Jak określić ciśnienie na wentylatorze: sposoby pomiaru i obliczenia ciśnienia w systemie wentylacyjnym

Jeśli wystarczająco dużo uwagi poświęcisz komfortowi w swoim domu, prawdopodobnie zgodzisz się, że jakość powietrza powinna być jednym z pierwszych miejsc. Świeże powietrze jest dobre dla zdrowia i myślenia. Nie ma wstydu zapraszać gości do pachnącego pokoju. Wentylacja każdego pomieszczenia dziesięć razy dziennie nie jest łatwym zadaniem, prawda?

Wiele zależy od wyboru wentylatora, a przede wszystkim od jego ciśnienia. Ale przed określeniem ciśnienia wentylatora należy zapoznać się z niektórymi parametrami fizycznymi. Przeczytaj o nich w naszym artykule.

Dzięki naszemu materiałowi przestudiujesz wzory i poznasz rodzaje ciśnień w systemie wentylacyjnym. Podaliśmy Państwu informacje na temat całkowitego ciśnienia wentylatora oraz dwóch sposobów jego pomiaru. Dzięki temu będziesz mógł samodzielnie zmierzyć wszystkie parametry.

Ciśnienie w układzie wentylacyjnym

Do wentylacja był skuteczny, należy wybrać prawidłowe ciśnienie wentylatora. Istnieją dwie możliwości samodzielnego pomiaru ciśnienia. Pierwsza metoda jest bezpośrednia, w której ciśnienie mierzone jest w różnych miejscach. Drugą opcją jest obliczenie 2 rodzajów ciśnienia z 3 i uzyskanie z nich nieznanej wartości.

Ciśnienie (również ciśnienie) może być statyczne, dynamiczne (prędkość) i całkowite. Według tego ostatniego wskaźnika istnieją trzy kategorie fanów.

Do pierwszej kategorii zaliczają się urządzenia o ciśnieniu < 1 kPa, druga – 1-3 kPa i więcej, trzecia – powyżej 3-12 kPa i więcej. W budynkach mieszkalnych stosuje się urządzenia pierwszej i drugiej kategorii.

Charakterystyki aerodynamiczne wentylatorów osiowych na wykresie: Pv – ciśnienie całkowite, N – moc, Q – przepływ powietrza, ƞ – sprawność, u – prędkość, n – prędkość obrotowa

Dokumentacja techniczna wentylatora zazwyczaj podaje parametry aerodynamiczne, w tym ciśnienie całkowite i statyczne przy określonej wydajności. W praktyce parametry „fabryczne” i rzeczywiste często się nie pokrywają, a wynika to z cech konstrukcyjnych systemów wentylacyjnych.

Istnieją międzynarodowe i państwowe standardy mające na celu zwiększenie dokładności pomiarów w warunkach laboratoryjnych.

W Rosji zwykle stosuje się metody A i C, w których ciśnienie powietrza za wentylatorem określa się pośrednio, na podstawie mocy zainstalowanej. W przypadku różnych metod obszar wylotowy obejmuje tuleję wirnika lub nie.

Wzory do obliczania ciśnienia wentylatora

Ciśnienie to stosunek działających sił do obszaru, na który są one skierowane. W przypadku kanału wentylacyjnego mówimy o powietrzu i przekroju.

Przepływ w kanale jest nierównomierny i nie przebiega pod kątem prostym do przekroju. Nie będzie możliwe ustalenie dokładnego ciśnienia na podstawie jednego pomiaru, będziesz musiał szukać średniej wartości w kilku punktach. Należy to zrobić zarówno przy wejściu, jak i wyjściu z urządzenia wentylacyjnego.

Wentylatory osiowe stosowane są samodzielnie oraz w kanałach wentylacyjnych, sprawdzają się skutecznie tam, gdzie konieczne jest przetłoczenie dużych mas powietrza przy stosunkowo niskim ciśnieniu.

Całkowite ciśnienie wentylatora określa się ze wzoru Pp = Pp (wyjście) - Pp (wejście), Gdzie:

• Pp (out) - całkowite ciśnienie na wylocie urządzenia;
• Pp (cale) - całkowite ciśnienie na wlocie do urządzenia.

W przypadku ciśnienia statycznego wentylatora wzór jest nieco inny.

Zapisuje się to jako Rst = Rst (out) - Pp (in), gdzie:

• Pst (out) - ciśnienie statyczne na wylocie urządzenia;
• Pp (cale) - całkowite ciśnienie na wlocie do urządzenia.

Ciśnienie statyczne nie odzwierciedla wymaganej ilości energii do przekazania do układu, ale służy jako dodatkowy parametr, na podstawie którego można określić ciśnienie całkowite. Ostatni wskaźnik jest głównym kryterium przy wyborze wentylatora: zarówno domowe, jak i przemysłowe. Spadek całkowitego ciśnienia odzwierciedla utratę energii w systemie.

