Paineilman kulutuksen laskeminen suuttimen läpi

Joskus on tarpeen laskea paineilman määrä (tilavuus), joka kulkee tietyn halkaisijan reiän (suuttimen) läpi ilmakehään tai toiseen tilaan ilmakehän paineella millä tahansa ajanjaksolla. Tämä voi olla tarpeen vuodon määrän laskemiseksi tai muutamien muutosten avulla laskettaessa paineilman kulutusta laitteilla.

On huomattava, että ongelma laskettaessa tilavuusvirran kaasun, onko paineilmaa tai kloorivetykaasua, aukon (suutin), vaikka se voi tuntua triviaali ensi silmäyksellä, itse asiassa ei ole niin yksinkertaista. Välityskyky kapasiteetti suuttimen riippuu suurelta osin ominaisuudet (erityisesti, geometria) suuttimen ja pois "ympäristö", kuten geometria ja muut ominaisuudet vedenalaisen putkilinjan ja sisääntulon / ulostulon suuttimen. Kun on kyse laitteista, yleensä kaasun kulutusta tarvitaan laitteiston toimintaa, muista paitsi laitteen valmistajan lasketaan teoreettisesti, vaan myös huolellisesti, useita kertoja ja eri olosuhteissa ne tarkastetaan empiirisesti. Tämän vuoksi alla olevan kaavan mukainen virtaus on likimääräinen ja sitä voidaan pitää vain ohjeellisena.

Siten, massan virtaus suuttimen läpi ideaalikaasun voidaan laskea seuraavalla kaavalla (tutustua lähtösekvenssi tämän kaavan voi olla http://en.wikipedia.org/wiki/Choked_flow sivulla sekä sivuilla viitattu edellä):

, jossa
m on kaasun vaadittu massavirta, kg / s
C - suuttimen läpimenon korjauskerroin (jos ei tiedetä, ehdollinen toteutus 1: nä)
A - suuttimen poikkipinta-ala, m², lasketaan sen säteestä kaavalla A = π · r²
P on absoluuttinen kaasupaine ennen suutinta, Pa = N / m² = kg / (m · s²)
k = cp / cv, (http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_heat_capacity)
cp on spesifinen lämpö vakiopaineessa, ilma = 29,12 J · mol -1 · K -1
cv on spesifinen lämpö vakiolämpötilassa ilman osalta = 20,8 Jmol -1 K -1
eli k = 1,4
M - molekyylipaino, kg / kmol. Paineilma = 28 kg / kmol
Z on puristuskerroin tietyssä paineessa ja lämpötilassa. Paineilmaa käytetään 1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Compressibility_factor).
R on ihanteellinen kaasuvakio = 8314,5 (N · m) / (kmol · K)
T on kaasun lämpötila ennen suutinta, K

Kun massailmavirta lasketaan yllä olevasta kaavasta, se voidaan muuntaa volumetriselle ilmalle jakamalla saatu arvo ilmatiheydellä eli noin 1,2 kg / m³.

Tietenkin, jos laskettu virtausnopeus suuttimen läpi toisen kaasun, kaava olisi käytettävä ominaisuuksia vastaavan kaasun määrät: ominaislämpö, ​​molekyylipaino, kokoonpuristuvuus, ja lopuksi käännöksen tuloksena massavirta irtotiheyden.

Ilman kulutus reikien läpi

Tämä laskin laskee putkiston sisäisen läpimitan kompressorille ottaen huomioon paineilman volumetrisen virtauksen, putkilinjan pituuden, kompressorin pysäytyspaineen (tai joutokäynnin) ja suurimman sallitun painehäviön.

Putkilinjan alle pituus ymmärrettävä paitsi oman pituutensa, mutta myös tavanomainen lisäaine siihen, joka on pituuksien summa putken taso vastaa suunnilleen painehäviö muutosten aiheuttamat suuntaan putken, vähentää, ja jotkut osat. Noin samanarvoisia putkilinjan elementtejä ilmoitetaan sivun alareunassa olevassa taulukossa. Jos et ole varma, miten putkilinja rajoituksia / laajennukset, mutkat, venttiilit (joka tapahtuu melko usein tuntematon), tai jos tarkkoja laskelmia ei täytä tavoitteita edessäsi, vaan suosittelemme soveltaa muutoksia putken pituus korjauskerroin 1,6.

Huomio! Käytä ajanjaksoa pilkun sijasta erotettaessa murto-osaa numeroista. Muussa tapauksessa putkilinjan läpimitan laskeminen ei toimi.

Putken halkaisijan laskeminen ilman kulutukseen

Putken halkaisija on määritettävä pneumaattisen järjestelmän virtaus- ja painearvojen perusteella. Laske halkaisija voi olla kahdella tavalla:

  • analyyttisesti käyttäen painehäviökaavoja kullekin alueelle;
  • graafisesti käyttäen erityistä nomogrammaa.

Analyysimenetelmä putken halkaisijan laskemiseksi paineilman kulutukseen on tarkempi, mutta kestää kauan. Graafinen menetelmä ei ole niin tarkka, mutta se on käytännöllinen, koska vie paljon vähemmän aikaa.

Graafinen menetelmä putken halkaisijan määrittämiseksi

Putken läpimitan määrittämiseksi tarvitset nomogrammin, joka näkyy kuvassa.

