Kuidas määrata ventilaatori rõhku: rõhu mõõtmise ja arvutamise viisid ventilatsioonisüsteemis

Kui Teie pöörate kodu mugavusele piisavalt tähelepanu, siis nõustute ilmselt, et õhu kvaliteet peaks olema üks esimesi kohti. Värske õhk on kasulik tervisele ja mõtlemisele. Hästi lõhnavasse tuppa pole häbi külalisi kutsuda. Iga ruumi tuulutada kümme korda päevas – pole kerge tegevus, kas pole?

Palju sõltub ventilaatori valikust ja eelkõige selle rõhust. Kuid enne ventilaatori rõhu määramist tuleb tutvuda mõningate füüsikaliste parameetritega. Lugege nende kohta meie artiklist.

Tänu meie materjalile õpite tundma valemeid, saate teada rõhu liigid ventilatsioonisüsteemis. Oleme toonud Teie jaoks teavet ventilaatori täisrõhu ja kahe viisi kohta, kuidas seda mõõta. Lõpuks saate ise kõiki parameetreid mõõta.

Rõhk ventilatsioonisüsteemis

Et ventilatsioon oleks tõhus, tuleb ventilaatori rõhk õigesti valida. Rõhu iseseisvaks mõõtmiseks on kaks võimalust. Esimene viis on otsene, mille puhul mõõdetakse rõhku erinevates kohtades. Teine võimalus on arvutada 2 rõhu liiki 3-st ja saada nende abil tundmatu suurus.

Rõhk (ka – surve) on staatiline, dünaamiline (kiiruslik) ja täielik. Viimase näitaja järgi eristatakse kolme ventilaatorite kategooriat.

Esimesse kuuluvad seadmed rõhuga < 1 kPa, teise — 1–3 kPa ja rohkem, kolmandasse — üle 3–12 kPa ja kõrgem. Elamutes kasutatakse esimese ja teise kategooria seadmeid.

Aksiaalventilaatorite aerodünaamiline karakteristik graafikul: Pv — täisrõhk, N — võimsus, Q — õhuvooluhulk, ƞ — kasutegur, u — kiirus, n — pöörlemissagedus

Ventilaatori tehnilises dokumentatsioonis märgitakse tavaliselt aerodünaamilised näitajad, sealhulgas täis- ja staatiline rõhk teatud tootlikkuse juures. Praktikas ei lange «tehase» ja tegelikud parameetrid sageli kokku ning see on seotud ventilatsioonisüsteemide konstruktsiooniliste iseärasustega.

On olemas rahvusvahelised ja riiklikud standardid, mis on suunatud mõõtmiste täpsuse suurendamisele laboritingimustes.

Venemaal kasutatakse tavaliselt meetodeid A ja C, mille puhul määratakse õhurõhk ventilaatori järel kaudselt, lähtudes kindlaksmääratud tootlikkusest. Erinevates meetodites arvatakse väljapindala hulka või ei arvata tööratta rummu.

Valemid ventilaatori rõhu arvutamiseks

Rõhk kujutab endast mõjuvate jõudude ja nende suunatud pindala suhet. Ventilatsioonikanali puhul on tegemist õhu ja ristlõikega.

Vool kanalis jaotub ebaühtlaselt ega läbi ristlõike suhtes täisnurga all. Ühe mõõtmisega täpset rõhku teada ei saa, tuleb otsida keskmist väärtust mitmest punktist. Seda tuleb teha nii ventilaatori sisse- kui ka väljalaskeava jaoks.

Aksiaalventilaatoreid kasutatakse eraldi ja õhukanalites, need töötavad tõhusalt seal, kus on vaja suuri õhumasse suhteliselt madala rõhu all üle kanda.

Ventilaatori kogurõhk määratakse valemiga Pp = Pp (välj.) – Pp (sis.), kus:

• Pp (välj.) — kogurõhk seadme väljundis;
• Pp (sis.) — kogurõhk seadme sisendis.

Ventilaatori staatilise rõhu valem erineb veidi.

See kirjutatakse kujul Pst = Pst (välj.) – Pp (sis.), kus:

• Pst (välj.) — staatiline rõhk seadme väljundis;
• Pp (sis.) — kogurõhk seadme sisendis.

Staatiline rõhk ei kajasta süsteemile edastamiseks vajalikku energiahulka, vaid on lisaparameetriks, mille järgi saab teada kogurõhu. Viimane näitaja on peamine kriteerium ventilaatori valimisel: nii kodu- kui ka tööstusliku ventilaatori puhul. Kogurõhu vähenemine näitab energiakadu süsteemis.

Staatiline rõhk ventilatsioonikanalis endas saadakse staatilise rõhu erinevusest ventilatsiooni sisse- ja väljalaske vahel: Pst = Pst 0 – Pst 1. See on teisejärguline parameeter.

