.

Скорость потока воздуха в вентиляции


Порядок расчета скорости воздуха в воздуховоде

Комментариев:

Рейтинг: 79

Для определения внешних размеров воздуховодов нужно знать величину их поперечного сечения, которая высчитывается в зависимости от расхода воздуха в канале и скорости его движения. Расчет и подбор оптимальной скорости на каждом участке оказывает непосредственное влияние на правильную работу всей вентиляционной системы. Расчетные значения скорости после монтажа и пуска сети воздухопроводов проверяют с помощью измерений специальными приборами.

Воздуховод – это система труб из различных материалов, которые установлены в помещениях для разделения и распределения воздуха по ним и вытяжки воздуха из них.

Исходная информация для просчета

Всю вентиляционную систему раскладывают на отдельные участки и на каждом из них определяют оптимальную скорость воздушной смеси. Признак, по которому отличают один участок от другого, это количество воздуха (расход). Если данная величина неизменна, то раскладывать вентиляционную сеть трубопроводов на участки не требуется. Суть расчета сводится к следующему:

Расчет воздуховодов для равномерной раздачи воздуха.

  1. Определить расчетное значение скорости потока.
  2. Вычислить размеры воздуховодов круглой или прямоугольной формы, сравнить их с нормируемыми размерами по СНиП.
  3. Если габариты отличаются от нормируемых, взять ближайшее в ряду нормативное значение и произвести вычисления в обратном порядке для определения реальной скорости движения воздушных потоков.

Нормативный ряд диаметров в миллиметрах круглых каналов представлен в таблице:

50 58 63 71 80 90 100 110 125 140 160 180
200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710
800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000 2240 2500 2800

Нормативные требования к воздухопроводам прямоугольной формы несколько проще: соотношение высоты и ширины сторон канала не должно быть больше чем 6:3. На практике это означает, что нельзя изготавливать слишком узкие трубопроводы при большой ширине, такие как 700х100 мм. Такой канал будет иметь очень высокое сопротивление, а при его работе допустимый уровень шума будет превышен, поскольку слишком широкая часть начнет вибрировать от воздействия на нее воздушного потока изнутри. В этом случае соотношение будет равно 7, что не соответствует нормам, а канал 600х100 мм с соотношением сторон 6 нормативами допускается. Но даже в этом случае широкую сторону необходимо ужесточить, особенно при высокой скорости воздушных масс. Для этого на ней выполняют зиги либо диагональные перегибы с определенным шагом.

Вернуться к оглавлению

Формула определения воздухообмена по кратности.

Формула, применяемая для расчета скорости воздушного потока в трубопроводе, связывает между собой расход воздуха на данном участке (L, куб.м/ч), размер поперечного сечения канала (F, кв.м) и значение самой скорости (V, м/с):

L=3600xFxV.

Значение количества воздушной смеси выражается в куб.м за 1 час, а скорость — в метрах за секунду, поэтому в формуле присутствует цифра 3600 для увязки временных величин, как известно, 1 час — это 3600 секунд. Для расчета скорости потока формула выглядит так:

V=L/3600xF.

Размеры сечения трубопровода для воздуха вычисляют в зависимости от его конфигурации. Если форма канала круглая, то сечение определяется следующим образом:

F=(πxD2)/4 или F=πxr2.

В приведенных формулах:

  • D — диаметр воздуховода круглой формы в метрах;
  • r — радиус круглого канала в метрах;
  • π = 3,14.

Второй параметр, принимающий участие в основной формуле, это количество воздуха для притока или вытяжки на данном участке. Данная величина принимается из соображений потребности количества притока или вытяжки в помещении. Может определяться согласно нормативам, действующим для этих видов помещений, либо расчетам при выделении в пространстве комнаты различных вредных, горючих или взрывоопасных веществ. После выполнения таких вычислений величина расхода воздушной смеси становится величиной постоянной. При разработке схемы вентиляционной системы изменить можно только остальные 2 параметра, скорость и размеры сечения, общий расход должен оставаться неизменным.

Вернуться к оглавлению

Формула для определения поперечного сечения воздуховодов.

