Výpočet vzduchotechnického potrubí je jednou z fází výpočtu větrání a spočívá v určení velikosti vzduchového potrubí v závislosti na průtoku vzduchu, který musí daným potrubím procházet. Kromě toho vznikají problémy při určování povrchové plochy vzduchového potrubí. Pojďme se na ně podívat podrobněji.
Koupit náhradní díly pro zavlažovací systémy agritech.ru. . Profesionální instalace ventilačního vzduchového potrubí v Moskvě na klíč – vysoká kvalita.
Chcete se naučit navrhovat? Školicí centrum AboutDC vás zve ke studiu:
Výpočet vzduchovodů online
Pro výpočet vzduchovodů doporučujeme použít online kalkulačku umístěnou výše. Výchozími údaji pro výpočet jsou průtok vzduchu a maximální přípustná rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí.
Výhodou našeho kalkulátoru je, že výsledkem výpočtu zjistíte nejen doporučený průřez kulatých a/nebo obdélníkových vzduchovodů, ale také skutečnou rychlost vzduchu v nich, ekvivalentní průměr a tlakovou ztrátu na 1 metr délky.
Přečtěte si o výpočtu plochy vzduchovodů v samostatném článku.
Výpočet průřezu vzduchového potrubí
Úkol výpočtu průřezu ventilačních kanálů může znít jinak:
- výpočet potrubí ventilačního vzduchu
- výpočet vzduchu v potrubí
- výpočet průřezu vzduchovodu
- vzorec pro výpočet vzduchového potrubí
- výpočet průměru potrubí
Mělo by být zřejmé, že všechny výše uvedené výpočty jsou v podstatě stejným úkolem, který se scvrkává na určení plochy průřezu vzduchového kanálu, kterým proudí průtok vzduchu G [m 3 /hod].
Algoritmus pro výpočet průřezu vzduchovodů
Výpočet průřezu vzduchovodů zahrnuje určení velikosti vzduchovodů v závislosti na průtoku procházejícího vzduchu. Provádí se ve 4 fázích:
- Přepočet průtoku vzduchu na m 3 /s
- Volba rychlosti vzduchu v potrubí
- Určení plochy průřezu potrubí
- Určení průměru kruhového nebo šířky a výšky obdélníkového potrubí.
V první fázi Při výpočtu vzduchovodu se průtok vzduchu G, obvykle vyjádřený v m 3 /hod, přepočte na m 3 /s. Chcete-li to provést, musíte jej vydělit 3600:
- G [m3/s] = G [m3/hodina] / 3600
Ve druhé fázi měli byste nastavit rychlost pohybu vzduchu v potrubí. Rychlost by měla být specifikována, nikoli kalkulována. To znamená, zvolit rychlost vzduchu, která se zdá optimální.
Vysoká rychlost vzduchu v potrubí umožňuje použití potrubí s malým průřezem. Proud vzduchu však bude hlučný a aerodynamický odpor vzduchového potrubí se výrazně zvýší.
Nízká rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí zajišťuje tichý chod ventilačního systému a nízký aerodynamický odpor, ale činí vzduchové potrubí velmi objemným.
Pro všeobecné ventilační systémy se za optimální rychlost vzduchu ve vzduchovém potrubí považuje 4 m/s. U velkých vzduchových kanálů (600×600 mm nebo více) lze rychlost vzduchu zvýšit na 6 m/s. V systémech pro odvod kouře může rychlost vzduchu dosáhnout nebo překročit 10 m/s.
Takže ve druhé fázi výpočtu vzduchovodů je nastavena rychlost vzduchu v [m/s].
Ve třetí fázi Požadovaná plocha průřezu vzduchového potrubí je určena dělením proudu vzduchu jeho rychlostí:
- S [m 2 ] = G [m 3 /s] / v [m/s]
Na čtvrtémV konečné fázi se průměr nebo délka stran obdélníkového úseku volí na základě získané plochy průřezu vzduchového potrubí.
Tabulka sekcí vzduchového potrubí
Pro pomoc projektantům bylo vyvinuto několik tabulek sekcí vzduchového potrubí, které umožňují rychle vybrat sekci v závislosti na výsledné ploše.
