Расчет скорости в воздуховоде онлайн: Расчет скорости воздуха в воздуховоде – Калькулятор скорости воздуха
Расчет скорости воздуха в воздуховоде
Расчет скорости воздуха в воздуховоде — Завод вентиляции Вентпром
+7 (863) 206-16-72
г. Ростов-на-Дону
ул. 1-й Конной Армии, 1
Введите исходные данные:
Расход воздуха, LВыделить значения:
Скорость воздуха в воздуховоде круглого сечения
| ⌀ мм | ⌀ 100 | ⌀ 125 | ⌀ 160 | ⌀ 200 | ⌀ 250 | ⌀ 280 | ⌀ 315 | ⌀ 355 | ⌀ 400 | ⌀ 450 | ⌀ 500 | ⌀ 560 | ⌀ 630 | ⌀ 710 | ⌀ 800 | ⌀ 900 | ⌀ 1000 | ⌀ 1120 | ⌀ 1250 | ⌀ 1400 | ⌀ 1600 |
| V, м/с |
Скорость воздуха в воздуховоде прямоугольного сечения
| AxB мм | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 |
| 50 | ||||||||||||||||||||
| 100 | ||||||||||||||||||||
| 150 | ||||||||||||||||||||
| 200 | ||||||||||||||||||||
| 250 | ||||||||||||||||||||
| 300 | ||||||||||||||||||||
| 350 | ||||||||||||||||||||
| 400 | ||||||||||||||||||||
| 450 | ||||||||||||||||||||
| 500 | ||||||||||||||||||||
| 550 | ||||||||||||||||||||
| 600 | ||||||||||||||||||||
| 650 | ||||||||||||||||||||
| 700 | ||||||||||||||||||||
| 750 | ||||||||||||||||||||
| 800 | ||||||||||||||||||||
| 850 | ||||||||||||||||||||
| 900 | ||||||||||||||||||||
| 950 | ||||||||||||||||||||
| 1000 |
Расчет скорости воздуха в воздуховоде
Расчет скорости воздуха в воздуховоде| Воздуховоды Онлайн калькулятор расчета воздуховодов для вентиляции |
Расчет воздуховодов |
|||
Онлайн калькулятор расчёта эквивалентного сечения прямоугольного воздуховода и пропускной способности воздуховода:
Онлайн калькулятор расчёта эквивалентного сечения для воздуховода
Онлайн калькулятор определения допустимого расхода воздуха через воздуховод
Определение оптимальной скорости движения воздуха в воздуховоде
Для прямоугольного или квадратного сечения воздуховода сначала необходимо по калькулятору эквивалентного сечения перевести в круглое сечение. Второй калькулятор (определение допустимого расхода воздуха) позволяет вычислить расход по оптимальной скорости воздуха в воздуховоде, либо по технически необходимой скорости. Системы вентиляции для помещений с высокий уровнем комфорта должны обеспечивать движение воздуха в диапазоне 3-5 метров в секунду, технические или магистральные воздуховоды в подсобных помещениях могут проектироваться под 6-8 метров в секунду. Это допустимо, но приводит к появлению избыточного шума.
| г. Ядрин, Республика Чувашия Производство станков «Аксиома» и запорной арматуры высокого давления по вопросам приобретения: электронная почта на официальном сайте «Станки Аксиома» сделано в России |
| . |
Детальный расчет скорости воздуха в воздуховодах по формуле
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 воздуховоде 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 помещенииВо 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) | 3м3/ч на 1м2 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 м3 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 м3 на один унитаз) |
| Танцевальный зал, дискотека | 8-10 |
| Комната для курения | 10 |
| Серверная | 5-10 |
| Спортивный зал | не менее 80 м3 на 1 занимающегося и не менее 20 м3 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 расчетовСкорость 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 м3 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 м3×3= 60 м3. Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:
V – скорость потока воздуха в м/с;
L – расход воздуха в м3/ч;
S – площадь сечения воздуховодов в м2.
Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:
В нашем примере S = (3.14×0,42 м)/4=0,1256 м2. Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м3/ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м3) 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 (м3)×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.
