Rychlost vzduchu v potrubí a přípustné normy. Vzorce pro výpočet rychlosti vzduchu ve vzduchovém potrubí

Autor Evgeniy Aprelev Doba čtení 6 min Zhlédnutí 17 tis.

Jakákoli ventilační síť se skládá z potrubí, zařízení a armatur. Pro vytvoření potřebné výměny vzduchu je důležitým parametrem nejen výkon vzduchotechnických jednotek a konfigurace sítě, ale také aerodynamické provedení vzduchovodů.

Materiál a tvar sekce

První věc, která se provádí ve fázi přípravy na projekt, je výběr materiálu pro vzduchové kanály a jejich tvar, protože při tření plynů o stěny potrubí vzniká odpor vůči jejich pohybu. Každý materiál má jinou vnitřní drsnost povrchu, a proto se při výběru vzduchovodů bude lišit i odpor proti proudění vzduchu.

V závislosti na specifikách instalace, kvalitě vzduchové směsi, která se bude pohybovat systémem a rozpočtu na práci, vyberte nerezové, plastové nebo pozinkované ocelové kanály s kulatým nebo obdélníkovým průřezem.

Pro úsporu užitného prostoru se nejčastěji používají obdélníkové trubky. Kulaté jsou naopak poměrně objemné, ale mají lepší aerodynamické vlastnosti a v důsledku toho hlučnější design. Pro správnou konstrukci ventilační sítě jsou důležité parametry: plocha průřezu vzduchovodů, proudění vzduchu a jeho rychlost při pohybu kanálem.

Tvar neovlivňuje objem přepravovaných vzduchových hmot.

Vlastnosti pohybu plynu

Jak bylo uvedeno výše, do výpočtů prováděných při konstrukci ventilace se zapojují tři parametry: průtok a rychlost vzduchových hmot, jakož i plocha průřezu vzduchových kanálů. Z těchto parametrů je pouze jeden normalizován – jedná se o plochu průřezu. Kromě obytných prostor a dětských institucí SNiP nereguluje povolenou rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí.

V referenční literatuře jsou doporučení pro pohyb plynů proudících ventilačními sítěmi. Hodnoty jsou doporučeny na základě účelu, konkrétních podmínek, možných tlakových ztrát a hladiny hluku. Tabulka uvádí doporučené údaje pro systémy nuceného větrání.

Pro přirozené větrání je akceptován pohyb plynu s hodnotami 0,2 – 1 m/s.

Postup výpočtu

Algoritmus výpočtu je následující:

• Sestaví se axonometrický diagram se seznamem všech prvků.
• Na základě diagramu se vypočítá délka kanálů.
• V každé sekci je stanoven průtok. Každá jednotlivá sekce má jeden průřez vzduchovodů.
• Poté se provedou výpočty rychlosti pohybu vzduchu a tlaku v každé jednotlivé sekci systému.
• Dále se vypočítají ztráty třením.
• Pomocí požadovaného koeficientu se vypočítá tlaková ztráta v důsledku místního odporu.

V průběhu výpočtu budou na každém úseku vzduchotechnické sítě získány různé údaje, které je nutné pomocí membrán vyrovnat s větví největšího odporu.

Metoda výpočtu

Zpočátku je nutné vypočítat požadovaný průřez vzduchového potrubí na základě údajů o jeho průtoku.

• Plocha průřezu vzduchového potrubí se vypočítá pomocí vzorce

LP – údaje o pohybu potřebného objemu vzduchu v konkrétní oblasti.

VT – doporučená nebo přípustná rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí pro konkrétní účel.

• Po obdržení požadovaných dat je zvolena standardní velikost vzduchovodu blízká vypočítané hodnotě. S novými údaji se skutečná rychlost pohybu plynu v sekci ventilačního systému vypočítá pomocí vzorce:

LP – spotřeba plynné směsi.

FF – skutečná plocha průřezu zvoleného vzduchového potrubí.

Podobné výpočty musí být provedeny pro každou jednotlivou ventilační sekci.

