Πώς να προσδιορίσετε την πίεση του ανεμιστήρα: τρόποι μέτρησης και υπολογισμού της πίεσης στο σύστημα εξαερισμού

Αν δίνετε αρκετή προσοχή στην άνεση στο σπίτι, τότε πιθανότατα συμφωνείτε ότι η ποιότητα του αέρα πρέπει να είναι μία από τις πρώτες προτεραιότητες. Ο φρέσκος αέρας είναι ωφέλιμος για την υγεία και τη σκέψη. Σε ένα δωμάτιο με ωραία μυρωδιά δεν ντρέπεστε να προσκαλέσετε επισκέπτες. Το να αερίζετε κάθε χώρο δέκα φορές την ημέρα δεν είναι εύκολη υπόθεση, έτσι δεν είναι;

Πολλά εξαρτώνται από την επιλογή του ανεμιστήρα και κυρίως από την πίεσή του. Αλλά πριν προσδιορίσετε την πίεση του ανεμιστήρα, πρέπει να εξοικειωθείτε με ορισμένες φυσικές παραμέτρους. Διαβάστε για αυτές στο άρθρο μας.

Χάρη στο υλικό μας θα μάθετε τους τύπους, θα γνωρίσετε τα είδη πίεσης στο σύστημα εξαερισμού. Σας παρουσιάσαμε πληροφορίες για την ολική πίεση του ανεμιστήρα και δύο τρόπους με τους οποίους μπορεί να μετρηθεί. Τελικά, θα μπορέσετε να μετρήσετε μόνοι σας όλες τις παραμέτρους.

Πίεση στο σύστημα εξαερισμού

Για να είναι αποτελεσματικός ο εξαερισμός, πρέπει να επιλέξετε σωστά την πίεση του ανεμιστήρα. Υπάρχουν δύο επιλογές για ανεξάρτητη μέτρηση της πίεσης. Ο πρώτος τρόπος είναι άμεσος, όπου μετράται η πίεση σε διαφορετικά σημεία. Η δεύτερη επιλογή είναι να υπολογίσετε 2 είδη πίεσης από τα 3 και να λάβετε την άγνωστη τιμή από αυτά.

Η πίεση (επίσης — πίεση) μπορεί να είναι στατική, δυναμική (ταχύτητας) και ολική. Με βάση την τελευταία παράμετρο διακρίνονται τρεις κατηγορίες ανεμιστήρων.

Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν συσκευές με πίεση < 1 kPa, στη δεύτερη — 1—3 kPa και περισσότερο, στην τρίτη — άνω των 3—12 kPa και πάνω. Σε κατοικίες χρησιμοποιούνται συσκευές πρώτης και δεύτερης κατηγορίας.

Αεροδυναμικό χαρακτηριστικό αξονικών ανεμιστήρων στο διάγραμμα: Pv — ολική πίεση, N — ισχύς, Q — παροχή αέρα, ƞ — βαθμός απόδοσης, u — ταχύτητα, n — συχνότητα περιστροφής

Στην τεχνική τεκμηρίωση του ανεμιστήρα συνήθως αναφέρονται αεροδυναμικά δεδομένα, συμπεριλαμβανομένης της ολικής και στατικής πίεσης σε συγκεκριμένη απόδοση. Στην πράξη, οι «εργοστασιακές» και οι πραγματικές παράμετροι συχνά δεν συμπίπτουν, και αυτό οφείλεται στα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των συστημάτων εξαερισμού.

Υπάρχουν διεθνή και κρατικά πρότυπα, που αποσκοπούν στην αύξηση της ακρίβειας των μετρήσεων σε εργαστηριακές συνθήκες.

Στη Ρωσία συνήθως εφαρμόζονται οι μέθοδοι A και C, κατά τις οποίες η πίεση του αέρα μετά τον ανεμιστήρα προσδιορίζεται έμμεσα, βάσει της καθορισμένης απόδοσης. Σε διαφορετικές μεθοδολογίες, στην περιοχή εξόδου συμπεριλαμβάνεται ή όχι ο δακτύλιος της πτερωτής.