Projekteerijad esitavad parameetrid arvestades väikest ummistust või ilma selleta: pildil on näidatud sama ventilaatori staatilise rõhu mittevastavus erinevates ventilatsioonivõrkudes.

Ventilatsiooniseadme õige valik hõlmab järgmisi nüansse:

• õhuvooluhulga arvutamine süsteemis (m³/s);
• seadme valik sellise arvutuse põhjal;
• kiiruse määramine väljundis vastavalt valitud ventilaatorile (m/s);
• seadme Pp arvutamine;
• staatilise ja dünaamilise rõhu mõõtmine võrdlemiseks kogurõhuga.

Rõhu mõõtmiskoha arvutamiseks lähtutakse õhukanali hüdraulilisest diameetrist. See määratakse valemiga: D = 4F / P. F on toru ristlõike pindala ja P on selle ümbermõõt. Kaugus mõõtmiskoha määramiseks sisse- ja väljalaske juures mõõdetakse D kogustes.

Kuidas arvutada rõhku ventilatsioonis?

Kogurõhku mõõdetakse sisselaskeava juures ventilatsioonikanali ristlõikes, mis asub kahe ventilatsioonikanali hüdraulilise läbimõõdu kaugusel (2D). Ideaalselt peaks enne mõõtmiskohta olema sirge ventilatsioonikanali lõik pikkusega vähemalt 4D ja häirimatu vooluga.

Praktikas esinevad ülalkirjeldatud tingimused harva, ja siis paigaldatakse vajaliku koha ette honeikomb, mis sirgendab õhuvoolu.

Seejärel sisestatakse ventilatsioonisüsteemi kogurõhu vastuvõtja: mitmesse ristlõike punkti üksteise järel – minimaalselt 3. Saadud väärtuste põhjal arvutatakse keskmine tulemus. Vabasisendiga ventilaatorite korral vastab Pp sisend ümbritseva keskkonna rõhule, ning ülerõhk on sellisel juhul võrdne nulliga.

Kogurõhuvastuvõtja skeem: 1 — vastuvõtutoru, 2 — rõhumuundur, 3 — pidurduskamber, 4 — hoidik, 5 — rõngaskanal, 6 — eesserv, 7 — sissevooluvõre, 8 — normalisaator, 9 — väljundsignaaliregistraator, α — nurk tippudes, h — soonte sügavus

Kui mõõdetakse tugevat õhuvoolu, siis rõhu järgi tuleb määrata kiirus ja seejärel võrrelda seda ristlõike suurusega. Mida suurem on kiirus pinnaühiku kohta ja mida suurem on samal ajal pindala ise, seda tootlikum on ventilaator.

Kogurõhk väljundis on keeruline mõiste. Väljuv vool on ebaühtlase struktuuriga, mis sõltub ka töörežiimist ja seadme tüübist. Väljuval õhul on tagasivooluga tsoonid, mis muudab rõhu ja kiiruse arvutamise keerulisemaks.

Seaduspärasust sellise liikumise ilmnemise ajaks ei ole võimalik kindlaks teha. Voolu ebaühtlus ulatub 7–10 D-ni, kuid näitajat saab vähendada sirgendusvõredega.

Prandtli toru on Pitot toru täiustatud versioon: vastuvõtjaid toodetakse kahes variandis – kiirustele alla ja üle 5 m/s

Mõnikord on ventilatsiooniseadme väljalaskeava juures pöördpõlv või eraldusdifuusor. Sellisel juhul on vool veelgi ebahomogeensem.

Rõhku mõõdetakse seejärel järgmisel meetodil:

1. Ventilaatori taga valitakse esimene lõik ja skaneeritakse seda sondiga. Mitmes punktis mõõdetakse keskmine kogurõhk ja tootlikkus. Viimast võrreldakse seejärel sisselasketootlikkusega.
2. Järgmisena valitakse täiendav ristlõige — ventilatsiooniseadmest väljumise järel lähimal sirgel lõigul. Sellise fragmendi algusest mõõdetakse 4–6 D, kui lõigu pikkus on väiksem, valitakse ristlõige kõige kaugemas punktis. Seejärel võetakse sond ja määratakse tootlikkus ning keskmine täissurve.

Keskmisest kogurõhust lisalõikel lahutatakse arvutuslikud kaod ventilaatori järgsel lõigul. Saadakse kogurõhk väljalaskeava juures.

Seejärel võrreldakse jõudlust sisselaskeava juures, samuti esimesel ja täiendaval ristlõikel väljalaskeava juures. Õigeks tuleb lugeda sisselaskeava indikaator ja üks väljalaskeava omadest – see, mis on väärtuselt lähedasem.