Ciśnienie statyczne w samym kanale wentylacyjnym uzyskuje się z różnicy ciśnień statycznych na wlocie i wylocie wentylacji: Pst = Pst 0 – Pst 1. To drugorzędny parametr.

Projektanci podają parametry uwzględniające niewielką lub żadną blokadę: obraz pokazuje rozbieżność ciśnienia statycznego tego samego wentylatora w różnych sieciach wentylacyjnych

Właściwy wybór urządzenia wentylacyjnego obejmuje następujące niuanse:

• obliczenie przepływu powietrza w instalacji (m³/s);
• wybór urządzenia na podstawie tych obliczeń;
• określenie prędkości wyjściowej wybranego wentylatora (m/s);
• obliczenie urządzenia Pp;
• pomiar ciśnienia statycznego i dynamicznego w celu porównania z ciśnieniem całkowitym.

Aby obliczyć miejsce pomiaru ciśnienia, kierują się średnicą hydrauliczną kanału powietrznego. Określa się to wzorem: D = 4F/P. F to pole przekroju rury, a P to jej obwód. Odległość w celu ustalenia miejsca pomiaru na wlocie i wylocie mierzona jest liczbą D.

Jak obliczyć ciśnienie wentylacji?

Całkowite ciśnienie wlotowe mierzone jest w przekroju przewodu wentylacyjnego, znajdującego się w odległości dwóch średnic przewodu hydraulicznego (2D).Idealnie, przed punktem pomiarowym powinien znajdować się prosty odcinek kanału powietrznego o długości 4D i niezakłóconym przepływie.

W praktyce opisane powyżej warunki zdarzają się rzadko i wówczas przed wybranym miejscem instaluje się plaster miodu, który prostuje przepływ powietrza.

Następnie do instalacji wentylacyjnej wprowadza się odbiornik pełnego ciśnienia: w kilku punktach odcinka z kolei - co najmniej 3. Na podstawie uzyskanych wartości obliczany jest średni wynik. W przypadku wentylatorów z wolnym wejściem Pp, wejście odpowiada ciśnieniu otoczenia, a nadciśnienie w tym przypadku wynosi zero.

Schemat odbiornika ciśnienia całkowitego: 1 - rura odbiorcza, 2 - przetwornik ciśnienia, 3 - komora hamowania, 4 - uchwyt, 5 - kanał pierścieniowy, 6 - krawędź natarcia, 7 - siatka wlotowa, 8 - normalizator, 9 - rejestrator sygnału wyjściowego , α – kąt w wierzchołkach, h – głębokość dolin

Jeśli mierzysz silny przepływ powietrza, powinieneś określić prędkość na podstawie ciśnienia, a następnie porównać ją z rozmiarem przekroju. Im wyższa prędkość na jednostkę powierzchni i im większa powierzchnia, tym wydajniejszy jest wentylator.

Całkowite ciśnienie wylotowe to złożona koncepcja. Strumień wychodzący ma niejednorodną strukturę, która zależy również od trybu pracy i rodzaju urządzenia. Powietrze na wylocie ma strefy ruchu powrotnego, co komplikuje obliczenie ciśnienia i prędkości.

Nie będzie możliwe ustalenie wzoru czasu pojawienia się takiego ruchu. Niejednorodność przepływu sięga 7-10 D, ale liczbę tę można zmniejszyć poprzez prostowanie siatek.

Rurka Prandtla jest ulepszoną wersją rurki Pitota: odbiorniki produkowane są w 2 wersjach - dla prędkości mniejszych i większych niż 5 m/s

Czasami na wylocie urządzenia wentylacyjnego znajduje się kolano obrotowe lub dyfuzor łamany.W tym przypadku przepływ będzie jeszcze bardziej niejednorodny.

Następnie ciśnienie mierzy się następującą metodą:

1. Za wentylatorem wybierana jest pierwsza sekcja i skanowana sondą. Średnie całkowite zatrudnienie i produktywność mierzone są w kilku punktach. Ta ostatnia jest następnie porównywana z wydajnością wejściową.
2. Następnie wybierany jest dodatkowy odcinek – na najbliższym prostym odcinku po wyjściu z urządzenia wentylacyjnego. Od początku takiego fragmentu odmierz 4-6 D, a jeśli długość odcinka jest krótsza, wybierz odcinek w najbardziej odległym miejscu. Następnie weź sondę i określ wydajność i średnią wysokość całkowitą.

Obliczone straty w sekcji za wentylatorem odejmuje się od średniego ciśnienia całkowitego na sekcji dodatkowej. Otrzymuje się całkowite ciśnienie wylotowe.

Następnie porównuje się wydajność na wlocie oraz w pierwszej i dodatkowej sekcji na wylocie. Za prawidłowe należy uznać wskaźnik wejściowy oraz jeden ze wskaźników produktu, który jest bliższy wartości.