Pro správný výpočet rychlosti vzduchu v potrubí je nutné vzít v úvahu ztráty třením a místní odpor. Jedním z parametrů ovlivňujících výši ztrát je třecí odpor, který závisí na drsnosti materiálu vzduchovodu. Údaje o koeficientu tření lze nalézt v referenční literatuře.

Výpočet ztrát třením

Nejprve byste měli vzít v úvahu tvar vzduchového potrubí a materiál, ze kterého je vyroben.

• U kulatých výrobků vypadá výpočetní vzorec takto:

Ptr = (x*l/d)* (v*v*y)/2g

Х – tabulkový koeficient tření (v závislosti na materiálu);

I – délka vzduchového potrubí;

D – průměr kanálu;

V – rychlost pohybu plynu v určité části sítě;

Y – hustota přepravovaných plynů (stanovená z tabulek);

G – 9,8 m/s 2

Důležité! Jsou-li v rozvodu vzduchu použity pravoúhlé kanály, je třeba do vzorce dosadit průměr odpovídající stranám obdélníku (průřez vzduchového potrubí). Výpočty lze provést pomocí vzorce: deq = 2AB/(A + B). Pro překlad můžete také použít níže uvedenou tabulku.

• Místní ztráty odporu se vypočítají podle vzorce:

Q — součet ztrátových koeficientů v důsledku místního odporu;

V — rychlost proudění vzduchu v části sítě;

Y – hustota přepravovaných plynů (stanovená z tabulek);

G – 9,8 m/s 2

Důležité! Při budování vzduchotechnických rozvodů hraje velmi důležitou roli správná volba doplňkových prvků, mezi které patří: mřížky, filtry, ventily atd. Tyto prvky vytvářejí odpor vůči pohybu vzduchových hmot. Při tvorbě projektu byste měli dbát i na správný výběr zařízení, protože lopatky ventilátorů a provoz odvlhčovačů a zvlhčovačů kromě odporu vytvářejí největší hluk a odpor proudění vzduchu.

Po výpočtu ztrát systému distribuce vzduchu a znalosti požadovaných parametrů pro pohyb plynů v každé sekci můžete přistoupit k výběru ventilačního zařízení a instalaci systému.

Nastavení stávajícího ventilačního systému

Hlavním způsobem diagnostiky provozu ventilačních sítí je měření rychlosti vzduchu ve vzduchovém potrubí, protože při znalosti průměru kanálů je snadné vypočítat skutečný průtok vzduchových hmot. Zařízení, která k tomu slouží, se nazývají anemometry. V závislosti na charakteristikách pohybu vzdušných hmot se používají následující:

• Mechanická zařízení s oběžným kolem. Mez měření 0,2 – 5 m/s;
• Hrníčkové anemometry měří průtok vzduchu v rozsahu 1 – 20 m/s;
• Elektronické tepelné anemometry lze použít k měření v jakékoli ventilační síti.

Stojí za to se na tato zařízení podívat podrobněji. Elektronické tepelné anemometry nevyžadují, jako při použití analogových zařízení, organizaci poklopů v kanálech. Všechna měření se provádějí instalací senzoru a přijímáním dat na obrazovce zabudované v zařízení. Chyby měření takových zařízení nepřesahují 0,2 %. Většina moderních modelů může pracovat jak z baterií, tak z napájení 220 V. Proto odborníci doporučují používat elektronické anemometry pro uvádění do provozu.

Na závěr: rychlost proudění vzduchu, proudění vzduchu a plocha průřezu kanálu jsou nejdůležitější parametry pro návrh rozvodů vzduchu a ventilačních sítí.

Rada: V tomto článku byla jako jasný příklad uvedena metoda aerodynamického výpočtu pro úsek vzduchového potrubí ventilačního systému. Provádění výpočetních operací je poměrně složitý proces, který vyžaduje znalosti a zkušenosti a také bere v úvahu mnoho nuancí. Nedělejte výpočty sami, ale svěřte to profesionálům.