Cum se determină presiunea ventilatorului: metode de măsurare și calculare a presiunii în sistemul de ventilație

Dacă acordați suficientă atenție confortului din casă, probabil veți fi de acord că calitatea aerului ar trebui să fie una dintre priorități. Aerul proaspăt este benefic pentru sănătate și pentru gândire. Nu vă este rușine să invitați oaspeți într-o cameră care miroase frumos. A aerisi fiecare încăpere de zece ori pe zi nu este o sarcină ușoară, nu-i așa?

Multe depind de alegerea ventilatorului și, în primul rând, de presiunea acestuia. Dar înainte de a determina presiunea ventilatorului, trebuie să vă familiarizați cu câțiva parametri fizici. Citiți despre ei în articolul nostru.

Datorită materialului nostru, veți învăța formulele, veți afla tipurile de presiune din sistemul de ventilație. V-am oferit informații despre presiunea totală a ventilatorului și două metode prin care aceasta poate fi măsurată. În final, veți putea măsura singuri toți parametrii.

Presiunea în sistemul de ventilație

Pentru ca ventilația să fie eficientă, trebuie să alegeți corect presiunea ventilatorului. Există două variante pentru măsurarea independentă a presiunii. Prima metodă este directă, în care se măsoară presiunea în diferite locuri. A doua variantă este să calculați 2 tipuri de presiune din 3 și să obțineți valoarea necunoscută.

Presiunea (de asemenea, denumită și înălțime de refulare) poate fi statică, dinamică (de viteză) și totală. În funcție de ultimul indicator, se disting trei categorii de ventilatoare.

Prima categorie include dispozitive cu presiunea < 1 kPa, a doua — 1–3 kPa și mai mult, a treia — mai mult de 3–12 kPa și peste. În clădirile rezidențiale se folosesc dispozitive din prima și a doua categorie.

Caracteristica aerodinamică a ventilatoarelor axiale pe grafic: Pv — presiunea totală, N — puterea, Q — debitul de aer, ƞ — randamentul, u — viteza, n — frecvența de rotație

În documentația tehnică a ventilatorului se indică de obicei parametrii aerodinamici, inclusiv presiunea totală și statică la o anumită performanță. În practică, parametrii „din fabrică” și cei reali adesea nu coincid, iar acest lucru se datorează particulariăților constructive ale sistemelor de ventilație.

Există standarde internaționale și naționale menite să îmbunătățească acuratețea măsurătorilor în condiții de laborator.

În Rusia, se aplică de obicei metodele A și C, în care presiunea aerului după ventilator este determinată indirect, pe baza performanței stabilite. În diferite metode, zona de ieșire include sau nu include butucul rotorului.

Formule pentru calculul presiunii ventilatorului

Presiunea reprezintă raportul dintre forțele aplicate și suprafața asupra căreia acestea acționează. În cazul unui canal de ventilație, este vorba despre aer și secțiune.

Debitul în canal se distribuie neuniform și nu trece perpendicular pe secțiunea transversală. Nu se va putea afla presiunea exactă printr-o singură măsurare, va trebui să se caute o valoare medie în mai multe puncte. Acest lucru trebuie făcut atât pentru intrarea, cât și pentru ieșirea din aparatul de ventilare.

Ventilatoarele axiale se utilizează separat și în conducte de aer, ele funcționează eficient acolo unde este nevoie să se transporte mase mari de aer la o presiune relativ scăzută.

Presiunea totală a ventilatorului se determină prin formula Pp = Pp (ieșire) – Pp (intrare), unde:

• Pp (ieșire) — presiunea totală la ieșirea din dispozitiv;
• Pp (intrare) — presiunea totală la intrarea în dispozitiv.

Pentru presiunea statică a ventilatorului, formula diferă ușor.

Se scrie ca Rst = Rst (ieșire) – Pp (intrare), unde:

• Rst (ieșire) — presiunea statică la ieșirea din dispozitiv;
• Pp (intrare) — presiunea totală la intrarea în dispozitiv.

Presiunea statică nu reflectă cantitatea de energie necesară pentru transmiterea acesteia către sistem, ci servește ca parametru suplimentar prin care se poate afla presiunea totală. Ultimul indicator este criteriul principal la alegerea ventilatorului: atât pentru cel casnic, cât și pentru cel industrial. Reducerea presiunii totale reflectă pierderea de energie în sistem.

Presiunea statică în canalul de ventilație însuși se obține din diferența dintre presiunea statică la intrarea și la ieșirea din ventilație: Pst = Pst 0 – Pst 1. Acesta este un parametru secundar.