Зачастую есть необходимость просчитать пропускную способность существующих вентиляционных каналов, что предусматривает определение скорости воздуха. Это происходит при реконструкции промышленных зданий по причинам внедрения новых технологий или техническом перевооружении производства. Тогда потребность в притоке либо вытяжке может измениться в ту или иную сторону, потребуется принять решение, подойдут для этой цели старые воздухопроводы или надо будет монтировать новые. Определив новую потребность в количестве воздуха для производства, нужно измерить габариты этих каналов или найти их в проектной документации на здание. Однако это часто бывает невозможным по разным причинам, поэтому придется делать замеры.

После этого по основной формуле, которая приведена выше, производят расчет реальных скоростей воздушных потоков в существующей вентиляционной системе. Полученные результаты можно сравнить со значениями рекомендуемых скоростей воздуха в воздуховоде, они лежат в пределах 2-8 м/с. Следует заметить, что эти показатели не являются обязательными к выполнению, в нормативной документации (СНиП 41-01-2003) это не зафиксировано. Если же они получились слишком высокие (свыше 15 м/с), надо рассмотреть 2 варианта решения проблемы:

Таблица расчета для сечения круглых воздуховодов.

  1. Оставить существующие воздухопроводы. Тогда потребуется выполнить мероприятия по их усилению и ужесточению. Для справки: в трубопроводах аспирационных систем скорость потоков достигает 20-40 м/с, поэтому нужно изучить процесс монтажа таких систем и усиление существующих каналов выполнить аналогично вплоть до замены некоторых участков или фасонных элементов.
  2. Заменить трубопроводы. Решение оптимальное для работы будущей вентиляционной сети, но влечет за собой повышенные финансовые затраты.

Бывают и обратные ситуации, когда в результате вычислений скорость воздуха в существующей сети чрезвычайно низкая (0,5-2 м/с). Это не является проблемой в том случае, если старые трубопроводы больших размеров не мешают установке и работе нового технологического оборудования. Тогда их оставляют как есть, меняется только вентиляционная установка либо модернизируется старая. Такое решение даст некоторую экономию, ведь сеть воздухопроводов уже имеется. К тому же при малых скоростях она будет иметь невысокое сопротивление, что даст возможность использовать менее мощный вентилятор.

Расчет скорости воздуха в трубопроводах можно проверить после монтажа системы. Это делают с помощью специальных измерительных приборов — анемометров. Датчик прибора вносится в воздушный поток через технологический лючок в трубе во время работы вентилятора. Показания прибора сравнивают с расчетной скоростью и при необходимости вносят корректировки в работу системы с помощью дроссель-клапанов. Эти устройства могут перекрывать пространство канала с помощью заслонки и таким образом создавать искусственное сопротивление потоку.

При вычислении скорости воздушного потока следует добиваться оптимального соотношения параметров скорость/размер сечения канала.

Это позволит разумно тратить средства как при монтаже и пусконаладке системы, так и при ее дальнейшей эксплуатации.

1poclimaty.ru

Скорость в воздуховоде

Какой должна быть скорость воздуха, что транспортируется по воздуховоду и как ее рассчитать?

Естественно, что скорость в воздуховоде, зависит в первую очередь от количества, воздуха перемещающегося внутри воздуховода за единицу времени, а также от площади поперечного сечения воздуховода. Чем больше расход воздуха и, конечно, чем меньше размеры воздуховода, тем выше значение скорости воздуха в нем.

  • Значение скоростей для разных типов зданий
  • Пример расчета скорости воздуха

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Различают рекомендуемую скорость движения воздуха в воздуховоде для гражданских и для промышленных зданий. Значение рекомендуемой скорости для гражданских зданий равно 5-6 м/с, в то же время для промышленных — от 6-12 м/с. Ниже приведены значения скоростей в различных типах (участках) воздуховодов.

Таблица 1  — Значения рекомендуемой скорости движения воздуха по воздуховодам.