Τύποι για τον υπολογισμό της πίεσης του ανεμιστήρα

Η πίεση αντιπροσωπεύει την αναλογία των δρώντων δυνάμεων και της επιφάνειας στην οποία κατευθύνονται. Στην περίπτωση του αγωγού εξαερισμού, πρόκειται για τον αέρα και τη διατομή.

Η ροή στον αγωγό κατανέμεται ανομοιόμορφα και δεν διέρχεται σε ορθή γωνία ως προς την εγκάρσια τομή. Δεν θα είναι δυνατό να μάθουμε την ακριβή πίεση από μία μόνο μέτρηση, θα πρέπει να αναζητήσουμε τη μέση τιμή από πολλά σημεία. Αυτό πρέπει να γίνει τόσο για την είσοδο όσο και για την έξοδο από τη συσκευή εξαερισμού.

Οι αξονικοί ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται ξεχωριστά και σε αεραγωγούς, λειτουργούν αποτελεσματικά εκεί όπου χρειάζεται να μεταφέρονται μεγάλες μάζες αέρα σε σχετικά χαμηλή πίεση.

Η ολική πίεση του ανεμιστήρα προσδιορίζεται από τον τύπο Pολ = Pολ (εξ.) – Pολ (εισ.), όπου:

• Pολ (εξ.) — ολική πίεση στην έξοδο της συσκευής·
• Pολ (εισ.) — ολική πίεση στην είσοδο της συσκευής.

Για τη στατική πίεση του ανεμιστήρα, ο τύπος διαφέρει ελάχιστα.

Γράφεται ως Pστ = Pστ (εξ.) – Pολ (εισ.), όπου:

• Pστ (εξ.) — στατική πίεση στην έξοδο της συσκευής·
• Pολ (εισ.) — ολική πίεση στην είσοδο της συσκευής.

Η στατική πίεση δεν απεικονίζει την απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας για τη μεταφορά της στο σύστημα, αλλά χρησιμεύει ως πρόσθετη παράμετρος από την οποία μπορεί να προσδιοριστεί η ολική πίεση. Ο τελευταίος δείκτης είναι το κύριο κριτήριο για την επιλογή ανεμιστήρα, τόσο οικιακού όσο και βιομηχανικού. Η μείωση της ολικής πίεσης απεικονίζει την απώλεια ενέργειας στο σύστημα.

Η στατική πίεση στον ίδιο τον αγωγό εξαερισμού προκύπτει από τη διαφορά της στατικής πίεσης στην είσοδο και την έξοδο του εξαερισμού: Pστ = Pστ 0 – Pστ 1. Αυτή είναι μια δευτερεύουσα παράμετρος.

Οι μελετητές παρέχουν τις παραμέτρους λαμβάνοντας υπόψη μικρή απόφραξη ή χωρίς αυτήν: στην εικόνα φαίνεται η αναντιστοιχία της στατικής πίεσης του ίδιου ανεμιστήρα σε διαφορετικά δίκτυα εξαερισμού.

Η σωστή επιλογή της συσκευής εξαερισμού περιλαμβάνει τις εξής λεπτομέρειες:

• υπολογισμός της παροχής αέρα στο σύστημα (m³/s)·
• επιλογή συσκευής βάσει αυτού του υπολογισμού·
• προσδιορισμός της ταχύτητας στην έξοδο βάσει του επιλεγμένου ανεμιστήρα (m/s)·
• υπολογισμός της Pολ της συσκευής·
• μέτρηση της στατικής και δυναμικής πίεσης για σύγκριση με την ολική.

Για τον υπολογισμό της θέσης μέτρησης πίεσης, βασίζονται στην υδραυλική διάμετρο του αεραγωγού. Αυτή προσδιορίζεται από τον τύπο: D = 4F / Π. F είναι η επιφάνεια διατομής του σωλήνα, και Π είναι η περίμετρός του. Η απόσταση για τον προσδιορισμό της θέσης μέτρησης στην είσοδο και την έξοδο μετράται σε αριθμό D.

