Gaisa vadu aprēķins pēc ātruma un plūsmas + gaisa plūsmas mērīšanas veidi telpās

Līdzsvarota gaisa apmaiņa ir labas pašsajūtas un darba spēju pamats. Vai ne? Bet, lai radītu komfortablus apstākļus dzīvojamās un ražošanas telpās, ir svarīgi pareizi veikt gaisa vadu aprēķinu pēc ātruma un plūsmas un nodrošināt efektīvu gaisa plūsmu kustības režīmu.

Tālāk mēs pastāstīsim, kas nepieciešams gaisa vadu aprēķinam, kādas metodes un ierīces tiek izmantotas gaisa plūsmas ātruma mērīšanai.

Kas ir gaisa vads?

Gaisa vads – galvenais sistēmas gaisa sadales elements. Tas ir metāla vai plastmasas cauruļu kopums, kas izvietotas, lai nodrošinātu gaisa līdzsvaru. Gaisa vada darbības princips ir gaisa padeve un izvadīšana, izmantojot īpašus ventilatorus.

Gaisa vada pamatīpašības:

• forma (apaļa vai taisnstūrveida);
• šķērsgriezuma laukums;
• stingrība (elastīgi, daļēji elastīgi un stingri).

No šīm īpašībām ir atkarīga ventilācijas sistēmas veiktspēja un tās funkcionalitāte kopumā.

Izvēlieties gaisa vadu ar taisnstūrveida šķērsgriezumu, ja jums ir svarīgi padarīt to neredzamu. Šādu gaisa vadu ir viegli paslēpt uz skapju augšējās virsmas.

Pareiza gaisa vada parametru izvēle, ņemot vērā visas telpas īpatnības, nodrošinās tā ilgstošu un efektīvu darbību.

Aprēķinu veikšanas algoritms

Projektējot, regulējot vai modificējot jau esošu ventilācijas sistēmu, obligāti tiek veikti gaisa vada aprēķini. Tas ir nepieciešams, lai pareizi noteiktu tā parametrus, ņemot vērā optimālos veiktspējas un trokšņa raksturlielumus aktuālajos apstākļos.

Veicot aprēķinus, liela nozīme ir gaisa plūsmas un ātruma mērījumu rezultātiem gaisa kanālā.

Gaisa plūsma – gaisa masas daudzums, kas nonāk ventilācijas sistēmā laika vienībā. Parasti šis rādītājs tiek mērīts m³/h.

Kustības ātrums – lielums, kas parāda, cik ātri gaiss pārvietojas ventilācijas sistēmā. Šo rādītāju mēra m/s.

Ja ir zināmi šie divi rādītāji, var aprēķināt apaļo un taisnstūrveida šķērsgriezumu laukumu, kā arī spiedienu, kas nepieciešams, lai pārvarētu lokālo pretestību vai berzi.

Sastādot shēmu, jāizvēlas skata leņķis no tās ēkas fasādes, kas atrodas plānojuma apakšējā daļā. Gaisvadi tiek attēloti kā nepārtrauktas biezās līnijas.

Visbiežāk tiek izmantots šāds aprēķinu veikšanas algoritms:

1. Aksonometriskās shēmas sastādīšana, kurā tiek uzskaitīti visi elementi.
2. Pamatojoties uz šo shēmu, tiek aprēķināts katra kanāla garums.
3. Tiek mērīts gaisa plūsmas daudzums.
4. Tiek noteikts plūsmas ātrums un spiediens katrā sistēmas posmā.
5. Tiek veikts berzes zudumu aprēķins.
6. Izmantojot nepieciešamo koeficientu, tiek veikts spiediena zudumu aprēķins, pārvarot lokālo pretestību.

Veicot aprēķinus katrā gaisa sadales tīkla posmā, tiek iegūti dažādi rezultāti. Visi dati jāizlīdzina ar diafragmu palīdzību pie lielākās pretestības atzara.

Šķērsgriezuma laukuma un diametra aprēķināšana

Pareizs apaļo un taisnstūrveida šķērsgriezumu laukuma aprēķins ir ļoti svarīgs. Nepiemērots šķērsgriezuma izmērs neļaus nodrošināt nepieciešamo gaisa līdzsvaru.

Pārāk liels gaisvads aizņems daudz vietas un samazinās telpas efektīvo platību. Ja izvēlas pārāk mazu kanālu izmēru, radīsies caurvēji, jo palielināsies plūsmas spiediens.

Lai aprēķinātu nepieciešamo šķērsgriezuma laukumu (S), jāzina gaisa plūsmas daudzuma un ātruma vērtības.

