заданной температуры, показывая результаты использования уравнений
5 и 6 даны выше:
Справочные таблицы Смитсоновского института (см. Ссылку 1) дают следующее значения давления насыщенного пара при заданных температурах.Ввод этих известных температур в калькулятор позволит Вам оценить точность рассчитанных результатов.
| градусов Цельсия | Es, мб |
| 30 | 42,430 |
| 20 | 23,373 |
| 10 | 12,272 |
| 0 | 6,1078 |
| -10 | 2.8627 |
| -30 | 0,5088 |
Вооружившись значением давления насыщенного пара, следующий Шаг заключается в определении фактического значения давления пара.
При расчете давления пара часто бывает более точным использовать температуру точки росы, а не относительную влажность. Хотя относительную влажность можно использовать для определения давления пара, на значение относительной влажности сильно влияет окружающая среда температура, и поэтому постоянно меняется в течение дня как воздух нагревается и охлаждается.
Напротив, значение точки росы гораздо более стабильно и часто почти постоянна для данной воздушной массы независимо от нормальные суточные перепады температур. Следовательно, используя точку росы поскольку мера влажности позволяет более стабильно и, следовательно, потенциально более точные результаты.
Фактическое давление пара от точки росы:
Чтобы определить фактическое давление пара, просто используйте точку росы. как значение T в уравнении 5 или 6.То есть в точке росы, Pv = Es.
(7a) Pv = Es в точке росы
где P v = давление водяного пара (парциальное давление)
Es = давление насыщенного пара (умножьте mb на 100, чтобы получить Паскали)
Фактическое давление пара при относительной влажности:
Относительная влажность определяется как отношение (выраженное в процентах) от фактического давления пара до давления насыщенного пара при заданная температура.
Чтобы найти фактическое давление пара, просто умножьте насыщенность давление пара в процентах, и результат — фактический пар давление. Например, если относительная влажность 40%, а температура 30 ° C, тогда давление насыщенного пара 42,43 мбар а фактическое давление пара составляет 40% от 42,43 мбар, что составляет 16,97 мбар. мб.
(7b) Pv = RH * Es
где P v = давление
водяного пара (парциальное давление)
RH = относительная влажность (выраженная в виде десятичного числа)
Es = давление насыщенного пара (умножьте mb на 100, чтобы получить Паскали)
Давление сухого воздуха:
Теперь, когда известно давление водяного пара, мы почти готовы. для расчета плотности комбинации сухого воздуха и воды пара, как описано в уравнении 4a, но сначала нам нужно знать давление сухого воздуха.
Общее измеренное атмосферное давление (также называемое фактическим давлением, абсолютное давление, или давление станции) — это сумма давлений сухого воздуха и давления пара:
(8a) P = Pd + Pv
где: P = полное давление
Pd = давление сухого воздуха
Pv = давление водяного пара
Итак, переставляем это уравнение:
(8b) Pd = P — Pv
где: P = полное давление
Pd = давление сухого воздуха
Pv = давление водяного пара
Теперь, когда у нас есть давление из-за водяного пара, а также давление из-за сухого воздуха, у нас есть вся информация, которая требуется для расчета плотности воздуха по уравнению 4a.
Рассчитайте плотность воздуха:
Теперь, вооруженный этими уравнениями и фактическим давлением воздуха, давление пара и температура, плотность воздуха можно рассчитать.
Вот калькулятор, который определяет плотность воздуха по фактическое давление, точка росы и температура воздуха с использованием уравнений 4, 6, 7 и 8, как определено выше:
Влажный воздух менее плотный…
Как вы могли заметить, влажный воздух менее плотный, чем сухой. Может показаться разумным опровергнуть этот простой факт. на основании наблюдения, что вода плотнее сухого воздуха … конечно верно, но неактуально.
У твердых тел, жидкостей и газов есть свои уникальные законы, поэтому невозможно приравнять поведение жидкой воды к поведение водяного пара.
Закон идеального газа гласит, что определенный объем воздуха при определенное давление имеет определенное значение nu
Калькулятор объема и площади цилиндра
Как найти объем и площадь цилиндра?
Цилиндр — это трехмерное твердое тело с конгруэнтными основаниями в паре параллельных плоскостей.Эти основания представляют собой совпадающие круги. Ось цилиндра — это отрезок прямой с концами в центрах оснований.
