Kaip nustatyti ventiliatoriaus slėgį: būdai išmatuoti ir apskaičiuoti slėgį vėdinimo sistemoje

Jei namų komfortui skiriate pakankamai dėmesio, tikriausiai sutiksite, kad oro kokybė turėtų būti viena iš svarbiausių. Grynas oras naudingas sveikatai ir mąstymui. Į maloniai kvepiantį kambarį nesigėdijama pakviesti svečių. Vėdinti kiekvieną patalpą po dešimt kartų per dieną – nelengvas uždavinys, ar ne?

Daug kas priklauso nuo ventiliatoriaus pasirinkimo ir pirmiausia nuo jo slėgio. Tačiau prieš nustatant ventiliatoriaus slėgį, reikia susipažinti su kai kuriais fiziniais parametrais. Apie juos skaitykite mūsų straipsnyje.

Dėka mūsų medžiagos jūs išnagrinėsite formules, sužinosite slėgio rūšis vėdinimo sistemoje. Pateikėme jums informaciją apie pilną ventiliatoriaus slėgį ir du būdus, kuriais jį galima išmatuoti. Galiausiai galėsite savarankiškai išmatuoti visus parametrus.

Slėgis vėdinimo sistemoje

Kad vėdinimas būtų efektyvus, reikia teisingai parinkti ventiliatoriaus slėgį. Yra du variantai savarankiškai išmatuoti slėgį. Pirmasis būdas – tiesioginis, kai slėgis matuojamas skirtingose vietose. Antrasis variantas – apskaičiuoti 2 slėgio rūšis iš 3 ir pagal jas gauti nežinomą dydį.

Slėgis (taip pat – slėgio aukštis) būna statinis, dinaminis (greičio) ir pilnas. Pagal paskutinį rodiklį išskiriamos trys ventiliatorių kategorijos.

Pirmajai priskiriami prietaisai, kurių slėgis < 1 kPa, antrajai – 1–3 kPa ir daugiau, trečiajai – daugiau kaip 3–12 kPa ir aukščiau. Gyvenamuosiuose pastatuose naudojami pirmosios ir antrosios kategorijos įrenginiai.

Aerodinaminė ašinių ventiliatorių charakteristika grafike: Pv – pilnas slėgis, N – galia, Q – oro srautas, ƞ – naudingumo koeficientas, u – greitis, n – sukimosi dažnis

Ventiliatoriaus techninėje dokumentacijoje paprastai nurodomi aerodinaminiai rodikliai, įskaitant pilną ir statinį slėgį esant tam tikram našumui. Praktikoje „gamykliniai“ ir realūs parametrai dažnai nesutampa, ir tai siejama su vėdinimo sistemų konstrukcinėmis ypatybėmis.

Egzistuoja tarptautiniai ir valstybiniai standartai, skirti matavimų tikslumui laboratorinėmis sąlygomis didinti.

Rusijoje paprastai taikomi A ir C metodai, kai oro slėgis po ventiliatoriaus nustatomas netiesiogiai, remiantis nustatytu našumu. Skirtingose metodikose į išėjimo plotą įtraukiama arba neįtraukiama sparnuotės stebulė.

Formulės ventiliatoriaus slėgiui apskaičiuoti

Slėgis yra veikiančių jėgų ir ploto, į kurį jos nukreiptos, santykis. Vėdinimo kanalo atveju kalbama apie orą ir skerspjūvį.

Srautas kanale pasiskirsto netolygiai ir neina statmenai skerspjūviui. Tikslaus slėgio sužinoti vienu matavimu nepavyks – teks ieškoti vidutinės reikšmės keliose vietose. Tai reikia padaryti tiek įėjime, tiek išėjime iš vėdinimo įrenginio.

Ašiniai ventiliatoriai naudojami atskirai ir ortakiuose, jie efektyviai veikia ten, kur reikia pernešti didelius oro kiekius esant santykinai žemam slėgiui

Bendras ventiliatoriaus slėgis nustatomas pagal formulę Pb = Pb (išėj.) – Pb (įėj.), kur:

• Pb (išėj.) – bendras slėgis įrenginio išėjime;
• Pb (įėj.) – bendras slėgis įrenginio įėjime.

Ventiliatoriaus statinio slėgio formulė skiriasi nežymiai.

Ji užrašoma kaip Pst = Pst (išėj.) – Pb (įėj.), kur:

• Pst (išėj.) – statinis slėgis įrenginio išėjime;
• Pb (įėj.) – bendras slėgis įrenginio įėjime.

Statinis slėgis neatspindi reikiamo energijos kiekio jos perdavimui sistemai, o yra papildomas parametras, pagal kurį galima sužinoti bendrą slėgį. Paskutinis rodiklis yra pagrindinis kriterijus renkantis ventiliatorių: tiek namų, tiek pramoninį. Bendro slėgio sumažėjimas rodo energijos nuostolius sistemoje.