Тип здания Тип участка Рекомендуемая скорость, м/с
Промышленное Магистральные каналы вентиляции 6-12
Гражданское Магистральные каналы вентиляции 5-6
Промышленные и гражданские Боковые ответвления воздуховодов 4-5
Промышленные и гражданские Распределительный канал с вентиляционными решетками и дефлекторами 1,5-2,0

Проектировщики определяют скорость в воздуховоде во время выполнения аэродинамического расчета системы вентиляции. Но нет необходимости производить аэродинамический расчет для того, чтобы только определить скорость воздуха в вентиляционном канале. Поэтому, приведем пример простого расчета скорости в воздуховоде.

Пример расчета скорости воздуха в воздуховоде

Исходными данными в этом случае послужат: 

  • расход воздуха на участке;
  • рекомендуемая скорость движения воздуха, которую мы принимаем по таблице 1.

Алгоритм расчета скорости в воздуховоде:

  • определение расчетной площади сечения воздуховода;
  • по расчетной площади определяют фактическое значение скорости в воздуховоде.

Итак, начнем. Для примера возьмем гражданское здание. Допустим у нас есть расход на участке 1-2, который составляет 3000 м3/ч. Для удобства и наглядности занесем данные в таблицу:

Определим расчетную площадь Fр в м2 по формуле:

Fр = G/(3600*Vp),

где G — расход воздуха на участке, м3/ч; Vp  — рекомендуемая скорость воздуха на участке, м/с.

Расчетная площадь в нашем случае равна:

Fр = 3000/(3600*5)= 0,167 (м2).

Внесем данные в таблицу:

Далее воспользуемся каталогом воздуховодов, чтобы заполнить ячейки «размеры» и «стандартная площадь».

По расчетной площади принимаем на наш участок, воздуховод размером 300х500 мм площадью сечения 0,15 м2. Данные заносим в нашу таблицу:

Теперь нам осталось посчитать только фактическую скорость, которая и будет скоростью движения воздуха по участку 1-2. Расчет ведется по такой формуле:

Vф = G/(3600*Fст),

где G — расход воздуха на участке, м3/ч; Fст — стандартная (принятая по каталогу) площадь сечения воздуховода, м2;

Для нашего участка:

Vф = 3000/(3600*0,15)= 5,56 (м/с).

Окончательный вариант таблицы:

Вот мы и определили скорость в воздуховоде, которая равна 5,56 м/с, а это значит, что фактическая скорость соответствует рекомендуемым значениям.

Как Вы могли бы заметить, расчет скорости воздуха в воздуховоде влечет за собой подбор размеров воздуховода. После установки воздуховодов проверяют фактическую скорость воздуха в них. Для этого используют специальные приборы — анемометры.

Заключение

Этот несложный расчет является частью аэродинамического расчета системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Такие расчеты выполняются в специализированных программах или, например, в Excel.

Следует помнить о том, что слишком высокие значения скоростей в воздуховодах являются негативным фактором, так как из-за них образуется шум и свист в сетях воздуховодов, что приводит к несоответствиям нормам акустики. Материалы для снижения шума в воздуховодах представлены в этом разделе нашего сайта.

Читайте также:

airducts.ru

Скорость воздуха в воздуховоде: способы определения и полезные советы

Воздуховоды — это конструктивные элементы, которые относятся к основной части вентиляционных систем. Они могут иметь различную форму сечения и производиться из разных материалов. Для того чтобы провести оптимальный расчёт воздухоносной системы, необходимо учесть габариты отдельных её элементов, а также вычислить ещё два важных параметра, а именно: расход воздуха и его скорость.

Скорость движения воздуха в вентиляционной системе — параметр, который регулируется нормами СНиП

Материал и форма сечения воздуховодов

В первую очередь для организации воздухотранспортной коммуникации необходимо определиться с материалом, из которого она будет выполнена. Кроме этого, необходимо правильно выбрать форму сечения вентиляционных труб. Форма сечения — важный параметр, который влияет на пропускные показатели коммуникации.

Что касается материалов изготовления, то каждый из них имеет свои особенности, одной из которых является коэффициент трения. Здесь существует одна зависимость: чем выше коэффициент трения материала, тем большее сопротивление оказывается на воздушный поток.

Вентиляционная система может быть выполнена из разных материалов. Рассмотрим основные из них:

  • нержавеющая сталь;
  • оцинкованная сталь;
  • пластмасса.

Подбор материала производится с учётом качественных характеристик воздушной смеси, а также ориентируясь на финансовые возможности в том или ином случае.