Příklad výpočtu vzduchovodu
Jako příklad vypočítejme průřez vzduchovodu s průtokem vzduchu 1000 m 3 /hod:
- G = 1000/3600 = 0,28 m3/s
- v = 4 m/s
- S = 0,28 / 4 = 0,07 m2
- V případě kruhového potrubí by jeho průměr byl D = kořen (4·S/ π) ≈ 0,3 m = 300 mm. Nejbližší standardní průměr potrubí je 315 mm.
V případě pravoúhlého potrubí je nutné zvolit A a B tak, aby jejich součin byl přibližně 0,07. Doporučuje se, aby se A a B od sebe nelišily více než třikrát, to znamená, že vzduchové potrubí 700×100 není nejlepší volbou. Lepší možnosti: 300×250, 350×200.
Ekvivalentní průměr potrubí
Při porovnání kulatých a obdélníkových potrubí různých průřezů z aerodynamického hlediska se uchýlí ke konceptu ekvivalentního průměru potrubí. S jeho pomocí můžete určit, která ze dvou možností průřezu je výhodnější.
Jaký je ekvivalentní průměr potrubí
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí je průměr pomyslného kruhového potrubí, ve kterém by se ztráta tlaku v důsledku tření rovnala ztrátě tlaku v důsledku tření v původním obdélníkovém potrubí, pokud by obě potrubí byla stejně dlouhá.
V knihách a učebnicích V. N. Bogoslovského se takový průměr nazývá „Průměrový ekvivalent v rychlosti“, v literatuře P. N. Kameneva – „Průměr stejné velikosti, pokud jde o ztráty třením“.
Výpočet ekvivalentního průměru vzduchovodů
Ekvivalentní průměr pravoúhlého potrubí vypočítá se podle vzorce:
- Dekv = 2·A·B / (A+B), kde A a B jsou šířka a výška pravoúhlého potrubí.
Například ekvivalentní průměr potrubí 500×300 je 2·500·300 / (500+300) = 375 mm. To znamená, že kulatý kanál 375 mm bude mít stejný aerodynamický odpor jako obdélníkový kanál 500 x 300 mm.
Ekvivalentní průměr čtvercového potrubí rovná straně čtverce:
- Dekv = 2 A A / (A + A) = A.
A tato skutečnost je velmi zajímavá, protože obvykle čím větší je plocha průřezu vzduchového potrubí, tím nižší je jeho odpor. Nicméně kulatý tvar sekce vzduchovodu má nejlepší aerodynamický výkon. To je důvod, proč je odpor čtvercového a kruhového potrubí stejný, ačkoli plocha průřezu čtvercového potrubí je o 27 % větší než plocha průřezu kruhového potrubí.
Obecně vzorec pro ekvivalentní průměr potrubí je následující:
- Dekv = 4·S / P, kde S a P jsou plocha a obvod vzduchovodu.
Pomocí tohoto vzorce můžete potvrdit správnost výše uvedených vzorců pro obdélníkové a čtvercové potrubí a také se ujistit, že ekvivalentní průměr kruhového potrubí rovný průměru tohoto potrubí:
- Dkolo = 4·π·R2/2·π·R = 2R = D.
Navíc může pomoci při výpočtu tabulka ekvivalentních průměrů vzduchovodů
Příklad výpočtu ekvivalentního průměru vzduchovodů a některé závěry
Jako příklad určíme ekvivalentní průměr potrubí 600×300:
Deq_600_300 = 2 600 300 / (600 + 300) = 400 mm.
Zajímavostí je, že plocha průřezu kulatého vzduchovodu o průměru 400 mm je 0,126 m2 a plocha průřezu vzduchovodu 600×300 je 0,18 m2, což je 42 % více. Spotřeba oceli na 1 metr kruhového vzduchovodu o průřezu 400 mm je 1,25 m2 a na 1 metr vzduchovodu o průřezu 600×300 – 1,8 m2, což je o 44 % více.
Jakékoli obdélníkové vzduchové potrubí podobné kulatému je tedy výrazně horší než v kompaktnosti a ve spotřebě kovu.