Statinis slėgis pačiame vėdinimo kanale gaunamas iš statinio slėgio skirtumo įėjime ir išėjime iš vėdinimo: Pst = Pst 0 – Pst 1. Tai antraeilis parametras.

Projektuotojai pateikia parametrus atsižvelgdami į nedidelį užsiteršimą arba be jo: paveikslėlyje parodytas to paties ventiliatoriaus statinio slėgio neatitikimas skirtinguose vėdinimo tinkluose

Tinkamas vėdinimo įrenginio pasirinkimas apima šiuos niuansus:

• oro srauto sistemoje apskaičiavimas (m³/s);
• įrenginio parinkimas remiantis tokiu skaičiavimu;
• greičio išėjime nustatymas pagal pasirinktą ventiliatorių (m/s);
• įrenginio Pb apskaičiavimas;
• statinio ir dinaminio slėgio matavimas, siekiant palyginti su bendru.

Norint apskaičiuoti slėgio matavimo vietą, remiamasi ortakio hidrauliniu skersmeniu. Jis nustatomas pagal formulę: D = 4F / P. F yra vamzdžio skerspjūvio plotas, o P – jo perimetras. Atstumas matavimo vietai nustatyti įėjime ir išėjime matuojamas D skaičiumi.

Kaip apskaičiuoti slėgį vėdinimo sistemoje?

Visiškas slėgis prie įėjimo matuojamas vėdinimo kanalo skerspjūvyje, esančiame dviejų hidraulinių ortakio skersmenų (2D) atstumu. Prieš matavimo vietą idealiu atveju turėtų būti tiesi ortakio atkarpa, kurios ilgis yra nuo 4D ir netrukdomas srautas.

Praktikoje aukščiau aprašytos sąlygos pasitaiko retai, ir tada prie reikiamos vietos įrengiamas honeycomb, kuris ištiesina oro srautą.

Tada į vėdinimo sistemą įvedamas pilno slėgio imtuvas: į kelis taškus pjūvyje paeiliui – mažiausiai į 3. Pagal gautas vertes apskaičiuojamas vidurkis. Ventiliatoriams su laisvu įėjimu Pp įėjimo atitinka aplinkos slėgį, o perteklinis slėgis tokiu atveju lygus nuliui.

Pilno slėgio imtuvo schema: 1 — imtuvo vamzdelis, 2 — slėgio keitiklis, 3 — stabdymo kamera, 4 — laikiklis, 5 — žiedinis kanalas, 6 — priekinė briauna, 7 — įėjimo grotelės, 8 — normalizatorius, 9 — išėjimo signalo registratorius, α — viršūnių kampas, h — įdubų gylis

Jei matuojamas stiprus oro srautas, pagal slėgį reikia nustatyti greitį, o po to — palyginti jį su pjūvio dydžiu. Kuo didesnis greitis ploto vienetui ir kuo didesnis pats plotas, tuo našesnis ventiliatorius.

Pilnas slėgis išėjime yra sudėtinga sąvoka. Išeinantis srautas turi nevienalytę struktūrą, kuri taip pat priklauso nuo darbo režimo ir prietaiso tipo. Oras išėjime turi grįžtamojo judėjimo zonas, o tai apsunkina slėgio ir greičio skaičiavimą.

Tokio judėjimo atsiradimo laiko dėsningumo nustatyti nepavyks. Srauto nevienalytiškumas siekia 7—10 D, tačiau rodiklį galima sumažinti tiesinančiomis grotelėmis.

Prandtl vamzdelis yra patobulinta Pitot vamzdelio versija: imtuvai gaminami 2 variantais — greičiams mažesniems ir didesniems nei 5 m/s

Kartais prie vėdintuvo išėjimo yra sukamoji alkūnė arba atplėšiamasis difuzorius. Tokiu atveju srautas bus dar nevienalytiškesnis.

Slėgis tada matuojamas pagal šį metodą:

1. Už ventiliatoriaus parenkamas pirmas pjūvis ir nuskaitomas zondu. Pagal kelis taškus išmatuojamas vidutinis pilnas slėgis ir našumas. Pastarasis vėliau lyginamas su našumu prie įėjimo.
2. Toliau parenkamas papildomas pjūvis — artimiausioje tiesioje atkarpoje po išėjimo iš vėdintuvo. Nuo tokios atkarpos pradžios atmatuojama 4—6 D, o jei atkarpos ilgis mažesnis, parenkamas pjūvis pačioje tolimiausioje vietoje. Tada imamas zondas ir nustatomas našumas bei vidutinis pilnas slėgis.

Iš vidutinio pilno slėgio papildomame pjūvyje atimami apskaičiuoti nuostoliai atkarpoje už ventiliatoriaus. Gaunamas pilnas slėgis išėjime.

Tada lyginamas našumas prie įėjimo, taip pat pirmame ir papildomame pjūvyje išėjime. Teisingais reikėtų laikyti įėjimo rodiklį ir vieną iš išėjimo — vertės labiau artimą.