Aprēķiniem tiek izmantota šāda formula:

S = L/3600*V,

kur L – gaisa plūsmas daudzums (m³/h), bet V – tā ātrums (m/s);

Izmantojot šādu formulu, var aprēķināt gaisvada diametru (D):

D = 1000*√(4*S/π), kur

S – šķērsgriezuma laukums (m²);

π – 3,14.

Ja tiek plānota taisnstūrveida, nevis apaļu gaisvadu uzstādīšana, diametra vietā nosaka nepieciešamo gaisa kanāla garumu/platumu.

Visas iegūtās vērtības tiek salīdzinātas ar GOST standartiem un tiek izvēlēti izstrādājumi, kas ir vistuvākie pēc diametra vai šķērsgriezuma laukuma.

Izvēloties šādu gaisvadu, aprēķinos tiek ņemts aptuvenais šķērsgriezums. Tiek izmantots princips a*b ≈ S, kur a – garums, b – platums, bet S – šķērsgriezuma laukums.

Saskaņā ar normatīviem, attiecība starp platumu un garumu nedrīkst pārsniegt 1:3. Tāpat jāizmanto ražotāja nodrošinātā standarta izmēru tabula.

Visbiežāk sastopamie taisnstūra kanālu izmēri: minimālie izmēri – 0,1 m x 0,15 m, maksimālie – 2 m x 2 m. Apaļo gaisvadu priekšrocība ir tā, ka tie ir ar mazāku pretestību un līdz ar to rada mazāku troksni darbības laikā.

Spiediena zudumu aprēķins pretestībai

Gaisam virzoties pa maģistrāli, rodas pretestība. Lai to pārvarētu, pieplūdes iekārtas ventilators rada spiedienu, ko mēra paskālos (Pa).

Spiediena zudumu var samazināt, palielinot gaisvada šķērsgriezumu. Tādā gadījumā tīklā var nodrošināt aptuveni vienādu plūsmas ātrumu.

Lai izvēlētos piemērotu pieplūdes iekārtu ar vajadzīgās ražības ventilatoru, jāaprēķina spiediena zudums lokālās pretestības pārvarēšanai.

Tiek izmantota šī formula:

P=R*L+Ei*V2*Y/2, kur

R – īpatnējais spiediena zudums berzes dēļ noteiktā gaisvada posmā;

L – posma garums (m);

Ei – kopējais lokālā zuduma koeficients;

V – gaisa ātrums (m/s);

Y – gaisa blīvums (kg/m3).

R vērtības nosaka pēc normatīviem. Arī šo rādītāju var aprēķināt.

Ja gaisvada šķērsgriezums ir apaļš, berzes spiediena zudumus (R) aprēķina šādi:

R = (X*D/B) * (V*V*Y)/2g, kur

X – berzes pretestības koeficients;

L – garums (m);

D – diametrs (m);

V – gaisa ātrums (m/s), un Y – tā blīvums (kg/m³);

g – 9,8 m/s².

Ja šķērsgriezums nav apaļš, bet taisnstūrveida, formulā jāievieto alternatīvais diametrs, kas vienāds ar D = 2AB/(A + B), kur A un B ir malas.

Programmatūra aprēķinu veikšanai

Visus aprēķinus var veikt manuāli, bet ērtāk un ātrāk ir izmantot specializētas programmas.

Ar šādu programmu palīdzību var ne tikai precīzi veikt nepieciešamos aprēķinus, bet arī sagatavot rasējumus.

Ja nepieciešams, aprēķinu veikšanai var izmantot īpašu programmatūru. Tas novērsīs iespējamās kļūdas, kas ekspluatācijas procesā var būt liktenīgas. Programmatūrā ievada sākotnējās vērtības, un jau pēc dažām sekundēm var iegūt precīzus aprēķinu rezultātus.

Vent–Calc – funkcionāla lietotne gaisa vadu aprēķiniem. Aprēķinos tiek izmantoti gaisa plūsmas un ātruma, kā arī temperatūras lielumi.

MagiCAD – veic visu veidu aprēķinus inženiertīkliem, attēli ir parādīti 2D un 3D formātos.

GIDRV – programma visu gaisa vadu parametru aprēķināšanai. Ir paredzēta iespēja izvēlēties jebkuras parametru kombinācijas, lai sasniegtu labākus darbības rādītājus.

Ducter 2.5 – utilīta, kas precīzi aprēķina gaisa vadu šķērsgriezumu diametrus. Ideāli piemērota to veidu izvēlei.