Πώς να υπολογίσετε την πίεση στον εξαερισμό;

Η ολική πίεση στην είσοδο μετράται σε μια διατομή του αγωγού εξαερισμού που βρίσκεται σε απόσταση δύο υδραυλικών διαμέτρων του αγωγού (2D). Πριν από το σημείο μέτρησης, ιδανικά θα πρέπει να υπάρχει ένα ευθύ τμήμα αγωγού με μήκος από 4D και αδιατάρακτη ροή.

Στην πράξη, οι προαναφερθείσες συνθήκες είναι σπάνιες, και τότε πριν από το απαραίτητο σημείο τοποθετείται ένα honeycomb που ευθυγραμμίζει τη ροή αέρα.

Στη συνέχεια, εισάγεται στο σύστημα εξαερισμού ένας αισθητήρας ολικής πίεσης: σε πολλά σημεία της διατομής με τη σειρά – τουλάχιστον 3. Από τις ληφθείσες τιμές υπολογίζεται η μέση τιμή. Στους ανεμιστήρες με ελεύθερη είσοδο, η P_ολ εισόδου αντιστοιχεί στην πίεση του περιβάλλοντος, και η υπερπίεση σε αυτή την περίπτωση είναι μηδέν.

Διάγραμμα αισθητήρα ολικής πίεσης: 1 — σωλήνας λήψης, 2 — μετατροπέας πίεσης, 3 — θάλαμος επιβράδυνσης, 4 — κάτοχος, 5 — δακτυλιοειδής αγωγός, 6 — πρόσθιο χείλος, 7 — εισαγωγική σχάρα, 8 — ομαλοποιητής, 9 — καταγραφέας σήματος εξόδου, α — γωνία κορυφών, h — βάθος κοιλοτήτων

Εάν μετρηθεί μια ισχυρή ροή αέρα, τότε από την πίεση πρέπει να προσδιοριστεί η ταχύτητα και στη συνέχεια να συγκριθεί με το μέγεθος της διατομής. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ανά μονάδα επιφάνειας και όσο μεγαλύτερη είναι η ίδια η επιφάνεια, τόσο πιο αποδοτικός είναι ο ανεμιστήρας.

Η ολική πίεση στην έξοδο είναι μια σύνθετη έννοια. Η ροή εξόδου έχει μια ανομοιογενή δομή, η οποία επίσης εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας και τον τύπο της συσκευής. Ο αέρας στην έξοδο έχει ζώνες ανακυκλοφορίας, γεγονός που περιπλέκει τον υπολογισμό της πίεσης και της ταχύτητας.

Δεν θα είναι δυνατόν να καθοριστεί μια κανονικότητα για τον χρόνο εμφάνισης μιας τέτοιας κίνησης. Η ανομοιογένεια της ροής φτάνει τα 7—10 D, αλλά ο δείκτης μπορεί να μειωθεί με ευθυγραμμιστικές σχάρες.

Ο σωλήνας Πραντλ είναι μια βελτιωμένη έκδοση του σωλήνα Πιτό: οι αισθητήρες διατίθενται σε 2 εκδόσεις — για ταχύτητες μικρότερες και μεγαλύτερες των 5 m/s

Μερικές φορές στην έξοδο της συσκευής εξαερισμού υπάρχει ένα περιστροφικό γωνιακό τμήμα ή ένας αποσπώμενος διαχύτης. Σε αυτή την περίπτωση, η ροή θα είναι ακόμη πιο ανομοιογενής.