Таблица 6. Рекомендованные параметры скоростей воздуха
| Рекомендуемые значения скорости | |||
| Квартиры | Офисы | Производственные помещения | |
| Приточные решетки | 2,0-2,5 | 2,0-2,5 | 2,5-6,0 |
| Магистральные воздуховоды | 3,5-5,0 | 3,5-6,0 | 6,0-11,0 |
| Ответвления | 3,0-5,0 | 3,0-6,5 | 4,0-9,0 |
| Воздушные фильтры | 1,2-1,5 | 1,5-1,8 | 1,5-1,8 |
| Теплообменники | 2,2-2,5 | 2,5-3,0 | 2,5-3,0 |
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.
Таблица 7. Рекомендованные скорости воздуха в различных каналах
| 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.
Расчет системы вентиляции, онлайн калькулятор
Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции
Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:
- назначения помещения
- количества оборудования
- выделяющего тепло,
- количества людей в помещении.
В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.
Расчет производительности по кратности воздухообмена
Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляцииСледующий этап в расчете вентиляции — проектирование воздухораспределительной сети, состоящей из следующих компонентов: воздуховоды, распределители воздуха, фасонные изделия (переходники, повороты, разветвители.) Сначала разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится расчет уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха. Напор по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора и рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного диаметра на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с увеличением длины воздуховодов и количества поворотов и переходов. Расчет количества диффузоров
| ||||||||||||||||
Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.
Расчет мощности калорифера
| Методика расчета мощности калорифера Р = T * L * Сv / 1000, где: Р — мощность прибора, кВт; |
Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:
- Производительность по воздуху;
- Мощность калорифера;
- Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
- Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
- Допустимый уровень шума.
Онлайн калькулятор расчета вентиляции
Этап первый
Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных операций.Составляется схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.
Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.
Формирование схемы
Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.
Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная
Приточная
Здесь линия расчёта выстраивается от самого удалённого распределителя воздуха с наибольшим потреблением. Она проходит через такие приточные элементы, как воздуховоды и вентиляционная установка вплоть до места где происходит забор воздуха. Если же система должна обслуживать несколько этажей, то распределитель воздуха располагают на последнем.
Вытяжная
Строится линия от самого удалённого вытяжного устройства, максимально расходующего воздушный поток, через магистраль до установки вытяжки и дальше до шахты, через которую осуществляется выброс воздуха.
Если планируется вентиляция для нескольких уровней и установка вытяжки располагается на кровле или чердаке, то линия расчёта должна начинаться с воздухораспределительного устройства самого нижнего этажа или подвала, который тоже входит в систему. Если установка вытяжки находится в подвальном помещении, то от воздухораспределительного устройства последнего этажа.
Вся линия расчёта разбивается на отрезки, каждый из них представляет собой участок воздуховода со следующими характеристиками:
- воздуховод единого размера сечения;
- из одного материала;
- с постоянным потреблением воздуха.
Следующим шагом является нумерация отрезков. Начинается она с наиболее удалённого вытяжного устройства или распределителя воздуха, каждому присваивается отдельный номер. Основное направление – магистраль выделяется жирной линией.
Далее, на основе аксонометрической схемы для каждого отрезка определяется его протяжённость с учётом масштаба и потребления воздуха. Последний представляет собой сумму всех величин потребляемого воздушного потока, протекающего через ответвления, которые примыкают к магистрали. Значение показателя, который получается в результате последовательного суммирования, должно постепенно возрастать.
Определение размерных величин сечений воздуховодов
Производится исходя из таких показателей, как:
- потребление воздуха на отрезке;
- нормативные рекомендуемые значения скорости движения воздушного потока составляют: на магистралях — 6м/с, на шахтах где происходит забор воздуха – 5м/с.
Рассчитывается предварительное размерная величина воздуховода на отрезке, которая приводится к ближайшему стандартному. Если выбирается прямоугольный воздуховод, то значения подбираются на основе размеров сторон, отношение между которыми составляет не более чем 1 к 3.
Исходные данные для вычислений
Когда известна схема вентиляционной системы, размеры всех воздухопроводов подобраны и определено дополнительное оборудование, схему изображают во фронтальной изометрической проекции, то есть аксонометрии. Если ее выполнить в соответствии с действующими стандартами, то на чертежах (или эскизах) будет видна вся информация, необходимая для расчета.