Vajaliku pikkusega sirglõiku ei pruugi olla. Siis valitakse ristlõige, mis jagab mõõdetava ala osadeks suhtega 3:1. Ventilaatorile lähemal peaks olema nendest osadest suurem. Mõõtmisi ei tohi teha diafragmades, siibrites, kõrvalekalletes ega teistes õhuhäiringutega ühendustes.

Rõhuerinevusi saab registreerida rõhumõõturite, tõmbejõumõõturitega vastavalt GOST 2405-88 ja diferentsiaalmanomeetritega vastavalt GOST 18140-84, täpsusklassiga 0,5–1,0.

Katusventilaatorite puhul mõõdetakse Pp ainult sisselaske juures, väljalaske juures määratakse staatiline rõhk. Kiirusvool pärast ventileerimisseadet kaob peaaegu täielikult.

Soovitame lugeda ka meie materjali ventilatsioonitorude valimise kohta.

Rõhu arvutamise eripärad

Rõhu mõõtmine õhukeskkonnas on keeruline selle kiiresti muutuvate parameetrite tõttu. Manomeetrid tuleks osta elektrilised, millel on ajaühikus saadud tulemuste keskmistamise funktsioon. Kui rõhk hüppab järsult (pulseerib), tulevad kasuks summutid, mis siluvad kõikumisi.

Tuleb meeles pidada järgmisi seaduspärasusi:

• kogurõhk on staatilise ja dünaamilise rõhu summa;
• ventilaatori kogurõhk peab võrduma rõhukadudega ventilatsioonivõrgus.

Staatilise rõhu mõõtmine väljalaske juures pole keeruline. Selleks kasutatakse staatilise rõhu toru: üks ots ühendatakse diferentsiaalmanomeetriga, teine suunatakse ventilaatori väljalaske ristlõikesse. Staatilise rõhu järgi arvutatakse voolukiirus ventileerimisseadme väljalaske juures.

Dünaamilist rõhku mõõdetakse samuti diferentsiaalmanomeetriga. Selle ühendustele ühendatakse Pitot'-Prandtli torud. Ühe kontaktiga – kogurõhu toru, teisega – staatilise rõhu toru. Saadud tulemus võrdub dünaamilise rõhuga.

Rõhukadude tundmaõppimiseks õhukanalis saab jälgida voolu dünaamikat: niipea kui õhu liikumiskiirus kasvab, suureneb ventilatsioonivõrgu takistus. Rõhk kaob selle takistuse tõttu.

Anemomeetrid ja termoanemomeetrid mõõdavad voolukiirust õhukanalis väärtustel kuni 5 m/s või rohkem, anemomeeter tuleb valida vastavalt GOST 6376–74.

Ventilaatori kiiruse kasvades staatiline rõhk langeb, dünaamiline rõhk aga kasvab proportsionaalselt õhuvoolu suurenemise ruuduga. Kogurõhk ei muutu.

Õigesti valitud seadmega muutub dünaamiline rõhk otseses proportsioonis vooluhulga ruuduga, staatiline rõhk aga pöördvõrdeliselt. Sellisel juhul kasutatava õhu hulk ja elektrimootori koormus, kui need kasvavad, siis mitte oluliselt.

Mõned nõuded elektrimootorile:

• väike käivitusmoment – kuna võimsustarve muutub vastavalt pöörete arvu kuubile;
• suur varu;
• Töötamine maksimaalse võimsusega suurema kokkuhoiu saavutamiseks.

Ventilaatori võimsus sõltub kogurõhust, samuti kasutegurist ja õhuvoolust. Kaks viimast näitajat korreleeruvad ventilatsioonisüsteemi läbilaskevõimega.

Selle projekteerimise etapis tuleb seada prioriteedid. Arvestada kuludega, ruumide kasuliku mahu kao ja müratasemega.

Järeldused ja kasulik video teemal

Füüsikaliste näitajate ülevaade, mida mõõtmiste jaoks vajatakse:

Rõhu roll ventilatsioonivõrgus:

Ventilaator on labadega rattast koosnev lihtne konstruktsioon. Samal ajal on see ventilatsioonisüsteemi põhiosa. Mehaaniline seade mõjutab õhukanalis olevat rõhku ja määrab ventilatsiooni efektiivsuse.

Kui Te soovite ventilaatori rõhku arvutada, tutvuge selliste suurustega nagu kiirus, õhuvool, võimsus. Te saate mõõtmiste olemusest paremini aru. Peamist näitajat, kogurõhku, mõõtke meie kirjeldatud skeemide järgi.

Kui Teil on küsimusi, esitage need artikli all olevas vormis. Kirjutage kommentaare ja jagage väärtuslikke teadmisi teiste lugejatega. Võib-olla on Teil kogemusi ventilatsioonisüsteemide projekteerimisel – see võib olla kellelegi konkreetses olukorras kasulik.