Η πίεση τότε μετράται με την ακόλουθη μέθοδο:

1. Μετά τον ανεμιστήρα, επιλέγεται η πρώτη διατομή και σαρώνεται με έναν αισθητήρα. Σε πολλά σημεία μετράται η μέση ολική πίεση και η παροχή. Στη συνέχεια, η τελευταία συγκρίνεται με την παροχή στην είσοδο.
2. Στη συνέχεια, επιλέγεται μια πρόσθετη διατομή — στο πλησιέστερο ευθύ τμήμα μετά την έξοδο από τη συσκευή εξαερισμού. Από την αρχή ενός τέτοιου τμήματος μετριούνται 4—6 D, και αν το μήκος του τμήματος είναι μικρότερο, επιλέγεται η διατομή στο πιο απομακρυσμένο σημείο. Στη συνέχεια, παίρνουν έναν αισθητήρα και προσδιορίζουν την παροχή και τη μέση ολική πίεση.

Από τη μέση ολική πίεση στην πρόσθετη διατομή αφαιρούνται οι υπολογιζόμενες απώλειες στο τμήμα μετά τον ανεμιστήρα. Προκύπτει η ολική πίεση στην έξοδο.

Στη συνέχεια, συγκρίνονται η παροχή στην είσοδο, καθώς και στην πρώτη και στην πρόσθετη διατομή στην έξοδο. Ως σωστές πρέπει να θεωρούνται η ένδειξη εισόδου και μία από τις εξόδου — η πιο κοντινή σε τιμή.

Το ευθύγραμμο τμήμα του απαιτούμενου μήκους μπορεί να μην υπάρχει. Τότε επιλέξτε μία διατομή που χωρίζει την περιοχή μέτρησης σε τμήματα με λόγο 3 προς 1. Το μεγαλύτερο από αυτά τα τμήματα πρέπει να είναι πιο κοντά στον ανεμιστήρα. Οι μετρήσεις δεν πρέπει να πραγματοποιούνται σε διαφράγματα, αποφράκτες, καμπύλες και άλλες συνδέσεις με διαταραχή του αέρα.

Οι διαφορές πίεσης μπορούν να καταγραφούν με μανόμετρα, μετρητές υποπίεσης σύμφωνα με το ΓΚΟΣΤ 2405-88 και διαφορικά μανόμετρα σύμφωνα με το ΓΚΟΣΤ 18140-84 με κλάση ακρίβειας 0,5—1,0.

Στην περίπτωση των ανεμιστήρων οροφής, η ολική πίεση μετράται μόνο στην είσοδο, ενώ στην έξοδο προσδιορίζεται η στατική πίεση. Η ροή ταχύτητας μετά τη συσκευή εξαερισμού χάνεται σχεδόν εξ ολοκλήρου.

Επίσης, σας συνιστούμε να διαβάσετε το υλικό μας σχετικά με την επιλογή σωλήνων εξαερισμού.

Χαρακτηριστικά του υπολογισμού της πίεσης

Η μέτρηση πίεσης σε αέριο μέσο περιπλέκεται λόγω των ταχέως μεταβαλλόμενων παραμέτρων του. Πρέπει να αγοράζετε ηλεκτρονικά μανόμετρα με λειτουργία υπολογισμού μέσου όρου των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται ανά μονάδα χρόνου. Εάν η πίεση πηδά απότομα (πάλλεται), θα φανούν χρήσιμοι οι αποσβεστήρες (φίλτρα σβέσης) που εξομαλύνουν τις διακυμάνσεις.

Πρέπει να θυμάσθε τις ακόλουθες αρχές:

• η ολική πίεση είναι το άθροισμα της στατικής και της δυναμικής πίεσης·
• η ολική πίεση του ανεμιστήρα πρέπει να ισούται με τις απώλειες πίεσης στο δίκτυο εξαερισμού.

Η μέτρηση της στατικής πίεσης στην έξοδο δεν είναι δύσκολη. Γι' αυτό χρησιμοποιείται ένας σωλήνας στατικής πίεσης: το ένα άκρο εισάγεται σε ένα διαφορικό μανόμετρο και το άλλο κατευθύνεται στη διατομή στην έξοδο του ανεμιστήρα. Από τη στατική πίεση υπολογίζεται η ταχύτητα ροής στην έξοδο της συσκευής εξαερισμού.