Paineilman putken halkaisijan määrittämiseksi on asetettava seuraavat arvot:

  • putken pituus;
  • suurin ilmankulutus;
  • työpaine;
  • sallittu painehäviö;

Näiden määrien arvot on merkittävä nimikkeeseen. Sitten, suora viiva liittää pistettä on merkitty putken pituus asteikot ja viivoja, jotka on ulottua yksi mittakaavassa, mittakaava huomattava pisteen leikkaa rakennettu suora yhteyslinjan 1. Toinen paine pistettä asteikot ja painehäviö linja jatkaa tällä asteikolla 2 merkki siihen tukahduttaminen kohta 2. Kytke 1 ja 2. tuloksena linja leikkaa mittakaavassa putken halkaisija, arvo leikkauspisteessä on haluttu putken halkaisija.

Esimerkki ilman putken halkaisijan laskemisesta nomogrammin mukaan

  • suurin ilmankulutus on 2000 kuutiometriä tunnissa;
  • putken pituus - 200 m;
  • käyttöpaine - 7 bar;
  • sallittu painehäviö - 0,5 bar;

Huomaa datapisteet vastaaviin asteikkoihin ja liitä ne suorilla viivoilla. Määritä pisteiden 1 ja 2 sijainti, liitä ne suoraviivaisesti ja määritä, että putken haluttu halkaisija on noin 92 mm.

Teollisuuden ilmanvaihto

Ilman virtausnopeus G, joka virtaa reiän, jolla on alue F, lasketaan kaavalla:

jossa G - massan toinen ilmavirta, t / s; m - virtauskerroin, riippuen vanhentumisolosuhteista; r on ilmatiheys alkuperäisessä tilassa, kg / m3; - Erilaisia

Paine huoneen sisäpuolella ja sen ulkopuolella tässä reiässä, Pa.

Arvioitu määrä ilmaa ulos huonetilasta aukon pinta-ala on 1 m2, ottaen huomioon vain lämmön ja paineen olosuhteissa, tasa-alueen reikiä seiniin ja lamput ja virtausnopeus = 0,6 m voidaan määritellä yksinkertaistettua kaavaa:

missä L on ilman määrä m3 / h; H on alemman ja yläreikien keskusten välinen etäisyys, m; - lämpötilaero: keskikoko (korkeus) huoneessa ja ulkona, ° C.

Ilmanvaihto tuulipaineen avulla perustuu siihen tosiasiaan, että rakennuksen yläpuolisilla pintoilla on liiallinen paine ja tuulisella puolella on masennus. Tuulen paine auran pinnalle löytyy kaavasta:

jossa k on aerodynaaminen kerroin, joka osoittaa, kuinka paljon dynaamista tuulipainetta muunnetaan paineeksi tietyn osan aidassa tai katossa. Tämä kerroin voidaan ottaa keskimäärin yhtä suuri kuin tuulenpuoleinen puoli + 0,6 ja ajoväli - -0,3.

Luonnollinen ilmanvaihto on halpaa ja helppokäyttöinen. Sen tärkein haitta on se, että raitis ilma johdetaan huoneeseen ilman alustavaa puhdistusta ja lämmitystä ja poistettava ilma ei puhdistu ja saastuttaa ilmapiiriä. Luontaista ilmanvaihtoa voidaan käyttää, jos työalueella ei ole suuria haittoja aiheuttavia aineita.

Keinotekoinen (mekaaninen) tuuletus poistaa luonnollisen ilmanvaihdon puutteet. Mekaanisen ilmanvaihdon tapauksessa ilmanvaihto tapahtuu puhaltimien (aksiaalisen ja keskipakovoiman) aiheuttaman ilmanpaineen vuoksi; talvella ilmaa lämmitetään, kesällä se jäähdytetään ja lisäksi se puhdistetaan lian (pöly ja haitalliset höyryt ja kaasut). Mekaaninen tuuletus voi olla syöttö, pakokaasu, syöttö ja pakokaasu sekä toimintapaikka - yleinen vaihto ja paikallinen.

at ilmanvaihtojärjestelmä (Kuva 4.4, a) ilmaa vedetään ulkopuolelta puhaltimen avulla ilmalämmittimen läpi, jossa ilma kuumennetaan ja tarvittaessa kostutetaan ja syötetään sitten huoneeseen. Toimitetun ilman määrää säätelevät venttiilit tai läpät, jotka on asennettu oksistoihin. Saastunut ilma pääsee käsittelemättömien ovien, ikkunoiden, lyhtyjen ja räystöjen kautta.

at ilmanvaihtojärjestelmä (Kuva 4.4, b) saastunut ja tulistettua ilmaa poistetaan huoneesta kanavajärjestelmän kautta tuulettimen avulla. Likaista ilmaa puhdistetaan ennen ilmakehään joutumista. Puhdas ilma imeytyy ikkunoiden, ovien, rakenteiden löysäyksen läpi.

Tulo- ja poistoilmajärjestelmä (Kuva 4.4, c) koostuu kahdesta erillisestä järjestelmästä - syöttö- ja pakoputkistoista, jotka samanaikaisesti tuottavat puhdasta ilmaa huoneeseen ja poistavat siitä saastuneet. Tarjonta ilmanvaihtojärjestelmät kompensoivat myös paikallisen imun poistamalla ja teknologisiin tarpeisiin kulutetun ilman: tuliprosessit, kompressoriasennukset, pneumaattiset kuljetukset jne.