Może nie być odcinka linii prostej o wymaganej długości. Następnie wybierz odcinek dzielący mierzony obszar na części w stosunku 3 do 1. Największa z tych części powinna znajdować się bliżej wentylatora. Pomiarów nie można wykonywać w membranach, przepustnicach, kolanach i innych połączeniach, w których występują zakłócenia powietrza.

Spadki ciśnienia można rejestrować za pomocą ciśnieniomierzy, mierników ciągu zgodnie z GOST 2405-88 i manometrów różnicowych zgodnie z GOST 18140-84 z klasą dokładności 0,5-1,0

W przypadku wentylatorów dachowych Pp mierzy się tylko na wlocie, a statykę określa się na wylocie. Przepływ o dużej prędkości za urządzeniem wentylacyjnym jest prawie całkowicie utracony.

Polecamy również zapoznać się z naszym materiałem na temat wyboru rury do wentylacji.

Funkcje obliczania ciśnienia

Pomiar ciśnienia w powietrzu staje się trudniejszy ze względu na jego szybko zmieniające się parametry. Warto zaopatrzyć się w manometry elektroniczne z funkcją uśredniania uzyskanych wyników w jednostce czasu. Jeśli ciśnienie gwałtownie skacze (pulsuje), do wyrównania różnic przydadzą się amortyzatory.

Należy pamiętać o następujących zasadach:

• ciśnienie całkowite jest sumą ciśnienia statycznego i dynamicznego;
• całkowite ciśnienie wentylatora musi być równe stracie ciśnienia w sieci wentylacyjnej.

Pomiar ciśnienia statycznego na wylocie nie jest trudny. Aby to zrobić, użyj rurki do pomiaru ciśnienia statycznego: jeden koniec włóż do manometru różnicy ciśnień, a drugi skierowaj do sekcji na wylocie wentylatora. Na podstawie ciśnienia statycznego oblicza się natężenie przepływu na wylocie urządzenia wentylacyjnego.

Ciśnienie dynamiczne mierzy się również za pomocą manometru różnicowego. Do jego połączeń podłączone są rurki Pitota-Prandtla. Do jednego styku dołączona jest rurka na ciśnienie pełne, a do drugiego na ciśnienie statyczne. Otrzymany wynik będzie równy ciśnieniu dynamicznemu.

Aby sprawdzić stratę ciśnienia w kanale powietrznym, możesz monitorować dynamikę przepływu: wraz ze wzrostem prędkości powietrza wzrasta opór sieci wentylacyjnej. Na skutek tego oporu następuje utrata ciśnienia.

Anemometry i anemometry z gorącym drutem mierzą prędkość przepływu w kanale powietrznym od wartości do 5 m/s i więcej, anemometr należy dobrać zgodnie z GOST 6376-74

Wraz ze wzrostem prędkości wentylatora ciśnienie statyczne spada, a ciśnienie dynamiczne wzrasta proporcjonalnie do kwadratu wzrostu przepływu powietrza. Całkowite ciśnienie nie ulegnie zmianie.

Przy odpowiednio dobranym urządzeniu ciśnienie dynamiczne zmienia się wprost proporcjonalnie do kwadratu natężenia przepływu, a ciśnienie statyczne w odwrotnej proporcji.W takim przypadku ilość zużytego powietrza i obciążenie silnika elektrycznego, jeśli wzrosną, będą nieznaczne.

Niektóre wymagania dotyczące silnika elektrycznego:

• niski moment rozruchowy – ze względu na to, że pobór mocy zmienia się wraz ze zmianą liczby obrotów dostarczanych do kostki;
• duży zapas;
• pracuj z maksymalną mocą, aby uzyskać większe oszczędności.

Moc wentylatora zależy od ciśnienia całkowitego, a także od wydajności i przepływu powietrza. Dwa ostatnie wskaźniki korelują z przepustowością systemu wentylacyjnego.

Na etapie projektowania będziesz musiał ustalić priorytety. Weź pod uwagę koszty, utratę użytecznej kubatury pomieszczeń, poziom hałasu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Przegląd wskaźników fizycznych potrzebnych do pomiarów:

Rola ciśnienia w sieci wentylacyjnej:

Wentylator ma prostą konstrukcję w postaci koła z łopatkami. Jest jednocześnie główną częścią systemu wentylacyjnego. Urządzenie mechaniczne wpływa na ciśnienie w kanale powietrznym i określa skuteczność wentylacji.

Jeśli chcesz obliczyć ciśnienie wentylatora, zrozum takie wartości, jak prędkość, przepływ powietrza, moc. Lepiej zrozumiesz istotę pomiarów. Głównym wskaźnikiem jest zmierzenie całkowitego ciśnienia zgodnie ze schematami, które opisaliśmy.

Jeśli masz pytania, zadaj je w formularzu pod artykułem. Pisz komentarze i dziel się cenną wiedzą z innymi czytelnikami. Być może masz doświadczenie w projektowaniu systemów wentylacyjnych – przyda się ono w czyjejś konkretnej sytuacji.