Tiesios atkarpos, turinčios reikiamą ilgį, gali ir nebūti. Tuomet parenkamas skerspjūvis, kuris padalija matavimo ruožą į dalis santykiu 3:1. Arčiau ventiliatoriaus turi būti didesnė iš šių dalių. Matavimų negalima atlikti diafragmose, sklendėse, atšakose ir kitose jungtyse, kuriose yra oro trikdžių.

Slėgio skirtumus galima registruoti slėgmačiais, traukos matuokliais pagal GOST 2405-88 ir diferenciniais manometrais pagal GOST 18140-84, kurių tikslumo klasė yra 0,5–1,0.

Stoginių ventiliatorių atveju Pn matuojamas tik įėjime, o išėjime nustatomas statinis slėgis. Greitinis srautas po vėdinimo įrenginio beveik visiškai prarandamas.

Taip pat rekomenduojame perskaityti mūsų medžiagą apie vėdinimo vamzdžių pasirinkimą.

Slėgio apskaičiavimo ypatumai

Slėgio matavimas oro aplinkoje apsunkinamas dėl greitai kintančių jos parametrų. Manometrus reikėtų įsigyti elektroninius, su rezultatų, gaunamų per laiko vienetą, vidurkio nustatymo funkcija. Jei slėgis staigiai šokinėja (pulsuoja), pravers slopintuvai, kurie išlygina skirtumus.

Reikėtų prisiminti šiuos dėsningumus:

• bendrasis slėgis yra statinio ir dinaminio slėgių suma;
• bendrasis ventiliatoriaus slėgis turi būti lygus slėgio nuostoliams vėdinimo tinkle.

Išmatuoti statinį slėgį išėjime nebus sunku. Tam naudojamas statinio slėgio vamzdelis: vienas galas įkišamas į diferencinį manometrą, o kitas nukreipiamas į skerspjūvį ventiliatoriaus išėjime. Pagal statinį slėgį apskaičiuojamas srauto greitis vėdinimo įrenginio išėjime.

Dinaminis slėgis taip pat matuojamas diferenciniu manometru. Prie jo jungčių prijungiami Pito ir Prandtlio vamzdeliai. Prie vieno kontakto – bendrojo slėgio vamzdelis, o prie kito – statinio slėgio. Gautas rezultatas bus lygus dinaminiam slėgiui.

Norint sužinoti slėgio nuostolius ortakyje, galima stebėti srauto dinamiką: kai tik padidėja oro judėjimo greitis, padidėja ir vėdinimo tinklo varža. Slėgis prarandamas dėl šios varžos.

Anemometrai ir termoanemometrai matuoja srauto greitį ortakyje, kai vertės yra iki 5 m/s arba didesnės, anemometrą reikėtų rinktis pagal GOST 6376–74

Didėjant ventiliatoriaus greičiui, statinis slėgis krinta, o dinaminis didėja proporcingai oro srauto padidėjimo kvadratui. Bendrasis slėgis nepasikeis.

Su teisingai parinktu įrenginiu dinaminis slėgis kinta tiesiogiai proporcingai srauto kvadratui, o statinis – atvirkščiai proporcingai. Tokiu atveju naudojamo oro kiekis ir elektros variklio apkrova, jei ir didės, tai nežymiai.

Kai kurie reikalavimai elektros varikliui:

• mažas paleidimo momentas – dėl to, kad galios sąnaudos kinta priklausomai nuo apsisukimų skaičiaus kubo;
• didelė atsarga;
• darbas maksimalia galia siekiant didesnio taupumo.

Ventiliatoriaus galia priklauso nuo pilno slėgio, taip pat nuo naudingumo koeficiento ir oro srauto. Paskutiniai du rodikliai koreliuoja su ventiliacijos sistemos pralaidumu.

Jos projektavimo etape teks nustatyti prioritetus. Atsižvelgti į išlaidas, naudingo patalpų tūrio nuostolius, triukšmo lygį.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Fizinių rodiklių, reikalingų matavimams, apžvalga:

Slėgio vaidmuo ventiliacijos tinkle:

Ventiliatorius – paprasta konstrukcija, primenanti ratą su mentėmis. Kartu tai pagrindinė ventiliacijos sistemos dalis. Mechaninis prietaisas veikia slėgį ortakyje ir lemia ventiliacijos efektyvumą.

Jei norite apskaičiuoti ventiliatoriaus slėgį, susipažinkite su tokiais dydžiais kaip greitis, oro srautas, galia. Jūs geriau suprasite matavimų esmę. Pagrindinį rodiklį – pilną slėgį – matuokite pagal mūsų aprašytas schemas.

Jei turite klausimų – užduokite juos formoje po straipsniu. Rašykite komentarus ir keiskitės vertingomis žiniomis su kitais skaitytojais. Galbūt turite patirties projektuodami ventiliacijos sistemas – ji bus naudinga kažkieno konkrečioje situacijoje.