Määritetään tarvittava ilma on oltava seuraavat tulot: määrä haitallisia päästöjä (lämpö, ​​kosteus, kaasujen ja höyryjen) 1 h, suurin sallittu tilavuus (MPC) haitallisten aineiden 1 m3 ilmaa syötetään huoneeseen.

Kuva 4.4. Toimitus-, pakokaasu- ja poistoilmajärjestelmä: a - tuloilma; 6 - pakokaasu; в - Tarjonta ja pakokaasu; 1 - ilmanottoaukko raittiiseen ilmanottoon; 2 - ilmakanavat; 3 - suodatin ilman puhdistamiseksi pölyltä; 4 - lämmittimet; 5 - tuulettimet; 6 - ilmansyöttölaitteet (suuttimet); 7 - pakoputket poistoilman poistamiseksi ilmakehään; 8 - laitteita poistetun ilman puhdistamiseksi; 9 - ilmanottoaukot poistoilmaan; 10 - venttiilit tuoreen sekundäärisen kierrätetyn ja poistuvan ilman määrän säätämiseksi; 11 - huone, jota tarjoavat syöttö- ja poistoilmastointi; 12 - ilmakanava kierrätysjärjestelmään

Haitallisten aineiden päästöjen osalta tarvittava ilmanvaihto L, m3 / h määräytyy sen sisältämien haitallisten aineiden tasapainosta ja laimennetaan sallittuihin pitoisuuksiin. Tasapainoedellytykset ilmaistaan ​​kaavalla:

jossa G on haitallisen aineen vapautumisprosentti prosessiyksiköstä, mg / h; Gpr - haitallisten aineiden saanti, kun ilman virtaus työalueelle on mg / h; Gud - haitallisten aineiden laimennetusta hyväksyttävistä pitoisuuksista työalueelta, mg / h.

Korvaamalla ilmaisu Gpr Gud ja työn ja jossa - pitoisuus, vastaavasti (mg / m3) haitallisten aineiden syöttöä ja poistoa varten ilman, tilavuus ja tuloilman ja poistoilman m3 1 tunnin ajan saatiin

Jotta normaalipaine säilyisi työalueella, tasa-arvo on täytettävä

Vaadittu ilmanvaihto vesihöyryn pitoisuuden perusteella ilmassa määritetään kaavalla:

jossa - poistetun tai tuloilman määrä huoneessa, m3 / h; Gn - huoneessa vapautunut vesihöyrymassa, g / h; - poistetun ilman kosteuspitoisuus, g / kg, kuiva ilma; - raitisilman kosteuspitoisuus, g / kg, kuiva ilma; r - tuloilman tiheys, kg / m3.

Kosteuspitoisuus on d (g / kg) ilmaa, i.e. kosteassa ilmassa olevan vesihöyryn massan suhde kuivan ilman yksikkömäärään määritetään kaavalla:

Paineilman kulutus: laskentatoiminnot

Kun työskentelet kompressiolaitteiden kanssa, on oltava käsitys siitä, miten se lasketaan paineilman kulutus, Lisäksi kompressorin ulostulo määritellään kompressoidun kaasun tilavuudeksi yksikköajasta.

Tietenkin on erityisiä välineitä, mutta joissakin tapauksissa on tarpeen laskea nopeasti yksittäisten laitteiden ilmavirta.

On välttämätöntä aloittaa selvittämällä, mitä ilmaa mitataan. Ilman tilavuus mitataan kuutiometreinä. Ilmavirran mittayksiköt laskettu kuutiometriä (Ruuvikompressorien) tai litraa (edestakaisin kompressorit) tuotettujen tai kulutettujen lentoliikenteen aikayksikköä kohti (m3 / min, m3 / h, l / min).

Venäjän GOST 12449-80 mukaan katsotaan normaaleja olosuhteita

  • paine 101,325 kPa (760 mmHg),
  • lämpötila 293 K (20 ° C),
  • kosteus 1,205 kg / m3.

Paineilman kulutuksen määrittämisessä normaaleissa olosuhteissa GOST 12449-80 mukaisesti paineilmamittausyksikkö on merkitty "n": llä (15nm3 / min tai 165nm3 / tunti jne.).

On myös kaksi suosittua menetelmää ilman kulutustarvikkeiden kulutuksen laskemiseksi.

Ilmavirtauksen laskeminen painehäviön kautta - yleinen menetelmä kaikentyyppisille kompressoreille

  • LB - vaadittu paineilman kulutus [m³ / min]
  • VR - säiliön tilavuus paineilmalla [m³] (1 m³ = 1000 l)
  • Pmax - paine mittaushetkellä [bar]
  • pmin - paine mittauksen lopussa [bar]
  • T - mittausten kesto [min]

Mittauksen alussa on tarpeen tietää säiliön tilavuus ja paine siinä (mittarin lukema). Kytketään kulutustarvikkeet ja merkitään työaika. Sammuta laite, katso säiliön mittarin mittari. Korvaamme tiedot kaavaan.