- С помощью поэтажных планировок можно определить длины горизонтальных участков воздухопроводов. Если же на аксонометрической схеме проставлены отметки высот, на которых проходят каналы, то протяженность горизонтальных участков тоже станет известна. В противном случае потребуются разрезы здания с проложенными трассами воздухопроводов. И в крайнем случае, когда информации недостаточно, эти длины придется определять с помощью замеров по месту прокладки.
- На схеме должно быть изображено с помощью условных обозначений все дополнительное оборудование, установленное в каналах. Это могут быть диафрагмы, заслонки с электроприводом, противопожарные клапаны, а также устройства для раздачи или вытяжки воздуха (решетки, панели, зонты, диффузоры). Каждая единица этого оборудования создает сопротивление на пути воздушного потока, которое необходимо учитывать при расчете.
- В соответствии с нормативами на схеме возле условных изображений воздуховодов должны быть проставлены расходы воздуха и размеры каналов. Это определяющие параметры для вычислений.
- Все фасонные и разветвляющие элементы тоже должны быть отражены на схеме.
Если такой схемы на бумаге или в электронном виде не существует, то придется ее начертить хотя бы в черновом варианте, при вычислениях без нее не обойтись.
2. Вычисление потерь на трение
Потери
энергии потока вычисляются пропорционально
так называемому
«динамическому» напору, величине
pW2/2,
где р -плотность
воздуха при температуре потока
(определяется по таблице (1)
и (2)), a
W
— скорость в том или ином сечении контура
циркуляции воздуха.
Падение
давления воздуха вследствие действия
трения вычисляют
по формуле Вейсбаха:
=
гдеl
— длина участка контура циркуляции, м,
dэкв-эквивалентный
диаметр поперечного сечения участка,
м,
dэкв=
-коэффициентсопротивления трения.
Коэффициент
сопротивлениятрения определяется режимом течениявоздуха
в рассматриваемом сечении контура
циркуляции, или величиной
критерия Рейнольдса:
Re=
dэкв где
Widэкв
— скорость и эквивалентный диаметр
канала
и
кинематический коэффициент вязкости
воздуха (определяется по таблицам
/1/ и /2/,
м
/с.
Значение
для значенийReвинтервале 105
-108
(развитое
турбулентное
значение) определяется по формуле
Никурадзе:
=3,2.
10-3—
0,231 .Re-0,231
Более
подробные сведения по выбору
можно получить из /4/ и /5/ В/5/
приведена диаграмма для нахождения
значения
,облегчающая
расчеты.
Вычисленные значения
выражаются в паскалях (Па). В
таблице 3 сведены значения исходных
данных для каждого канала
скорость,
длина, поперечное сечение,
эквивалентный диаметр,
величина
критерия Рейнольдса, коэффициент
сопротивления,
динамический
напор и величина вычисленных потерь на
трение.
Таблица 3 | ||||||||
№ канала | W, м/с | F, м2 | dэкв М | l, |  W2/2,Н | Re |  |  ,Па |
1 | 15 | 0.8 | 0,77 | 1,0 | 76,5 | 3,5 | 0,015 | 1,5 |
2 | 25 | 0,87 | 0,88 | 1,75 | 212,5 | 6,7 | 0,013 | 5,5 |
3 | 21,7 | 1,0 | 0,60 | 3,0 | 160,1 | 3,9 | 0,014 | 11,2 |
4 | 28,9 | 0,75 | 0,60 | 1,75 | 283,9 | 5,3 | 0,0135 | 11,2 |
Расчеты
сопротивлений трения в каналах печи
5.3.
«Местные» потери
— под этим термином понимают потери
энергии в тех
местах, где поток воздуха внезапно
расширяется или суживается, претерпевает
повороты и т.д.
В
проектируемой печи таких мест достаточно
много — калориферы, повороты
каналов, расширения или сужения каналов
и др.
Эти
потери вычисляются также, как доля
динамического напора p=W2/2,
умножая
его на так называемый «коэффициент
местного сопротивления»
:Сумма 
29.4Па
местн=
/2 Коэффициент
местного сопротивления определяется
но таблицам /1/ и /5/ в зависимости от типа
местного сопротивления, и габаритных
характеристик. Например, в
данной печи местное сопротивление типа
внезапного сужения имеет место
в канале 1-2 (см. рис.7). Соотношение сечений
(узкого к широкому).По
приложению /1 / находим 
=0,25
= 160Па,
Совершенно
аналогично вычисляются другие местные
потери. Необходимо
отметить, что в ряде случаев местные
потери обусловлены
действием сразу двух видов сопротивлений.