Uvažujme další příklad – určeme ekvivalentní průměr vzduchovodu 500×100 mm:
Deq_500_100 = 2 500 100 / (500 + 100) = 167 mm.
Rozdíl v ploše průřezu a spotřebě kovu zde dosahuje 2,5násobku. Vzorec ekvivalentního průměru pro obdélníkové potrubí tedy vysvětluje skutečnost, že čím „zploštělejší“ je potrubí (čím větší je rozdíl mezi hodnotami A a B), tím méně účinný je tento kanál z aerodynamického hlediska. .
I proto se ve vzduchotechnické technice nedoporučuje používat vzduchovody, v jejichž průřezu je jedna strana více než třikrát větší než druhá.
Ventilační systémy jsou často víceúrovňové nebo rozvětvené sítě okruhů, spojovacích prvků, adaptérů a dalších zařízení. Aby komunikace efektivně zvládala zadané úkoly po dlouhou dobu, je nutné správně vypočítat plochu vzduchových kanálů. Podívejme se podrobně na to, jak lze provádět výpočty pomocí různých vzorců. Pojďme se krátce podívat na další metody, které jsou relevantní pro vývoj složitých projektů.
Důležitost správné definice sekce
Ventilační systém je reprezentován sítí kanálů jednoho nebo druhého průřezu, kterými proudí vzduch. Dále lze instalovat různé adaptéry, uzavírací ventily, filtry a zařízení pro nucenou cirkulaci vzduchu. Ale první jsou základním základem, protože výběr komponent závisí na:
- objem procházejícího toku za určité časové období;
- účinnost obnovy vzduchu v obsluhovaných prostorách;
- těsnost celé konstrukce;
- hladina hluku při proudění vzduchových hmot v provozním režimu sítě;
- stupeň energetické náročnosti zařízení zabudovaných v obvodech.
Inženýrské výpočty oblasti vzduchovodů a armatur jsou ovlivněny několika důležitými body:
- Typ objektu. Výběr komponent musí být proveden s ohledem na počet obsluhovaných prostor a hygienické požadavky na konkrétní prostory. Například kancelář a kuchyně vyžadují různé objemy čerstvého vzduchu za stejnou dobu. Pozornost je věnována i rozloze či kubaturě objektu, stálému počtu lidí, kteří v objektu bydlí nebo jsou. Zde je podle standardů SanPiN zvykem počítat s 60 kubíky na osobu. Pro přechodný pobyt – 20 metrů krychlových.
- Podmínky pro instalaci. V průřezu mohou být kanály připravené k instalaci kulaté, oválné, čtvercové a obdélníkové. Některé nemovitosti mají nízké stropy a potřebují ploché vzduchovody, jiné se mohou spolehnout na design. Druhá možnost zahrnuje použití libovolných vzorků, včetně kombinace.
- Materiál potrubí. Na základě jejich designu můžete na obchodních podlahách najít ocel (v různých úpravách), hliník (ve formě pružného zvlnění), plast s různou tvrdostí a látkové ventilační kanály. Zde je kritérium uvažováno z hlediska třecích sil, odporu mezi stěnami a vzduchové hmoty. Rozdíly jsou také ve vzhledu a hladinách hluku během provozu systému.
Při výpočtu průřezu vzduchových potrubí je důležité vzít v úvahu všechny nuance. Jakákoli chyba může vést k nefunkčnosti systému jako celku a ke snížení účinnosti větrání. To znamená, že v konkrétní místnosti dojde k úplnému vyčištění vzduchu a zvýší se úroveň vlhkosti. Ten často vede k tvorbě oblastí postižených plísněmi, houbami a bakteriemi.
Provádění potřebných výpočtů
Ve fázi návrhu se provádějí technické výpočty oblasti vzduchovodů jak pro samostatnou místnost, tak pro celé obsluhované zařízení jako celek. Pro výpočty se používají speciální programy, kalkulačky a hotové vzorce. V každém případě jsou výsledky maximálně zredukovány na zajištění stejné rychlosti proudění vzduchu v každém z kanálů.