В свою очередь, форма сечения воздуховодов может быть:

На сегодняшний день более популярными являются круглые воздуховоды. Это связано с тем, что их стоимость ниже, чем на прямоугольные аналоги. Помимо этого, такие воздуховоды обладают высокой пропускной способностью, которая способствует качественной циркуляции воздушных потоков.

Полезная информация! Для организации нормального проветривания скорость перемещения газов по вентиляционной коммуникации должна составлять не менее 0,2 м/с и не превышать 1 м/с.

Скорость движения воздушных масс связано с диаметром трубы, поэтому при проектировании вентиляционной системы этот параметр учитывается в первую очередь

Рассмотрим геометрические параметры, которые стоит учитывать при конструировании вентиляции:

  • площадь сечения вентиляционной трубы;
  • объём расходуемого воздуха;
  • скорость перемещения воздуха.

Правильный подбор воздуховода

Из трёх основных параметров, которые были изложены выше, только один регламентируется, а именно: площадь сечения круглого или прямоугольного воздуховода. В строительных нормах и правилах чётко указывается диапазон показателей сечения и других геометрических размеров, которые необходимо соблюдать для монтажа нормальной воздухоносной коммуникации.

Оставшиеся два показателя не регламентируются, так как количество используемого воздуха может быть разным, как и скорость его передвижения. Таким образом, эти показатели являются ненормированными и определяются в индивидуальном порядке. Исключение из этого составляют дошкольные и школьные учреждения, а также постройки, которые относятся к здравоохранительной отрасли.

Скорость движения воздушных потоков определяется в зависимости от предназначения вентиляционной системы. Существует механическая и естественная вентиляция зданий. В первом случае циркуляция воздушных потоков производится за счёт специальных приспособлений (вентиляторов или эжекторов). В свою очередь, при естественной вентиляции движение рабочей среды по каналу происходит из-за разности показателей давления снаружи и внутри постройки. Зависимость показателя скорости воздуха от назначения вентиляционной системы представлена в таблице.

Таблица 1

Предназначение воздуховода Магистральный Боковое ответвление
Рекомендуемая скорость От 6 до 8 м/с От 4 до 5 м/с

Естественная циркуляция воздуха по вентиляционной системе подразумевает скорость от 0,2 до 1 м/с. Однако в некоторых случаях величина скорости при естественном проветривании может достигать показателя 2 м/с.

Расчет скорости воздуха в проектируемом воздуховоде производится по специальным формулам, а в уже работающем — замеряется специальным прибором

Аэродинамический расчёт воздуховодов: порядок вычислений

Для того чтобы провести расчёт скорости воздуха в воздуховоде необходимо воспользоваться одним из следующих способов:

  • использовать калькулятор для расчёта скорости в воздуховоде. Такие калькуляторы без труда можно найти в интернете;
  • рассчитать скорость воздуха в воздуховоде с помощью специальных формул.

Рассмотрим формулу, которая подходит для определения скорости передвижения воздушных масс по коммуникации:

ϑ= L х F, где:

L — показатель, который определяет расход воздуха в конкретном участке воздухотранспортной коммуникации. Этот показатель исчисляется в м³/ч; F — параметр, определяющий площадь поперечного сечения воздуховода и исчисляющийся в м².

Такая формула позволяет провести довольно точный расчёт действительной скорости в воздуховоде. Показатель сечения круглой вентиляционной трубы находят с помощью следующей формулы:

F = π x D2 / 4, где:

π — математическая постоянная, которая равна 3,14; D — показатель сечения, исчисляемый в м.

Обратите внимание! Показатель площади сечения прямоугольной вентиляционной трубы определяется следующим образом: необходимо измерить ширину трубы и её высоту, а затем помножить эти два показателя.

Полезные советы

Скорость перемещения воздуха увеличивается прямо пропорционально уменьшению размеров трубы. Рассмотрим некоторые положительные моменты, которые можно извлечь из этого правила:

  • в случае если размеры помещения, в котором будет прокладываться вентиляционный канал, не подходят под организацию больших коммуникаций или дополнительных ответвлений, то тогда идеально подойдут трубы меньших размеров;
  • вентиляция, которая отличается небольшими габаритами, является более компактной и её монтаж менее трудозатратен;
  • чем меньше показатель сечения воздуховода, тем ниже его цена. Это связано с тем, что на трубы маленьких размеров тратиться гораздо меньше материала.