Proiectanții furnizează parametrii ținând cont de o ușoară colmatare sau fără aceasta: în imagine este arătată neconcordanța presiunii statice a aceluiași ventilator în diferite rețele de ventilație.

Alegerea corectă a dispozitivului de ventilare include următoarele nuanțe:

• calculul debitului de aer în sistem (m³/s);
• selectarea dispozitivului pe baza acestui calcul;
• determinarea vitezei la ieșire conform ventilatorului ales (m/s);
• calculul Pp al dispozitivului;
• măsurarea presiunii statice și dinamice pentru compararea cu cea totală.

Pentru calculul locului de măsurare a presiunii, se orientează după diametrul hidraulic al conductei de aer. Acesta se determină prin formula: D = 4F / P. F este aria secțiunii transversale a țevii, iar P este perimetrul acesteia. Distanța pentru determinarea locului de măsurare la intrare și la ieșire se măsoară în număr de D.

Cum se calculează presiunea în ventilație?

Presiunea totală la intrare se măsoară într-o secțiune transversală a canalului de ventilație, situată la o distanță de doi diametri hidraulici ai conductei de aer (2D). Înainte de locul de măsurare, în mod ideal, ar trebui să existe un fragment drept al conductei de aer cu o lungime de cel puțin 4D și un flux netulburat.

În practică, condițiile descrise mai sus sunt rare, iar atunci, în fața locului necesar, se instalează un honeycomb, care îndreaptă fluxul de aer.

Apoi, în sistemul de ventilație se introduce un receptor de presiune totală: în mai multe puncte din secțiune, pe rând – minimum în 3. Pe baza valorilor obținute se calculează rezultatul mediu. La ventilatoarele cu intrare liberă, presiunea totală la intrare corespunde presiunii ambientale, iar presiunea excedentară în acest caz este egală cu zero.

Schema receptorului de presiune totală: 1 – tub de recepție, 2 – traductor de presiune, 3 – cameră de frânare, 4 – suport, 5 – canal inelar, 6 – margine anterioară, 7 – grilă de intrare, 8 – normalizator, 9 – înregistrator al semnalului de ieșire, α – unghi la vârfuri, h – adâncimea adânciturilor

Dacă se măsoară un flux puternic de aer, atunci din presiune se determină viteza, iar apoi se compară cu dimensiunea secțiunii. Cu cât viteza pe unitatea de suprafață este mai mare și cu cât suprafața în sine este mai mare, cu atât ventilatorul este mai performant.

Presiunea totală la ieșire este un concept complex. Fluxul de ieșire are o structură neomogenă, care depinde, de asemenea, de modul de funcționare și de tipul dispozitivului. Aerul la ieșire prezintă zone de mișcare de recirculare, ceea ce complică calculul presiunii și al vitezei.

Nu se va putea stabili o regularitate pentru momentul apariției unei astfel de mișcări. Neomogenitatea fluxului atinge 7–10 D, dar indicatorul poate fi redus prin grile de îndreptare.

Tubul Prandtl este o versiune îmbunătățită a tubului Pitot: receptoarele sunt produse în 2 variante – pentru viteze mai mici și mai mari de 5 m/s.

Uneori, la ieșirea din dispozitivul de ventilare se află un cot rotitor sau un difuzor cu separare. În acest caz, fluxul va fi și mai neomogen.

Presiunea se măsoară atunci conform următoarei metode:

1. După ventilator se alege prima secțiune și se scanează cu o sondă. În mai multe puncte se măsoară presiunea totală medie și debitul. Acesta din urmă se compară apoi cu debitul la intrare.
2. Apoi se alege o secțiune suplimentară – pe cel mai apropiat tronson drept după ieșirea din dispozitivul de ventilare. De la începutul unui astfel de fragment se măsoară 4–6 D, iar dacă lungimea tronsonului este mai mică, se alege secțiunea în punctul cel mai îndepărtat. Apoi se ia sonda și se determină debitul și presiunea totală medie.

Din presiunea totală medie la secțiunea suplimentară se scad pierderile calculate pe segmentul de după ventilator. Se obține presiunea totală la ieșire.

Apoi se compară debitul la intrare, precum și la prima și la secțiunea suplimentară de la ieșire. Corecte trebuie considerate valoarea de la intrare și una dintre cele de la ieșire – cea mai apropiată ca valoare.