Virtausnopeuden laskeminen kompressorin käyttöajalla - kompressorien menetelmä jatkuvalla teholla

  • LB - vaadittu paineilman kulutus [m³ / min]
  • Q - kompressorikapasiteetti [m³ / min]
  • Σt - kompressorin käyttöaika kuormitettuna mittausjakson ajan [min]
  • T - mittausaika = käyttöaika kuormitettuna + joutokäynnillä [min]

Mittauksen alussa on tunnettava kompressorin toiminta, otettava kokonaismittarin lukemat ja kuormamittari. Kytketään kulutuslaite, merkitse käyttöaika kuormitettuna, kun paine asetetaan maksimiarvoon, jonka jälkeen kompressori käy tyhjäkäynnillä, kunnes seuraava paine alkaa. Sammuta laite. Korvaamme tiedot kaavaan.

Ilman kulutus reikien läpi

Yksinkertaisimmat ja helppotajuiset tapoja vähentää energiankulutusta:

  • Ajan mittaan irrota ei-työskentelevät työkalut ja laitteet paineilmajärjestelmästä.
  • jos kuorma on epävakaa, järjestelmään on välttämättä oltava kompressoriaseman säädin kompressorin tehonkulutuksen vähentämiseksi;
  • Vältä kompressorien käyttämistä tyhjäkäynnillä, jos kuormaa ei tarvita, kompressorien on oltava kokonaan pois päältä;
  • Poista vähäinen paineilman vuoto järjestelmässä, tarkista säännöllisesti liitosten kireys. Reikää, jonka läpimitta on vain 1,6 mm paineessa 7 atm: n järjestelmässä. 3 l / s paineilmaa menetetään. Tämän tappion kompensoimiseksi tarvitaan lisäksi 1 kW kompressorin tehoa;
  • kunkin kuluttajan on voitava irrottaa paineilmajärjestelmästä ainakin manuaalisella venttiilillä;
  • Jos tekniikka käyttää eri painetasoja, kannattaa harkita tällaisen järjestelmän erottamista. Esimerkiksi järjestelmän paineen lasku 2 atm. voit säästää 15% sähköstä;
  • parantamaan sääntelyä järjestelmässä, jossa on useita kompressoreita optimaalisen päällekytkentäkierron aikaansaamiseksi;
  • ilmanjäähdytyksen lämpöenergian talteenotto lämpöenergian kuluttajien läsnä ollessa.

Uusien paineilmajärjestelmien suunnittelussa ja kehittämisessä on noudatettava seuraavia ohjeita:

  • vältä yli 5 atm: n painetasoa alentamalla paineita järjestelmässä 1 atm. antaa sähkön säästöä 5-10 prosenttia;
  • automaattisen ohjauslaitteen pakollinen asennus, joka katkaisee kompressorin nollakuormituksella (virrankulutus joutokäynnillä - noin 30% enimmäiskulutuksesta);
  • Ilmavirtauksen suurin nopeus ilmakanavassa ei saa ylittää 6 m / s. 9 m / s: n nopeudella tehonkulutus kasvaa 2%.

Kompressoriaseman energiankulutuksen tehokkaampaa hallintaa varten on suositeltavaa asentaa seuraavat kiinteät mittauslaitteet, jotka toimivat jatkuvasti:

  • sähkömittari tai wattimetri jokaiselle kompressorille tai kompressoriryhmälle;
  • (kaksi kompressoria kohden), yksi aktiivisen ajan tallentamiseksi ja toinen tyhjäkäynnin tallentamiseksi;

On myös tarpeen tarjota seuraavia kannettavia mittauslaitteita:

  • kiinnitysmittarit sähkökuorman tai -virran määrittämiseksi kuorman tarkistamiseksi aktiivisen käytön aikana ja joutokäynnin aikana;
  • lämpömittari ilman lämpötilan mittaamiseksi tuloaukossa ja ulostulossa;
  • Sekuntikello tehon tarkistamiseksi (aika, jonka aikana on mahdollista nostaa painetta rajatasolle irrotettujen kuluttajien kanssa).
Jotta voitiin arvioida laitteen toimintaa ja lisätä kompressoriaseman tehokkuutta, annamme useita vertailutietoja.
Paineilman kulutus tiettyjen laitteiden ja pneumaattisten työkalujen käytössä.
Annettuja tietoja voidaan käyttää kompressorien kokonaiskuormituksen laskemiseen.

Esimerkki 1. Vuotojen poisto

Poistetaan yksi pysyvä vuoto 5 mm halkaisijaltaan reiällä järjestelmässä paineilmalla, jonka paine on 8 atm. jos järjestelmä toimii, 5400 tuntia vuodessa mahdollistaa sähkötehon eliminoimisen 13 kW: ssä (ks. taulukko 4) ja säästää 13 kWh 5400 tuntia = 70200 kWh vuodessa tai noin 3000 Yhdysvaltain dollaria.

Esimerkki 2. Paineensäätölaitteiden asennus

Kompressorin 4 asennettu kompressori moottorit 50 KW kunkin. Heidän työnsä säädetään käsin laitteita, ilman kuluttaa supistukset käsittää 4 osaan, kaksi osaa toimivat kahdessa vuorossa 16 tuntia päivässä, kun taas toiset ovat vain yksi smechu 8 tuntia vuodon tyhjäkäynnillä ja irrotettu verkon laitteet edusti 40% kuormitus.