Designové body
Před výpočtem plochy vzduchového potrubí obdélníkového nebo jiného průřezu musíte vyvinout uspořádání ventilačních potrubí pro celé zařízení. Na výkrese jsou uvedeny délky přímek, uzlů s otočnými spoji a adaptérů mezi sekcemi s různými sekcemi. Například v oblasti ventilátorů velikost okruhu překračuje parametry ve vzdálených kanálech a ve větvích z hlavní trasy.
Dále jsou provedeny výpočty, které určí, zda výměna vzduchu pro konkrétní zařízení splňuje hygienické a hygienické požadavky. Na základě výsledků je stanovena požadovaná intenzita pohybu vzdušných hmot ventilačním systémem. Poté je jasné, zda budou zapotřebí další zařízení k zajištění nucené cirkulace vzduchu a ve kterých oblastech je nutné instalovat zařízení té či oné kapacity. Po vyřešení konstrukčních problémů můžete začít vypočítat optimální plochu systému a průřez kanálů v každé jednotlivé sekci.
Stanovení plochy pomocí vzorců
Tento přístup k výpočtu vzduchovodů je relevantní pouze pro návrh malých systémů. Patří sem téměř všechny budovy, které jsou typické pro soukromý sektor. Může to být garáž nebo kovárna, venkovský dům nebo dvoupatrová chata. Podívejme se blíže na vzorce pro jednotlivé typy použitých prvků.
Kvadratura ventilačních kanálů a tvarových výrobků je určena následujícím vzorcem: S = (L* 2,778) / V. Zde symboly znamenají:
- S – plocha průřezu výrobku;
- L – hmotnostní průtok vzduchu za určitou dobu (mXNUMX/hod), který proudí uvnitř ventilačního systému;
- V – rychlost proudění vzduchu v určitém úseku sítě v m/sec.
Pod 2,778 rozumíme koeficient, který nám umožňuje koordinovat vypočtené hodiny a sekundy, metry použité ve vzorci a výsledný výsledek požadované plochy v metrech čtverečních. viz Existuje také alternativní výpočet: S = L / k × V, zde k (koeficient shody) bude roven 3600.
Pro výpočet ventilačních kanálů s konkrétním průřezem se používají následující vzorce:
Kulatý ventilační kanál: S = (π × D²) / 400, zde D je průměr obrysu.
Čtvercové nebo obdélníkové vzorky. Pro výpočty budete potřebovat výšku a šířku: S = (a + b) / 100.
Pro oválné se používá vzorec, kde bude potřeba větší a menší průměr produktu: S = (π × d1 ×d2) / 4.
Aby se ušetřily peníze, výběr ventilačních kanálů se často provádí ve prospěch vzorků s malým průřezem. V tomto případě se však zvyšuje pravděpodobnost zrychlení proudění vzduchu a zvýšení hladiny hluku, vibrací, tlakových ztrát a zvýšených nákladů na energii. Proto by bylo správné zaměřit se na doporučené parametry. Například za optimální rychlost pro komfortní hlukový efekt pro domácí podmínky se považuje 3,5-5 nebo 3-4 m/s.
Kromě průtoku vzduchových hmot a průřezové plochy vzduchového potrubí se vypočítává také rychlost výměny vzduchu (měřeno za hodinu). To se týká optimálního objemu čistého vzduchu, který je potřeba k vyvětrání metru krychlového místnosti po dobu jedné hodiny. Data můžete získat z hotových tabulek se zaokrouhlenými hodnotami nebo je vypočítat pomocí vzorce: N=V/W. Zde se čerstvý vzduch vstupující do místnosti (v metrech krychlových/hod.) dělí celkovým objemem obsluhované místnosti (v metrech krychlových).
Tabulka ukazuje doporučené kurzy výměny vzduchu pro různé typy místností v soukromém domě.
| Typ pokoje | Vzduchový kurz |
| Pokoj | 3-6 |
| ložnice | 2-4 |
| kuchyně | 10-15 |
| jídelna | 5-7 |
| koupelna | 6-8 |
| Sprcha | 10-20 |
| WC | 6-10 |
| Spíž | 3-8 |
| Suterén | 8-12 |
Podívejme se na příklad – kolik vzduchu je potřeba k obsluze jednoho z prostor. Takže pro ložnici o rozloze 16 metrů čtverečních je v průměru zapotřebí asi 50 metrů krychlových čisté hmoty za hodinu. Pro suterén je na základě doporučení na 40 m320 nutné zajistit dodávku minimálně XNUMX mXNUMX/hod.