Este posibil să nu existe un segment drept de lungimea necesară. Atunci se alege o secțiune care împarte zona de măsurare în părți cu un raport de 3 la 1. Partea mai mare trebuie să fie mai aproape de ventilator. Măsurătorile nu trebuie efectuate în diafragme, clapete, coturi și alte racorduri cu perturbare a aerului.

Diferențele de presiune pot fi înregistrate cu manometre, vacuometre conform GOST 2405-88 și manometre diferențiale conform GOST 18140-84 cu o clasă de precizie 0,5–1,0

În cazul ventilatoarelor de acoperiș, presiunea totală se măsoară doar la intrare, iar la ieșire se determină presiunea statică. Debitul de viteză după dispozitivul de ventilare se pierde aproape complet.

De asemenea, vă recomandăm să citiți materialul nostru despre alegerea tuburilor de ventilație.

Pariculațiăți ale calculului presiunii

Măsurarea presiunii în mediul aerian este complicată din cauza parametrilor săi care se schimbă rapid. Manometrele ar trebui achiziționate electronice, cu funcție de mediere a rezultatelor obținute pe unitatea de timp. Dacă presiunea sare brusc (pulsează), sunt utile amortizoarele care netezesc fluctuațiile.

Trebuie reținute următoarele regularități:

• presiunea totală este suma presiunii statice și dinamice;
• presiunea totală a ventilatorului trebuie să fie egală cu pierderile de presiune în rețeaua de ventilație.

Măsurarea presiunii statice la ieșire nu este dificilă. Pentru aceasta, se utilizează un tub pentru presiune statică: un capăt se introduce în manometrul diferențial, iar celălalt se îndreaptă spre secțiunea de la ieșirea ventilatorului. Pe baza presiunii statice se calculează viteza fluxului la ieșirea dispozitivului de ventilare.

Presiunea dinamică se măsoară de asemenea cu un manometru diferențial. La conexiunile acestuia se conectează tuburile Pitot – Prandtl. La un contact – tubul pentru presiune totală, iar la celălalt – pentru presiune statică. Rezultatul obținut va fi egal cu presiunea dinamică.

Pentru a afla pierderile de presiune în conducta de aer, se poate monitoriza dinamica fluxului: de îndată ce crește viteza de mișcare a aerului, crește rezistența rețelei de ventilație. Presiunea se pierde din cauza acestei rezistențe.

Anemometrele și termoanemometrele măsoară viteza fluxului în conducta de aer la valori de până la 5 m/s sau mai mult, anemometrul trebuie ales conform GOST 6376-74

La creșterea vitezei ventilatorului, presiunea statică scade, iar cea dinamică crește proporțional cu pătratul creșterii debitului de aer. Presiunea totală nu se va modifica.

Cu un dispozitiv corect ales, presiunea dinamică se modifică direct proporțional cu pătratul debitului, iar cea statică – invers proporțional. În acest caz, cantitatea de aer utilizată și sarcina motorului electric, chiar dacă cresc, o fac nesemnificativ.

Unele cerințe pentru motorul electric:

• moment de pornire mic – datorită faptului că consumul de putere se modifică în funcție de modificarea numărului de rotații aplicat arborelui;
• rezervă mare;
• funcționarea la putere maximă pentru o economie mai mare.

Puterea ventilatorului depinde de presiunea totală, precum și de randament și de debitul de aer. Ultimii doi indicatori corelează cu capacitatea de debit a sistemului de ventilație.

În faza de proiectare a acestuia, va trebui să stabiliți prioritățile. Luați în considerare costurile, pierderile de volum util al încăperilor, nivelul de zgomot.

Concluzii și material video util pe această temă

Prezentarea indicatorilor fizici necesari pentru măsurători:

Rolul presiunii în rețeaua de ventilație:

Ventilatorul este o construcție simplă sub formă de roată cu palete. În același timp, este partea principală a sistemului de ventilație. Dispozitivul mecanic influențează presiunea din conducta de aer și determină eficiența ventilației.

Dacă doriți să calculați presiunea ventilatorului, familiarizați-vă cu mărimi precum viteza, debitul de aer, puterea. Veți înțelege mai bine esența măsurătorilor. Indicatorul principal, presiunea totală, măsurați-o conform schemelor descrise de noi.

Dacă aveți întrebări, adresați-le în formularul de sub articol. Scrieți comentarii și faceți schimb de cunoștințe valoroase cu alți cititori. Poate că aveți experiență în proiectarea sistemelor de ventilație – aceasta va fi utilă într-o situație specifică a cuiva.