Высота или высота цилиндра, обозначаемая $ h $, представляет собой перпендикулярное расстояние между его круговыми основаниями. Есть два типа цилиндров:
- Правый цилиндр;
- Наклонный цилиндр.
$$ L = 2r \ pi \ times h $$
где $ \ pi \ Approx3.14 $. Наконец, чтобы найти площадь поверхности цилиндра, сначала найдите боковую площадь и добавьте площади базовых кругов.3) $ и т. Д.Работа с объемом цилиндра и площадью поверхности с шагом показывает полный пошаговый расчет для определения площади поверхности и объема цилиндра с длиной его базового радиуса $ 5 \; дюймов и высотой $ 10 \; in $ по формулам площади и объема. За любые другие значения для длины базового радиуса и высоты цилиндра, просто введите два положительных вещественных числа и нажмите кнопку «Создать работу». кнопка. Ученики начальной школы могут использовать этот калькулятор цилиндров для создания работы, проверки результатов площади поверхности и объема трехмерных тел или для эффективного выполнения домашних заданий.
Электронный кодекс федеральных нормативных документов e-CFR
‘;
Переключить навигацию eCFR- Дом
Обновляется ежедневно
Все заголовки CFR
- Раздел 1 — Общие положения
- Раздел 2 — Гранты и соглашения
- Раздел 3 — Президент
- Раздел 4 — Счета
- Раздел 5 — Административный персонал
- Раздел 6 — Внутренняя безопасность
- Раздел 7 — Сельское хозяйство
- Раздел 8 — Иностранцы и гражданство
- Раздел 9 — Животные и продукты животного происхождения
- Название 10 — Энергия
- Раздел 11 — Федеральные выборы
- Раздел 12 — Банки и банковское дело
- Раздел 13 — Бизнес-кредит и помощь
- Название 14 — Аэронавтика и космос
- Раздел 15 — Торговля и внешняя торговля
- Раздел 16 — Коммерческая практика
- Заголовок 17 — Товарная и ценная биржа
- Раздел 18 — Сохранение энергетических и водных ресурсов
- Раздел 19 — Таможенные пошлины
- Раздел 20 — Вознаграждения работникам
- Раздел 21 — Продукты питания и лекарства
- Раздел 22 — Международные отношения
- Название 23 — Автомагистрали
- Раздел 24 — Жилищное строительство и городское развитие
- Название 25 — Индейцы
- Название 26 — Внутренние доходы
- Название 27 — Алкоголь, табачные изделия и огнестрельное оружие
- Раздел 28 — Судебная администрация
- Заголовок 29 — Трудовой
- Раздел 30 — Минеральные ресурсы
- Название 31 — Деньги и финансы: Казначейство
- Название 32 — Национальная оборона
- Раздел 33 — Судоходство и судоходные воды
- Раздел 34 — Образование
- Заголовок 35 — [ЗАЩИЩЕНО]
- Раздел 36 — Парки, леса и общественная собственность
- Раздел 37 — Патенты, товарные знаки и авторские права
- Раздел 38 — Пенсии, премии и льготы ветеранов
- Заголовок 39 — Почтовая служба
- Раздел 40 — Охрана окружающей среды
- Раздел 41 — Государственные контракты и управление недвижимостью
- Раздел 42 — Общественное здравоохранение
- Название 43 — Государственные земли: Интерьер
Удельная теплоемкость воздуха
Удельная теплоемкость воздуха — (Обновлено 26.07.08)Удельные теплоемкости воздуха
Номинальные значения, используемые для воздуха при 300 K: C P = 1.00 кДж / кг.K, C v = 0,718 кДж / кг · K ,, и k = 1,4. Однако все они являются функциями температура, и с чрезвычайно высоким температурным диапазоном опыт работы в двигателях внутреннего сгорания и газотурбинных двигателях можно получить существенные ошибки. В следующей таблице приведены значения удельная теплоемкость как функция температуры. Мы находим, что выбор значений удельных теплоемкостей в среднем температура каждого процесса дает результаты с разумной точностью (в пределах 1%).
Идеальный газ удельные теплоемкости воздуха
Температура
KC P
кДж / кг.KC v
кДж / кг. Kк
250
1.003
0,716
1.401
300
1,005
0,718
1.400
350
1,008
0,721
1,398
400
1,013
0,726
1,395
450
1,020
0.733
1,391
500
1.029
0,742
1,387
550
1.040
0,753
1,381
600
1.051
0,764
1,376
650
1,063
0,776
1,370
700
1,075
0,788
1,364
750
1.087
0,800
1,359
800
1,099
0,812
1,354
900
1,121
0,834
1,344
1000
1.142
0,855
1,336
1100
1,155
0,868
1,331
1200
1,173
0,886
1,324
1300
1.190
0,903
1,318
1400
1.204
0,917
1,313
1500
1,216
0,929
1,309
Значения до 1000 K были первоначально опубликованы в «Таблицах». термических свойств газов », NBS Circular 564,1955.Последний пять строк были рассчитаны по формуле BG Kyle «Chemical» и термодинамика процессов «, Englewood Cliffs / Prentice Hall, 1984 и имеют ошибку <1%.
______________________________________________________________________________________
Инженерная термодинамика, Израиль
Уриэли находится под лицензией Creative
Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.