Η δυναμική πίεση μετράται επίσης με διαφορικό μανόμετρο. Στις συνδέσεις του συνδέονται σωλήνες Πιτό-Πραντλ. Σε ένα σημείο σύνδεσης, τοποθετείται ένας σωλήνας ολικής πίεσης και στο άλλο, ένας σωλήνας στατικής πίεσης. Το αποτέλεσμα που λαμβάνεται θα ισούται με τη δυναμική πίεση.

Για να μάθετε τις απώλειες πίεσης στον αεραγωγό, μπορείτε να παρακολουθήσετε τη δυναμική της ροής: μόλις αυξηθεί η ταχύτητα του αέρα, αυξάνεται η αντίσταση του δικτύου εξαερισμού. Η πίεση χάνεται λόγω αυτής της αντίστασης.

Τα ανεμόμετρα και τα θερμοανεμόμετρα μετρούν την ταχύτητα ροής στον αεραγωγό σε τιμές έως 5 m/s ή περισσότερο· το ανεμόμετρο πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με το ΓΚΟΣΤ 6376—74.

Καθώς η ταχύτητα του ανεμιστήρα αυξάνεται, η στατική πίεση μειώνεται, ενώ η δυναμική πίεση αυξάνεται ανάλογα με το τετράγωνο της αύξησης της ροής αέρα. Η ολική πίεση δεν θα αλλάξει.

Με μια σωστά επιλεγμένη συσκευή, η δυναμική πίεση μεταβάλλεται ευθέως ανάλογα με το τετράγωνο του ρυθμού ροής και η στατική πίεση αντιστρόφως ανάλογα. Σε αυτήν την περίπτωση, η ποσότητα του χρησιμοποιούμενου αέρα και το φορτίο του ηλεκτροκινητήρα, αν αυξηθούν, θα αυξηθούν ασήμαντα.

Ορισμένες απαιτήσεις για τον ηλεκτροκινητήρα:

• μικρή ροπή εκκίνησης — λόγω του ότι η κατανάλωση ισχύος μεταβάλλεται ανάλογα με την αλλαγή του αριθμού στροφών που παρέχεται στον ρότορα·
• μεγάλο περιθώριο·
• Λειτουργία στη μέγιστη ισχύ για μεγαλύτερη οικονομία.

Η ισχύς του ανεμιστήρα εξαρτάται από την ολική πίεση, καθώς και από τον βαθμό απόδοσης και την παροχή αέρα. Οι δύο τελευταίες παράμετροι συσχετίζονται με τη δυναμικότητα του συστήματος εξαερισμού.

Κατά το στάδιο του σχεδιασμού της θα πρέπει να τεθούν προτεραιότητες. Να ληφθούν υπόψη τα κόστη, οι απώλειες ωφέλιμου όγκου των χώρων, το επίπεδο θορύβου.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Επισκόπηση φυσικών μεγεθών που απαιτούνται για τις μετρήσεις:

Ο ρόλος της πίεσης στο δίκτυο εξαερισμού:

Ο ανεμιστήρας είναι μια απλή κατασκευή σε σχήμα τροχού με πτερύγια. Ταυτόχρονα είναι το κύριο μέρος του συστήματος εξαερισμού. Η μηχανική συσκευή επηρεάζει την πίεση στον αεραγωγό και καθορίζει την αποτελεσματικότητα του αερισμού.

Αν θέλετε να υπολογίσετε την πίεση του ανεμιστήρα, εξοικειωθείτε με μεγέθη όπως η ταχύτητα, η παροχή αέρα, η ισχύς. Θα κατανοήσετε καλύτερα την ουσία των μετρήσεων. Το κύριο μέγεθος, η ολική πίεση, μετρήστε το σύμφωνα με τα σχήματα που περιγράψαμε.

Αν έχετε ερωτήσεις, υποβάλτε τις στη φόρμα κάτω από το άρθρο. Γράψτε σχόλια και ανταλλάξτε πολύτιμες γνώσεις με άλλους αναγνώστες. Ίσως έχετε εμπειρία στο σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού – αυτή θα είναι χρήσιμη σε κάποια συγκεκριμένη περίπτωση.