Например, имеет
место поворот канала и одновременно
изменение его сечения (сужение
или расширение) следует провести
вычисление потерь для
обоих случаев и результаты сложить.
Результаты вычислений местных потерь
сведены в таблицу 4
№ | Тип | W, м/с |  |  Па | Прим. |
Внезапное | 43,4 | 0,125 | 160 | Нах. по табл | |
1-1 | Поворот | 25 | 1,5 | 318 | ~ |
2-3 | Скругленный | 25 | О,1 | 21,3 | ~ |
3 | Диафрагмы в потоке | 35,8 | 3,6 | 601 | ~ |
3-4 | Скругленный | 21,7 | 0,28 | 44,8 | ~ |
4-1 | Поворот | 28,9 | 0,85 | 241 | ~ |
4-1 | Внезапное | 28,9 | 0,09 | 25,5 | ~ |
Сумма
=1411,6 Па
Суммарные
потери:
=30 + 1410 =1440 Па
Вентиляторы
выбираем по характеристикам
центробежных
вентиляторов
, предположительно для типа ВРС № 10
(рабочее
колесо
диаметром 1000
мм).
Для
производительности 21,5
м3/с
и необходимого напора Н>1440
Па..
Получаем: n=550
об/мин;
,5;
Nуст
25
кВт.
Привод
вентилятора от асинхронного двигателя,
мощностью 30
кВт
типа
АО
при 720
об/мин,
через клиноременную передачу.
Этап второй
Здесь рассчитываются аэродинамические показатели сопротивления. После выбора стандартных сечений воздуховодов уточняется величина скорости воздушного потока в системе.
Расчёт потерь давления на трение
Следующим шагом является определение удельных потерь давления на трение исходя из табличных данных или номограмм. В ряде случаев может пригодиться калькулятор для определения показателей на основе формулы, позволяющей произвести расчёт с погрешностью в 0,5 процента. Для вычисления общего значения показателя, характеризующего потери давления на всём участке, нужно его удельный показатель умножить на длину. На этом этапе также следует учитывать поправочный коэффициент на шероховатость. Он зависит от величины абсолютной шероховатости того или иного материала воздуховода, а также скорости.
Вычисление показателя динамического давления на отрезке
Здесь определяют показатель, характеризующий динамическое давление на каждом участке исходя из значений:
- скорости воздушного потока в системе;
- плотности воздушной массы в стандартных условиях, которая составляет 1,2 кг/м3.
Определение значений местных сопротивлений на участках
Их можно рассчитать исходя из коэффициентов местного сопротивления. Полученные значения сводят в табличной форме, в которую включаются данные всех участков, причём не только прямые отрезки, но и по несколько фасонных частей. Название каждого элемента заносится в таблицу, там же указываются соответствующие значения и характеристики, по которым определяется коэффициент местного сопротивления. Эти показатели можно найти в соответствующих справочных материалах по подбору оборудования для вентиляционных установок.
При наличии большого количества элементов в системе или при отсутствии определённых значений коэффициентов используется программа, которая позволяет быстро осуществить громоздкие операции и оптимизировать расчёт в целом. Общая величина сопротивления определяется как сумма коэффициентов всех элементов отрезка.
Вычисление потерь давления на местных сопротивлениях
Рассчитав итоговую суммарную величину показателя, переходят к вычислению потерь давления на анализируемых участках. После расчёта всех отрезков основной линии полученные числа суммируют и определяют общее значение сопротивления вентиляционной системы.
Расчет воздуховодов приточных и вытяжных систем механической и естественной вентиляции
Аэродинамический
расчет воздуховодов обычно сводится
к определению размеров их поперечного
сечения,
а также потерь давления на отдельных
участках
и в системе в целом. Можно определять
расходы
воздуха при заданных размерах воздуховодов
и известном перепаде давления в системе.
При
аэродинамическом расчете воздуховодов
систем вентиляции обычно пренебрегают
сжимаемостью
перемещающегося воздуха и пользуются
значениями избыточных давлений, принимая
за условный
нуль атмосферное давление.
При
движении воздуха по воздуховоду в любом
поперечном
сечении потока различают три вида
давления:
статическое,
динамическое
и полное.