Po určení požadovaného množství čistého vzduchu za hodinu můžete vypočítat plochu průřezu vzduchového potrubí v mXNUMX. K tomu budete potřebovat vzorec: S = L / 3600 / V.
To znamená, že pro ložnici budete potřebovat obvod o průřezu 50/3600/4 = 0,003472 m35 nebo asi 220 cmXNUMX. Pro suterén bude stejný parametr při rychlosti proudění vzduchu minimálně XNUMX cmXNUMX.
Níže je uvedena souhrnná tabulka hodnot průtoku vzduchu v metrech krychlových při daném průtoku v m/s. s přihlédnutím k fyzikálním parametrům kruhového, obdélníkového nebo čtvercového průřezu ventilačního potrubí.
| velikost | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Průměr kruhového kanálu (v mm) | ||||||||
| 100 | 28,3 | 56,5 | 84,8 | 113 | 141 | 170 | 198 | 226 |
| 125 | 44,2 | 88,3 | 132 | 177 | 221 | 265 | 309 | 353 |
| 140 | 55,4 | 111 | 166 | 222 | 277 | 332 | 388 | 443 |
| 160 | 72,3 | 145 | 217 | 289 | 362 | 434 | 506 | 579 |
| 180 | 91,6 | 183 | 275 | 366 | 458 | 549 | 641 | 732 |
| 200 | 113 | 226 | 339 | 452 | 565 | 678 | 791 | 904 |
| 225 | 143 | 286 | 429 | 572 | 715 | 858 | 1001 | 1145 |
| 250 | 177 | 353 | 530 | 707 | 883 | 1060 | 1236 | 1413 |
| 280 | 222 | 443 | 665 | 886 | 1108 | 1329 | 1551 | 1772 |
| 315 | 280 | 561 | 841 | 1122 | 1402 | 1682 | 1963 | 2243 |
| 355 | 356 | 712 | 1068 | 1425 | 1781 | 2137 | 3165 | 3617 |
| 400 | 452 | 904 | 1356 | 1809 | 2261 | 2713 | 3165 | 3617 |
| 450 | 572 | 1145 | 1717 | 2289 | 2861 | 3434 | 4006 | 4578 |
| 500 | 707 | 1413 | 2120 | 2826 | 3533 | 4239 | 5946 | 5652 |
| Šířka a výška obdélníkového kanálu (v mm) | ||||||||
| 100*150 | 54 | 108 | 162 | 216 | 270 | 324 | 378 | 432 |
| 100*200 | 72 | 144 | 216 | 288 | 360 | 432 | 504 | 576 |
| 150*200 | 108 | 216 | 324 | 432 | 540 | 648 | 756 | 864 |
| 150*250 | 135 | 270 | 405 | 540 | 675 | 810 | 945 | 1080 |
| 200*250 | 180 | 360 | 540 | 720 | 900 | 1080 | 1260 | 1440 |
| 200*300 | 216 | 432 | 648 | 864 | 1080 | 1296 | 1512 | 1728 |
| 250*300 | 270 | 540 | 810 | 1080 | 1350 | 1620 | 1890 | 2160 |
| 200*400 | 288 | 576 | 864 | 1152 | 1140 | 1728 | 2016 | 2304 |
| 250*400 | 360 | 720 | 1080 | 1440 | 1800 | 2160 | 2520 | 2880 |
| 300*400 | 432 | 864 | 1296 | 1728 | 2160 | 2592 | 3024 | 3456 |
| 250*500 | 450 | 900 | 1360 | 1800 | 2250 | 2700 | 3150 | 3600 |
| 300*500 | 540 | 1080 | 1620 | 2160 | 2700 | 3240 | 3780 | 4320 |
| Strana čtvercového kanálu (v mm) | ||||||||
| 150 | 81 | 162 | 243 | 324 | 405 | 468 | 567 | 648 |
| 200 | 166 | 288 | 432 | 576 | 720 | 864 | 1008 | 1152 |
| 250 | 225 | 450 | 675 | 900 | 1125 | 1350 | 1575 | 1800 |
| 300 | 324 | 648 | 972 | 1296 | 1620 | 1944 | 2268 | 2592 |
V následující tabulce jsou uvedeny příklady rozměrů průřezu kruhových a obdélníkových vzduchotechnických potrubí za podmínek průtoku vzduchu 1000 metrů krychlových za hodinu a maximální rychlosti proudění 4 m/s. Rovněž jsou uvedeny indikátory skutečného rychlostního limitu, tlakové ztráty na lineární metr během provozu systému a jsou navrženy alternativní průměry ke čtyřúhelníkovým obrysům.