Однако специалисты рекомендуют проводить соответствующие расчёты давления, которое будет оказываться на стенки небольшого канала. Показатели давления в таком случае гораздо выше, что объясняется повышенной скоростью воздуха.

trubamaster.ru

Скорость движения воздуха в воздуховодах: системы и их особенности

Одной важной деталью нашей жизни является вентиляционная система в помещении, которая дает возможность нам постоянно дышать чистым кислородом. Благодаря нему рабочий процесс проходит в более приятных и комфортных условиях. Если же скорость движения воздуха в воздуховодах снижается, то это сразу ощущается людьми, находящимися в данном помещении.

Все здания в настоящий момент проектируются с комбинированной системой вентиляции, состоящей и воздуховодов круглой и прямоугольной форм. Поэтому прежде, чем делать расчет скорости движения воздуха в воздуховоде, необходимо знать, какие же бывают вентиляционные системы.

Разнообразие вентиляционных систем

В настоящий момент строительная индустрия предлагает широкий ассортимент вентиляционных систем, предназначенных под любую площадь и назначение помещений. Главной их классификацией является разделение на приточные и вытяжные виды. В первом случае воздух попадает посредством воздуховодов внутрь помещения, где его давление растет. Вследствие этого процесса воздух выходит наружу через двери, окна и иные отверстия, которые находятся в данной комнате.

Приточная система имеет усложненный механизм: прежде, чем воздух попадает в помещение, он проходит воздухозаборную решетку и клапан и оказывается в фильтрующем элементе. После него направляется в нагреватель, а потом – в вентилятор. И только после этого этапа достигает финишной прямой. Такой вид вентиляционной системы приемлем для помещений с маленькой площадью.

Комбинированный вариант приточной и вытяжной систем считается наиболее эффективным способом вентиляции. Это обуславливается тем, что в помещении не задерживается надолго загрязненный воздух, и при этом поступает постоянно свежий. Стоит заметить, что диаметр воздуховода и его толщина напрямую зависят от желаемого вида вентиляционной системы так же, как и выбор его конструкции (обычная или гибкая).

По способу движения воздушных масс в помещении специалисты выделяют естественную и механическую системы вентиляции. Если в здании не используется механическое оборудование для поступления и очистки воздуха, то такой вид называется естественный. В этом случае зачастую отсутствуют воздуховоды. Наиболее оптимальный вариант – механическая система вентиляции, особенно, когда на улице безветренная погода. Такая система позволяет поступать воздуху в помещение и выходить из него посредством использования различных вентиляторов и фильтров. Также с помощью пульта ДУ можно настроить комфортные показатели температуры и давления внутри помещения.

Кроме вышеуказанных классификаций, различают вентиляционные системы общеобменного и местного вида. На производстве, где нет возможности устранять воздух из мест-источников загрязнения, применяется общеобменная вентиляция. Таким способом, вредные воздушные массы постоянно заменяются чистыми. Если же загрязненный воздух можно устранить возле источника его возникновения, то применяется вентиляция местного вида, которая чаще всего используется в домашних бытовых условиях.

Как выбрать воздуховод?

От правильно подобранного воздуховода зависит в целом работа самой системы вентиляции, именно по этим каналам воздух совершает свое движение. Материалы, из которых изготовляется данный элемент, достаточно разнообразны. Это может быть и черный металл, пластмассовые трубы, сталь – все зависит от специфики выбранного помещения. Но наиболее распространенным и востребованным вариантом является оцинкованная жесть.

Если в помещении ограниченное пространство, то рационально использовать в нем воздуховоды с прямоугольным сечением. Их высоту можно адаптировать под необходимую, в отличие от круглых воздуховодов, которые имеют большие габариты, но вместе с тем и лучшие аэродинамические показатели.