1. siirto
Kaikki neljä teknistä osaa ovat mukana - 100% kuorma, 4 kompressorit toimivat.
2 siirtoa
Kaksi teknologista osaa on mukana - 50% kuormasta.
Muut kaksi osaa eivät toimi, mutta niitä ei ole irrotettu paineilmajärjestelmästä - 20% kuormasta.

Kokonaiskuormitus 70% (3 käyttää kompressori) Tehonkulutus on tässä tapauksessa D = 4 x 50 x 8 kW h / vrk x 220 päivä x 50 + 3 x 8 kW h x 220 päivä = 616000 kVtch.Esli kaikki prosessin kohdat varustettu automaattisella venttiilit katkaista paineilman, että tässä tapauksessa toisen työvuoron kahden työpäivän osaan tekninen tarve työtä vain kaksi kompressoria kolmen sijasta, kuten aikaisemmin. Säästöt ovat:
C = 50 kW x 8 h / vrk x 220 d = 88 000 kWh, joka on rahana mitattuna 3520 Yhdysvaltain dollaria.

Kahden sähkömagneettisen venttiilin arvioitu hinta on 1500 $. Samanaikaisesti niiden asennuksen takaisinmaksuaika on vain 1500/3520 = 0,4 vuotta.

Ilman nopeuden laskeminen ilmakanavissa

Mikroilmastoindikaattoreiden parametrit määritellään GOST 12.1.2.1002-00, 30494-96, SanPin 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00 määräysten mukaisesti. Nykyisten hallituksen määräysten perusteella kehitettiin käytännesäännöt SP 60.13330.2012. Ilman nopeus kanavalla olisi varmistettava olemassa olevien normien täytäntöönpano.

Mitä otetaan huomioon ilman nopeuden määrittämisessä

Laskelmien oikea toteutus edellyttää, että suunnittelijoiden on täytettävä useita säänneltyjä ehtoja, joista jokaisella on yhtä tärkeä merkitys. Mitkä parametrit riippuvat ilmavirran nopeudesta?

Melutaso huoneessa

Tilojen erityisestä käytöstä riippuen terveysvaatimukset asettavat seuraavat enimmäisäänenpainetasot.

Taulukko 1. Melutason enimmäisarvot.

Parametrien ylittäminen on sallittua vain lyhytaikaisessa tilassa ilmanvaihtojärjestelmän tai lisälaitteiden käynnistämisen / pysäytyksen aikana.
Tärinätaso huoneessa Puhaltimien toiminnan aikana syntyy tärinää. Tärinäindikaattorit riippuvat ilmakanavien valmistuksesta, tärinänvaimennustiivisteiden laadusta ja laadusta sekä ilmavirtauskanavien nopeudesta. Yleiset tärinäindikaattorit eivät voi ylittää valtion organisaatioiden asettamia rajoja.

Taulukko 2. Sallitun tärinän enimmäisarvot.

Laskelmissa valitaan optimaalinen nopeus ilman nopeutta, joka ei paranna värähtelyprosesseja ja niihin liittyviä äänen värähtelyjä. Ilmanvaihtojärjestelmän on säilytettävä tietty mikroilmasto tiloissa.

Taulukossa ilmoitetaan virtausnopeuden, kosteuden ja lämpötilan arvot.

Taulukko 3. Mikroilmastoparametrit.

Virtausnopeuden laskennassa huomioon otettu toinen indikaattori on ilmanvaihtojärjestelmissä tapahtuva ilmanvaihto. Niiden käytön vuoksi terveysvaatimukset asettavat seuraavat vaatimukset ilmanvaihtoa varten.

Taulukko 4. Useiden huoneiden ilmanvaihto.

Laskentalgoritmi Kanavan kanavan ilmanopeus määritetään ottaen huomioon kaikki edellä mainitut olosuhteet, asiakkaan on määritettävä tekniset tiedot ilmanvaihtojärjestelmien suunnittelussa ja asennuksessa. Tärkein kriteeri virtausnopeuden laskemiseksi on vaihdon moninaisuus. Kaikki muut hyväksynnät tehdään muuttamalla ilmakanavien muotoa ja poikkileikkausta. Virtausnopeus voidaan ottaa taulukosta riippuen kanavan nopeudesta ja halkaisijasta.

Taulukko 5. Ilmankulutus, riippuen virtausnopeudesta ja kanavan halkaisijasta.

itsearviointi

Esimerkiksi huoneessa, jonka tilavuus on 20 m 3 saniteettitasojen vaatimusten mukaisesti tehokkaaseen ilmanvaihdolle, on välttämätöntä aikaansaada kolmivaiheinen ilmanvaihto. Tämä tarkoittaa, että vähintään yhden tunnin kanavan läpi on läpäistävä vähintään L = 20 m 3 × 3 = 60 m 3. Virtausnopeuden laskentakaava on V = L / 3600 × S, jossa:

V - ilmavirran nopeus m / s;

L - ilmavirta m 3 / h;

S on kanavien poikkipinta-ala m 2: ssä.

Ota pyöreä ilmakanava Ø 400 mm, poikkipinta-ala on:

Esimerkissämme S = (3,14 x 0,4 2 m) / 4 = 0,12256 m 2. Näin ollen, jotta saadaan haluttu useita ilmanvaihdon (60 m 3 / h) on pyöreä kanava 400 mm (S = 0,1256 m 3) ilman virtausnopeus on yhtä suuri kuin: V = 60 / (0,1256 x 3600) ≈ 0,13 m / s.