| Řez (v mm) | Rychlost (v m/s) | Ztráty (v Pa/m) | Alternativní (v mm) |
| kulaté potrubí | |||
| 315 | 3,6 | 0,5 | 315 |
| Obdélníkové potrubí | |||
| 300*250 | 3,7 | 0,9 | 273 |
| 350*200 | 4 | 1,3 | 255 |
| 400*200 | 3,5 | 1,1 | 267 |
| 500*150 | 3,7 | 2,1 | 231 |
V případě potřeby můžete vypočítat ekvivalentní průměr potrubí na obdélníkový nebo čtvercový analog. Existuje na to vzorec: D = 2 × a × b / (a+b).
Například pro obvod o průřezu 500 x 300 mm je vhodný průměr 375 mm a ventilační potrubí 300 x 300 mm lze nahradit hliníkovou vlnou s podobným průměrem 300 mm.
Popis videa
Toto video popisuje ekvivalentní průměr potrubí:
Přehled dalších technik
V průvodní dokumentaci nebo ve specializované regulační literatuře naleznete grafické negramy. Existuje několik os, na kterých je vyznačena stupnice pro tlak, rychlost, výměnu vzduchu a průřez ventilačního potrubí. Když znáte první indikátory, můžete je porovnat a na křižovatce zvážit požadovanou možnost pro velikost obrysu. Hodnota bude přibližná, ale lze ji vést s ohledem na minimální hladinu hluku.
Inženýři a konstruktéři používají speciální programy pro výpočet kvadratury vzduchového potrubí. Existují těžkopádné tabulky, které berou v úvahu maximální počet nuancí. Souvisí jak s typem sestavy zvolené pro instalaci ventilačního systému, tak s charakteristikami obsluhované místnosti nebo zařízení jako celku.
Alternativou ke specializovaným programům je online kalkulačka. Tento přístup umožňuje určit požadované standardní velikosti ventilačních kanálů a tvarových výrobků s přibližnou přesností. Ale s přihlédnutím ke standardizovaným parametrům nabízeného sortimentu na obchodních platformách lze tyto výsledky aplikovat na vypracování projektu pro soukromý sektor.
Popis videa
Vysokoškolský učitel v tomto videu demonstruje proces výběru průřezu vzduchovodu pomocí speciálního programu:
Nejdůležitější znaky
Před montáží je třeba správně vypočítat ventilační systém, aby se zabránilo tvorbě kondenzátu a zajistil plný přívod čerstvého vzduchu do prostor.
Pro výpočet průřezové plochy vzduchovodů a armatur můžete použít hotové vzorce, tabulky, speciální programy, diagramy nebo online kalkulačky.
Abyste dosáhli požadovaného výsledku, musíte znát plochu místnosti, minimální kubickou kapacitu čerstvého vzduchu za hodinu, s přihlédnutím k počtu osob trvale nebo dočasně v prostorách a rychlosti proudění vzduchu. hmota podél vrstevnic.
V praxi bylo ověřeno, že v kulatých kanálech s velkým průměrem proudí vzduch s menší tlakovou ztrátou a je tišší, v úzkých a čtyřúhelníkových kanálech proudí hmota rychleji a hlučněji.
Odborníci často nahrazují stávající obdélníkové vzduchovody za kulaté s ekvivalentním průměrem.