Кроме этого, вентиляционные каналы с круглым сечением имеют ряд следующих преимуществ:

  1. благодаря ниппельному соединению воздуховодов исключаются нежелательные потери воздуха по длине всей трассы;
  2. небольшой периметр сечения уменьшает шумность конструкции в целом;
  3. процесс чистки пыле-жирового налета проще в сравнении с образцами прямоугольных воздуховодов.

Выбор данного канала и его размера производится в соответствии с техническими условиями компаний-производителей, таблицы которых могут кардинально разниться между собой. На непосредственно размер воздуховода также влияет количество воздушных масс, которые подаются за некую единицу времени, а также скорость движения воздуха в воздуховодах.

Особенности скорости воздуха

Движение воздушных масс по каналам вентиляционной системы создает шум, который возникает вследствие трения воздуха о стенки. С ростом скорости движения таких масс увеличивается и сопротивление самой системы вентиляции. Все это может привести к большим затратам по электроэнергии и высокому показателю шума в помещении.

Нужно следить, чтобы в воздуховодах оставалась оптимальная скорость движения воздуха: не слишком большая и не слишком низкая.

Для каждой системы вентиляции специалисты разработали различные показатели этой величины:

  • до 2 м/с – для распределительного канала, имеющего приточные или вытяжные решетки или дефлекторы;
  • от 4 до 5 м/с – при условиях комфортного кондиционирования для ответвлений труб с боковой стороны;
  • от 6 до 12 м/с – для каналов и линий на производственных предприятиях;
  • свыше 12 м/с – только для систем, осуществляющих процессы транспортировки и подачи.

Данные нормы скорости движения воздуха применяются для расчета показателя необходимой площади воздуховода. Если же известно количество воздуха, а также сечение установленного в данном помещении воздуховода, то можно с легкостью провести расчёт скорости движения воздуха в воздуховоде:

V= L/S,

где V – скорость движения воздушных масс (м/с);

L- воздушные массы (м³/с);

S – площадь сечения воздуховода (м²).

Выбор вентиляционного оборудования

Кроме подбора воздуховода, большое значение играет приобретение соответствующих данной системе вентиляции элементов: решеток, фильтров, увлажнителей, клапанов и т.п. Стоит заметить, что выбор такого оборудования осуществляется до определения показателя мощности вентилятора. Это обусловлено тем, что данные детали также создают местное сопротивление в воздуховодах.

После получения всех необходимых расчетов и приобретения недостающих элементов можно перейти к выбору самого вентилятора. Основными данными для него являются объем воздушных масс, а также необходимое давление в канале, которое способствует их движению. Также не лишним будет получить дополнительную консультацию по эксплуатации того или иного образца вентилятора, от качества его работы зависит эффективность системы вентиляции в целом.

Именно вентилятор производит наибольший шум в данной системе. Неприятные звуки и вибрации появляются вследствие вращения его лопастей; также здесь большую роль играет показатель КПД. Вентилятор, рассчитанный на большую нагрузку, при получении малого потока воздушных масс производит больше неприятного шума и создает некомфортные рабочие условия. Вентиляционная система требует постоянного мониторинга и очистки. Она с течением времени подвержена процессу разгерметизации, давление в воздуховодах будет падать, а сечения покроются налетом жира и пыли, который ухудшит аэродинамику. Все эти факторы приводят к понижению показателя скорости воздуха непосредственно в воздуховодах. При невозможности улучшения производительности вентилятора, процесс воздухообмена в помещении будет нарушен.

В домашних условиях такие процессы приведут к тому, что скорость движения воздуха в помещении снизится, и нарушатся уютные условия в доме. А на производственных предприятиях подобная ситуация может нанести вред здоровью работников или даже поставить под угрозу их жизни. Концентрация вредных веществ в воздухе не должна быть выше предельно допустимых показателей в соответствии с разработанными стандартами. Чтобы обезопасить людей, работающих в больших помещениях с вредными условиями труда, рационально использовать систему приточно-вытяжного типа, которая имеет функцию принудительного движения воздуха. Поэтому установка системы вентиляции – это не конечный этап в обеспечении помещения чистым воздухом, а лишь начальный процесс, который обязательно должен быть обеспечен в будущем качественным мониторингом и уходом.

oventilyatsii.ru


Смотрите также