Saman kaavan avulla, ennalta määrätyllä nopeudella, on mahdollista laskea kanavien välissä liikkuvan ilman tilavuus yksikköajan mukaan.

L = 3600 × S (m 3) × V (m / s). Tilavuus (kulutus) saadaan neliömetreinä.

Kuten aiemmin on kuvattu, ilmanvaihtojärjestelmien melutaso riippuu ilman nopeudesta. Tämän ilmiön negatiivisen vaikutuksen minimoimiseksi insinöörit laskivat suurimman sallitun ilmanopeuden eri huoneissa.

Taulukko 6. Suositeltavat ilmanopeusparametrit

Sama algoritmi määrittää kanavan ilmavirtauksen laskettaessa lämpöä, asettaa toleranssit talvikauden talvikauden tappioiden minimoimiseksi ja valitsee puhaltimet teholla. Ilmavirtaustietoja tarvitaan myös painehäviön pienentämiseksi, mikä mahdollistaa ilmanvaihtojärjestelmien tehon ja vähentää sähköenergian kulutusta.

Laskenta suoritetaan kullekin yksittäiselle osalle, ottaen huomioon saadut tiedot, halkaisijan ja geometrian päälinjojen parametrit valitaan. Heidän on voitava siirtää evakuoitu ilma kaikista yksittäisistä huoneista. Ilmakanavien halkaisija on valittu siten, että häiriö- ja vastushäviöt minimoidaan. Kinemaattisen järjestelmän laskemiseksi kaikki kolme ilmanvaihtojärjestelmän parametria ovat tärkeitä: pumpattavan / poistetun ilman maksimimäärä, ilmamassojen liikkumisnopeus ja ilman kanavien halkaisija. Ilmanvaihtojärjestelmien laskemista koskevat työt on luokiteltu tekniikan näkökulmasta vaikeiksi, vain erikoistumiskoulutuksen ammattilaiset voivat suorittaa ne.

Seuraavien kaavojen käyttäminen kanavien eri poikkileikkauskanavien nopeuden säätämiseksi:

Lopullisten tietojen laskennan jälkeen otetaan tavalliset putkilinjat lähimpään arvoon. Tästä johtuen laitteiden kiinnitysajankohta lyhenee ja sen säännöllinen huolto ja korjaus yksinkertaistetaan. Toinen plus on ilmanvaihtojärjestelmän arvioitu kustannusten pieneneminen.

Asuin- ja teollisuuslaitosten ilmanlämmitystä varten nopeudet säädetään ottaen huomioon jäähdytysnesteen lämpötila tulo- ja poistoaukkoissa, jotta lämmin ilma virtaa tasaisesti, asennusjärjestelmä ja ilmanvaihtosäleiden mitat harkitaan. Nykyaikaiset ilmalämmitysjärjestelmät tarjoavat mahdollisuuden säätää virtausten nopeutta ja suuntaa automaattisesti. Ilman lämpötila ei saa ylittää + 50 ° C pistorasiasta, etäisyys työpaikoista on vähintään 1,5 m. Ilmamassan nopeutta säätelevät nykyiset tilastandardit ja teollisuustoimet.

Laskelmien aikana asiakkaiden pyynnöstä voidaan ottaa huomioon mahdollisuudet asentaa muita haarakonttoreita, ja tätä tarkoitusta varten saadaan aikaan laitteiston tuottavuus ja kanavakapasiteetti. Virtausnopeudet lasketaan siten, että ilmanvaihtojärjestelmien kapasiteetin lisäämisen jälkeen ne eivät aiheuta ylimääräistä äänikuormaa huoneessa oleville ihmisille.

Halkaisijoiden valinta tehdään minimiin hyväksyttävinä, sitä pienemmät mitat - yleinen ilmanvaihtojärjestelmä, halvempaa valmistaa ja asentaa se. Paikalliset imujärjestelmät lasketaan erikseen, ne toimivat sekä itsenäisesti että voidaan liittää olemassa oleviin ilmanvaihtojärjestelmiin.

Valtion sääntelyasiakirjoissa asetetaan suositeltu liikkumisnopeus riippuen ilmakanavien sijainnista ja määräpaikasta. Laskettaessa sinun on noudatettava näitä parametrejä.

Taulukko 7. Suositeltavat ilmanopeudet eri kanavissa

Menetelmä ilman nopeuden laskemiseksi kanavassa

Kanavien ulkoisten mittojen määrittämiseksi sinun on tiedettävä niiden poikkileikkauksen arvo, joka lasketaan kanavan ilmavirtauksesta ja sen liikkeen nopeudesta riippuen. Laskenta ja optimaalisen nopeuden valinta kussakin paikassa vaikuttavat suoraan koko ilmanvaihtojärjestelmän oikeaan toimintaan. Nopeuden lasketut arvot ilmakanavien verkon asennuksen ja käyttöönoton jälkeen tarkistetaan mittauksilla erityislaitteiden avulla.

Ilmakanava on eri materiaaleista koostuvien putkien järjestelmä, joka asennetaan huoneisiin erottamaan ja jakamaan ilmaa niiden yli ja vetämään niitä ilman.