Статическое
давление
определяет потенциальную
энергию 1 м3
воздуха в рассматриваемом сечении (рст
равно давлению на стенки воздуховода).
Динамическое
давление
– это кинетическая энергия потока,
отнесенная к 1 м3
воздуха, определяется
по формуле:
(1)
где
– плотность
воздуха, кг/м3;
– скорость
движения воздуха в сечении, м/с.
Полное
давление
равно сумме статического и динамического
давлений.
(2)
Традиционно
при расчете сети воздуховодов применяется
термин “потери
давления”
(“потери
энергии потока”).
Потери
давления (полные) в системе вентиляции
складываются из потерь на трение и
потерь в местных
сопротивлениях (см.: Отопление и
вентиляция, ч. 2.1 “Вентиляция”
под ред. В.Н. Богословского, М., 1976).
Потери
давления на трение определяются по
формуле
Дарси:
(3)
где
– коэффициент
сопротивления трению, который
рассчитывается по универсальной формуле
А.Д. Альтшуля:
(4)
где
– критерий Рейнольдса; К – высота
выступов шероховатости (абсолютная
шероховатость).При
инженерных расчетах потери давления
на трение
,
Па (кг/м2),
в воздуховоде длиной /, м, определяются
по выражению
(5)
где
– потери
давления на 1 мм длины воздуховода,
Па/м [кг/(м2
* м)].
Для
определения Rсоставлены
таблицы и номограммы. Номограммы (рис.
1 и 2) построены для условий: форма сечения
воздуховода круг диаметром,
давление воздуха 98 кПа (1 ат), температура
20°С, шероховатость= 0,1 мм.
Для
расчета воздуховодов и каналов
прямоугольного сечения пользуются
таблицами и номограммами
для круглых воздуховодов, вводя при
этом
эквивалентный диаметр прямоугольного
воздуховода, при котором потери давления
на трение в
круглом
и прямоугольном
~
воздуховодахравны.
В
практике проектирования получили
распространение
три вида эквивалентных диаметров:
■ по скорости
при
равенстве скоростей
■ по
расходу
при
равенстве расходов
■ по
площади поперечного сечения
при равенстве
площадей сечения
При
расчете воздуховодов с шероховатостью
стенок,
отличающейся от предусмотренной в
таблицах или в номограммах (К = ОД мм),
дают поправку к
табличному значению удельных потерь
давления на
трение:
(6)
где
– табличное
значение удельных потерь давления
на трение;
– коэффициент
учета шероховатости стенок (табл. 8.6).
Потери
давления в местных сопротивлениях. В
местах поворота воздуховода, при делении
и слиянии
потоков в тройниках, при изменении
размеров
воздуховода (расширение – в диффузоре,
сужение – в конфузоре), при входе в
воздуховод или в
канал и выходе из него, а также в местах
установки
регулирующих устройств (дросселей,
шиберов, диафрагм) наблюдается падение
давления в потоке
перемещающегося воздуха. В указанных
местах происходит
перестройка полей скоростей воздуха в
воздуховоде и образование вихревых зон
у стенок, что сопровождается
потерей энергии потока. Выравнивание
потока происходит на некотором расстоянии
после прохождения
этих мест. Условно, для удобства проведения
аэродинамического расчета, потери
давления в местных
сопротивлениях считают сосредоточенными.
Потери
давления в местном сопротивлении
определяются
по формуле
(7)
где
–
коэффициент местного сопротивления
(обычно,
в отдельных случаях имеет место
отрицательное значение, при расчетах
следует
учитывать знак).
Коэффициентотносится
к наибольшей скорости
в суженном сечении участка или скорости
в сечении
участка с меньшим расходом (в тройнике).
В таблицах
коэффициентов местных сопротивлений
указано, к какой скорости относится.
Потери
давления в местных сопротивлениях
участка, z,
рассчитываются по формуле
(8)
где
– сумма
коэффициентов местных сопротивлений
на участке.
Общие
потери давления на участке воздуховода
длиной,
м, при наличии местных сопротивлений:
(9)
где
– потери
давления на 1 м длины воздуховода;
– потери
давления в местных сопротивлениях
участка.