Zīmējumi, kas tiek sagatavoti šajās programmās, ļauj precīzāk saskatīt visu sistēmas komponentu izvietojuma shēmu un nodrošināt to efektīvāko darbību.

Gaisa ātruma un plūsmas mērīšana

Veicot mērījumus, ir svarīgi pareizi izvēlēties instrumentus un metodes, kā arī ievērot mērījumu veikšanas procedūras.

Mērījumiem izmantojamās ierīces

Visbiežāk tiek izmantoti šādi kontroles un mērīšanas instrumentu veidi:

• ultraskaņas 3D anemometrs – veic mērījumus, pamatojoties uz skaņas frekvences izmaiņām starp noteiktiem punktiem;
• Pitot caurule – reģistrē starpību starp statisko un kopējo spiedienu;
• termoanemometrs – nosaka plūsmas ātrumu, pamatojoties uz sensora temperatūras samazināšanās ātrumu.
• lāpstiņu anemometrs – veic mērījumus, pamatojoties uz lāpstiņas rotācijas ātruma izmaiņām.
• bolometrs – nosaka gaisa plūsmu, koncentrējot plūsmu mērījuma punktā, savukārt šķērsgriezums tiek noteikts iepriekš.

Daudzi no šajā sarakstā iekļautajiem instrumentiem ir diezgan dārgi un reti. Tos var nomāt un veikt mērījumus pašiem, bet labāk ir izsaukt pieredzējušu regulēšanas inženieri, kurš zina visas mērījumu veikšanas nianses.

Pitot caurule tiek izmantota komplektā ar sensoriem. Tas ir vienkārši lietojams instruments. Caurule tiek izvadīta ar atvērtu galu pretim gaisa plūsmai, bet otrs tās gals tiek pievienots manometram.

Ātruma mērīšana ir nepieciešama ne tikai aprēķinu veikšanai, bet arī lai kontrolētu gaisa higiēnas parametrus telpā. Laika gaitā neizbēgami notiek ventilācijas kanālu un gaisa vadu piesārņošanās.

Šādos gadījumos savienojumi var zaudēt hermētiskumu, iekārtu veiktspēja samazinās. Turklāt mērījumi ir nepieciešami plānveida apkalpošanas, tīrīšanas un ventilācijas sistēmas remonta laikā.

Veicot mērījumus, jāievēro vairāki noteikumi. Pirmkārt, gaisa ātrumu reglamentē būvnormatīvi un standarti. Ir jāorientējas uz šīm vērtībām.

Ir pieļaujamas nelielas novirzes no šiem parametriem īpašu tehnisku apstākļu gadījumā. Piemēram, uzstādot iekārtas, veicot remontdarbus utt.

Otrkārt, veicot mērījumus, jāņem vērā arī saistīto faktoru normas – trokšņa un vibrācijas līmeņi, kas noteikti reglamentējošajos dokumentos.

Šo normu pārsniegšana liecina par ventilācijas sistēmas trūkumiem. Gaisa ātrums nedrīkst ietekmēt šos rādītājus.

Gaisa plūsmas mērījumu veikšanas metodes

Nodošanas ekspluatācijā posmā nodošanas ekspluatācijā obligāti jāveic gaisa tilpuma plūsmas mērījumi ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmā. Tas nodrošinās iespēju kvalitatīvi noregulēt sistēmu un tās nepārtrauktu darbību.

Šādi mērījumi tiek veikti tieši gaisa vadā vai pieplūdes režģī. Pastāv vairākas vienkāršas metodes.

Mērījumi uz griestu difuzoriem

Visbiežāk šīs metodes mērījumiem izmanto bolometru. Ir nepieciešams aizvērt difuzoru, bet augšējo konfuzoru piespiest pie griestiem. Ir jāizmēra gan kopējais gaisa izvades tilpums no telpas, gan pieplūdes plūsma.

Bolometrs izceļas ar augstu precizitāti, jo tajā iebūvētais plūsmas iztaisnotājs samazina kļūdas iespējamību. Neskatoties uz to, ka ierīce izskatās apjomīga, tā ir diezgan viegla – tās svars nepārsniedz 3 kg

Dažos avotos mērījumiem ieteicams izmantot zondi, ievietojot to spraugā starp difuzora lameļiem, lai iegūtu vidējo rezultātu.

Šī pieeja ir neefektīva divu iemeslu dēļ:

1. Plūsmu turbulents ir ļoti augsts, tāpēc reālo plūsmu nevar redzēt.
2. Nav iespējams novietot zondi tieši atbilstoši plūsmai. Mērījumu rezultāti jebkurā gadījumā būs izkropļoti.