Ensimmäiset laskentatiedot

Koko ilmanvaihtojärjestelmä on sijoitettu erillisiin osiin ja optimaalinen ilman seoksen nopeus määritetään jokaiselle. Yksi ominaisuus, joka erottaa yhden paikan toiselta, on ilman (virtauksen) määrä. Jos tämä arvo on muuttumaton, ei ole tarpeen asettaa putkistojen ilmanvaihtoverkkoa osiin. Laskelman ydin on seuraava:

Ilman kanavien laskeminen ilman tasaiselle jakelulle.

  1. Määritä virtausnopeuden arvioitu arvo.
  2. Laske ympyränmuotoisen tai suorakaiteen muotoisen ilmakanavan mitat, vertaa niitä SNiP: n vakiokokoisiin.
  3. Jos mitat poikkeavat normoiduista, noudata sarjan lähintä normatiivista arvoa ja suorita laskelmat päinvastaisessa järjestyksessä ilmavirran todellisen nopeuden määrittämiseksi.

Taulukossa on esitetty vakiomallit halkaisijalta millimetreinä pyöreitä kanavia:

Suorakulmaisten ilmakanavien sääntelyvaatimukset ovat hieman yksinkertaisemmat: kanavan korkeuden ja leveyden suhde ei saa olla yli 6: 3. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että ei ole mahdollista tuottaa putkia, jotka ovat liian kapeita suurelle leveydelle, kuten 700x100 mm. Tällaisella kanavalla on erittäin suuri vastustuskyky, ja sen käytön aikana sallittu melutaso ylittyy, koska liikaa leveä osa alkaa värähtelemään ilmavirran vaikutuksesta sisäpuolelta. Tässä tapauksessa suhde on 7, joka ei vastaa normeja, ja kanava 600x100 mm, jonka suhde on 6 sivua, sallitaan. Mutta tässäkin tapauksessa leveä puoli on kiristettävä, varsinkin suurilla ilmamassoilla. Tällöin suoritetaan rigae tai diagonaali, jossa on tietty piki.

Ohjeita laskelmien suorittamiseen

Kaava, jonka avulla ilmaa vaihdetaan moninkertaisesti.

Kaavan laskemisessa käytetty ilman virtausnopeus putkessa yhdistää ilmavirran tämän osan (L, m? / H), koko kanavan poikkileikkaus (F, m) ja arvo itse nopeus (V, m / s ):

Merkitys ilma seos määrä ilmaistaan ​​kuutiometriä 1 tunnin ajan, ja nopeus - metriä sekunnissa, joten esillä olevassa kuvassa kaava 3600 yhdistää väliaikainen muuttujat tunnetaan, 1 tunti - 3600 sekuntia. Virtausnopeuden laskemiseksi kaava näyttää tältä:

Ilmajohdinosan mitat lasketaan kokoonpanon mukaan. Jos kanavan muoto on pyöreä, poikkileikkaus määritellään seuraavasti:

F = (πxD 2) / 4 tai F = πxr 2.

Edellä olevissa kaavoissa:

  • D on pyöreän kanavan halkaisija metreinä;
  • r on pyöreän kanavan säde metreinä;
  • π = 3,14.

Toinen parametri, joka osallistuu peruskaavaan, on tämän osan syöttö- tai uuttomäärien määrä. Tämä arvo on otettu huomioon, kun otetaan huomioon huoneen sisäänvirtauksen tai vedenpoiston tarve. Se voidaan määrittää tämäntyyppisten tilojen voimassaolevien määräysten mukaisesti tai laskelmissa, joissa kohdennetaan erilaisia ​​haitallisia, palavia tai räjähtäviä aineita huoneen sisällä. Tällaisten laskelmien suorittamisen jälkeen ilmavirta muuttuu vakioarvoksi. Tuuletusjärjestelmää kehitettäessä voidaan muuttaa vain muuta 2 parametria, nopeutta ja poikkileikkausta, kokonaisvirta pysyy muuttumattomana.

Nykyisten järjestelmien parametrien määrittäminen

Kaava ilmanpuhdistuslaitteiden poikkileikkauksen määrittämiseksi.

Usein on olemassa tarve laskea olemassa olevien tuuletuskanavien läpijuoksu, johon kuuluu ilman nopeuden määrittäminen. Tämä tapahtuu teollisten rakennusten jälleenrakentamisen aikana uuden teknologian käyttöönoton tai tuotannon teknisen uudelleenkäytön vuoksi. Tällöin sisäänvirtauksen tai louhinnan kysyntä voi muuttua suunnassa tai toisessa, sinun on tehtävä päätös, vanhat ilmakanavat sopivat tähän tarkoitukseen tai uudet asennukset on asennettava. Kun määritetään uusi ilmamäärän tarve tuotannolle, on tarpeen mitata näiden kanavien mitat tai löytää ne rakennuksen suunnitteluasiakirjoissa. Tämä on kuitenkin usein mahdotonta useista syistä, joten sinun on tehtävä mittauksia.

Sen jälkeen peruskaava, joka annetaan edellä, laskee todelliset ilmavirtausnopeudet nykyisessä ilmanvaihtojärjestelmässä. Saatuja tuloksia voidaan verrata suositeltuun ilman nopeuteen kanavassa, ne ovat 2-8 m / s. On huomattava, että nämä indikaattorit eivät ole pakollisia, normatiivisissa asiakirjoissa (SNiP 41-01-2003) tämä ei ole kiinteä. Jos ne osoittautuvat liian korkeiksi (yli 15 m / s), on otettava huomioon kaksi ratkaisua:

Pyöreiden kanavien poikkileikkauksen laskentataulukko.