Аэродинамический расчет системы вентиляции онлайн
Расчет расхода воздуха по кратности (подробнее)
Площадь помещения, м²:
Высота помещения, м:
Кратность воздухообмена:
Расход воздуха: м³/с
Расчет расхода воздуха по количеству людей (подробнее)
Число людей в помещении:
Активность людей в помещении:
Спокойное состояние
Умеренная деятельность
Активная деятельность
Расход воздуха: м³/с
Расчет площади сечения воздуховода (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Рекомендуемая скорость, м/с:
Площадь сечения воздуховода: м²
Стандартные размеры воздуховодов по площади сечения
-
- Прямоугольные воздуховоды
-
- Круглые воздуховоды
Расчет фактической скорости (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Площадь сечения, м²:
Фактическая скорость воздуха: м/c
Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода (подробнее)
Высота, м:
Ширина, м:
Эквивалентный диаметр: м
Расчет потребляемой мощности вентилятора (подробнее)
Расход воздуха, м³/с:
Давление воздуха, Па:
КПД вентилятора, %:
Потребляемая мощность: кВт
Расчет расхода воздуха по кратности
L = n * S * Н / 3600, где:
L – необходимая производительность м³/с;
n – кратность воздухообмена;
S – площадь помещения;
Н – высота помещения, м.
Расчет расхода воздуха по количеству людей
L = N * Lнорм / 3600, где:
L – производительность м³/с;
N – число людей в помещении;
Lн – нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:
при отдыхе — 20 м³/ч;
при офисной работе — 40 м³/ч;
при активной работе — 60 м³/ч.
Расчет площади сечения воздуховода
F = Q / Vрек где:
F – площадь сечения воздуховода, м²;
Q – расход воздуха м³/с;
Vрек – рекомендуемая скорость воздуха, м/с. (подбираем из таблицы)
Рекомендуемая скорость воздуха
Расчет фактической скорости
По площади F определяют диаметр D (для круглой формы) или высоту A и ширину B (для прямоугольной) воздуховода, м. Полученные величины округляют до ближайшего большего стандартного размера, т.е. Dст , Аст и Вст. Это делается для того, чтобы рассчитать фактическую скорость.
Vфакт = Q / Fфакт, где:
Vфакт – фактическая скорость воздуха, м/с;
Q – расход воздуха м³/с;
Fфакт – фактическая площадь сечения воздуховода, м².
Расчет эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода
DL = (2Aст * Bст) / (Aст + Bст), где:
DL – эквивалентный диаметр, м;
Aст – стандартная высота, м;
Bст – стандартная ширина, м.
Расчет потребляемой мощности вентилятора
N = (Qвент * Pвент) / (1000 * n * 100), где:
N – мощность электродвигателя приточного или вытяжного вентилятора, кВт;
Qвент – расход воздуха вентилятора, м³/с;
Pвент – давление создаваемое вентилятором, Па;
n – КПД (коэффициент полезного действия), %.
Как расчитать потери напора воздуха в системе вентиляции
Табл. № 1. Рекомендованная скорость движения воздуха для различных помещений
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 |
Исходя из этих значений следует рассчитывать линейные параметры воздуховодов.
Алгоритм расчета потерь напора воздуха
Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов. Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются. По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.
Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.
Табл. № 2. Эквивалентные диаметры круглых воздуховодов для квадратных
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 |
По горизонтали указана высота квадратного воздуховода, а по вертикали ширина. Эквивалентное значение круглого сечения находится на пересечении линий.
Потери давления воздуха в изгибах берутся из таблицы № 3.
Табл. № 3. Потери давления на изгибах
Для определения потерь давления в диффузорах используются данные из таблицы № 4.
Табл. № 4. Потери давления в диффузорах
В таблице № 5 дается общая диаграмма потерь на прямолинейном участке.
Табл. № 5. Диаграмма потерь давления воздуха в прямолинейных воздуховодах
Все отдельные потери на данном участке воздуховода суммируются и корректируются с таблицей № 6. Табл. № 6. Расчет понижения давления потока в системах вентиляции
Во время проектирования и расчетов существующие нормативные акты рекомендуют, чтобы разница в величине потерь давления между отдельными участками не превышала 10%. Вентилятор нужно устанавливать в участке системы вентиляции с наиболее высоким сопротивлением, самые удаленные воздуховоды должны иметь минимальное сопротивление. Если эти условия не выполняются, то необходимо изменять план размещения воздуховодов и дополнительного оборудования с учетом требований положений.