Tādējādi nav vērts tērēt savu laiku liekām manipulācijām ar zondi. Ir daudz vienkāršāki un precīzāki mērījumu veidi.

Ir vēl viens veids, kā veikt mērījumus pēc šīs metodes. Tas paredz taisna posma un vienmērīgas plūsmas esamību. Mērījumus veic caur iepriekš izveidotiem caurumiem.

Šī metode izceļas ar augstu precizitāti, bet tās īstenošanai ne vienmēr ir piemēroti apstākļi. Ne visur ir taisni posmi, dažreiz nav iespējams sagatavot divus caurumus mērījumiem. Turklāt šīs metodes īstenošanai ir nepieciešami vairāki cilvēki: vienam jāveic mērījumi, otram jātur kāpnes un tā tālāk.

Ņemot vērā visu iepriekš minēto, ja nepieciešams iegūt ātru un precīzu rezultātu bez liekām pūlēm – izmantojiet bolometru.

Mērījumi uz ventilācijas režģa

Kontroles un mērījumu operāciju veikšanai pēc šīs metodes izmanto termoanemometru ar lāpstiņu no 60 līdz 100 mm diametrā. Lāpstiņai jābūt salīdzināmai ar režģa izmēriem.

Termoanemometrs – daudzfunkcionāla ierīce, ko var izmantot ne tikai gaisa ātruma mērīšanai, bet arī citu parametru noteikšanai. Šāda ierīce būs ļoti noderīga mājā. Iegādājoties termoanemometru, labāk izvēlēties ierīci, kurai ir datu analīzes un dokumentēšanas funkcija.

Šī metode nodrošina augstu rezultātu precizitāti, un veicamo mērījumu skaits ir minimāls. Lai piekļūtu grūti sasniedzamām vietām, var izmantot īpašu pagarinātāju vai teleskopisko zondi.

Mērījumi gaisa kanālā

Mērījumu veikšanai izmanto speciāli izveidotu darba atveri gaisa kanāla sienā.

Ir svarīgi ievērot šādus nosacījumus:

• šīs atveres šķērsgriezuma izmēram precīzi jāatbilst zondes diametram;
• mērījumu vieta rūpīgi jāizvēlas. Atvere tiek urbta tikai taisnā posmā, kura garumam jābūt vismaz 5 gaisa kanāla diametriem. Atvere jānovieto tā, lai attālums līdz tai būtu 3 diametri, bet pēc tās – 2 caurules diametri.

Ja mērījumi tiek veikti gaisa kanāla iekšpusē, jāizmanto ierīce ar lāpstiņriteni, kura diametrs ir no 16 līdz 25 mm. Ja gaisa kanāls atrodas augstu, palīgā nāks teleskopiskā zonde vai pagarinātājs.

Mērīšanas ierīču lietošanas noteikumi

Mērot gaisa plūsmas ātrumu un tā caurplūdumu ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmā, nepieciešama pareiza ierīču izvēle un šādu to ekspluatācijas noteikumu ievērošana.

Tas ļaus iegūt precīzus gaisa kanāla aprēķina rezultātus, kā arī izveidot objektīvu priekšstatu par ventilācijas sistēmu.

Lai fiksētu vidējos caurplūduma rādītājus, jāveic vairāki mērījumi. To skaits ir atkarīgs no caurules diametra vai no malu izmēriem, ja kanāls ir taisnstūrveida.

Ievērojiet temperatūras režīmu, kas norādīts ierīces pasē. Arī sekojiet līdzi zondes sensora pozīcijai. Tam vienmēr jābūt orientētam precīzi pretim gaisa plūsmai.

Ja šis noteikums netiek ievērots, mērījumu rezultāti tiks sagrozīti. Jo lielāka būs sensora novirze no ideālā stāvokļa, jo augstāka būs kļūda.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Mājas ventilācijas iekārtošana:

Tādējādi ir ļoti svarīgi ievērot mērījumu veikšanas noteikumus, jo mazākā kļūda var ietekmēt aprēķinu rezultātus.

Pareizi gaisa kanāla aprēķini ļaus izvēlēties tā optimālo konfigurāciju un nepieciešamās sastāvdaļas, tādējādi tiks nodrošināta nepārtraukta un produktīva ventilācijas darbība.

Ja jums ir radušies jautājumi vai varat papildināt materiālu ar vērtīgu informāciju, lūdzu, atstājiet savus komentārus, dalieties pieredzē. Saziņas bloks atrodas zem raksta.