  1. Jätä nykyiset ilmakanavat. Sitten on tarpeen toteuttaa toimenpiteitä niiden vahvistamiseksi ja tiukentamiseksi. Vertailukohtana: valmisteilla järjestelmissä imuvirtausnopeus nousee 20-40 m / s, joten sinun täytyy tutkia tällaisten järjestelmien asennuksen ja vahvistamista nykyisiä kanavia ovat samanlaisia ​​jopa korvaaminen joidenkin osien tai muotoisia elementtejä.
  2. Vaihda putket. Ratkaisu on optimaalinen tulevaisuuden ilmanvaihtoverkolle, mutta se lisää rahoituskustannuksia.

Myös käänteisiä tilanteita on, kun laskujen seurauksena ilmavirta olemassa olevassa verkossa on erittäin alhainen (0,5-2 m / s). Tämä ei ole ongelma, jos suuret mittasuhteet eivät häiritse uusien prosessilaitteiden asennusta ja toimintaa. Sitten ne jäävät sellaisenaan, vain ilmanvaihtoyksikkö muuttuu tai vanha modernisoidaan. Tämä ratkaisu tuo säästöjä, koska ilmajohtojen verkko on jo käytettävissä. Lisäksi pienillä nopeuksilla se on pieni vastus, joka mahdollistaa vähemmän tehokkaan tuulettimen käytön.

Ilman nopeuden laskeminen putkistoissa voidaan tarkistaa järjestelmän asennuksen jälkeen. Tämä tehdään erityisten mittauslaitteiden - anemometrien avulla. Laitteen anturi viedään ilmavirtaan putken teknisen luukun läpi tuulettimen toiminnan aikana. Mittarilukemia verrataan laskettuun nopeuteen ja tarvittaessa tehdään säätöjä kaasun venttiilien toiminnalle. Nämä laitteet voivat limittyä kanavaväliin vaimentimen avulla ja siten luoda keinotekoinen virtausvastus.

Ilmavirtausnopeuden laskennassa tulisi saavuttaa kanavan poikkipinta-alan nopeuden / koon parametrien optimaalinen suhde.

Tämä mahdollistaa rahan käyttämisen älykkäästi sekä järjestelmän asennuksen ja käyttöönoton aikana että sen jatkotoimenpiteiden aikana.

Ilman nopeus kanavassa: laskelmat ja mittaukset

Jokainen ilmanvaihtoverkko koostuu kanavista, laitteista ja muotoisista elementeistä. Tarvittavan ilmanvaihtoa varten tärkeä parametri ei ole ainoastaan ​​syöttö- ja pakojärjestelmien kapasiteetti ja verkon kokoonpano, vaan myös ilmakanavien aerodynaaminen laskenta.

Materiaalin ja osan muoto

Ensimmäinen asia, joka tehdään suunnittelun valmisteluvaiheessa, on materiaalin valinta ilmakanaville, niiden muoto, koska kun kaasut hankautuvat kanava-seiniä vasten, ne syntyvät. Jokaisella materiaalilla on erilainen karkeus sisäpinnasta, joten kanavien valinnassa ilmavirran liikkumiskestävyys on erilainen.

Riippuen asennus yksityiskohtia laatuun ja ilman seos, joka liikkuu järjestelmän läpi ja budjetti teosten valittu ruostumattomasta teräksestä, muovista tai päällystettyä terästä sinkitty kanavia, pyöreä tai suorakulmainen poikkileikkaus.

Suorakaideputkia käytetään useimmiten hyödyllisen tilan säilyttämiseen. Pyöreät päinvastoin ovat melko hankalia, mutta niillä on paremmat aerodynaamiset parametrit ja sen seurauksena suunnittelun melu. Ilmanvaihtoverkon asianmukaisen rakenteen kannalta tärkeät parametrit ovat ilmakanavien poikkipinta-ala, ilman virtaus ja sen nopeus kanavan kulkiessa.

Vaikutuksen muoto ei vaikuta siirrettävien ilmamassojen määrään.

Kaasujen liikkumisen ominaisuudet

Kuten edellä mainittiin, ilmastoinnin rakentamisessa suoritetuissa laskelmissa on kolme parametria: ilmamassan virtaus ja nopeus sekä ilmakanavien pinta-ala. Näistä parametreista vain yksi normalisoidaan - tämä on poikkileikkausalue. Asuintilojen ja lasten laitosten lisäksi ilmavirtauskanavassa SNiP ei ole säännelty.

Referenssikirjallisuudessa on olemassa suosituksia ilmanvaihtoverkkoihin virtaavien kaasujen liikkumisesta. Arvot suositellaan käyttötarkoituksen, erityisolosuhteiden, mahdollisten painehäviöiden ja kohinakuvien perusteella. Taulukko heijastaa suositeltuja tietoja pakotetuille tuuletusjärjestelmille.

Luonnolliselle tuuletukselle oletetaan, että kaasujen liike on 0,2-1 m / s.

Laskentamenetelmä

Laskelmien suorittamiseen käytetty algoritmi on seuraava:

  • Axonometrinen kaavio on koottu kaikkien elementtien luetteloon.
  • Järjestelmän perusteella lasketaan kanavien pituus.
  • Virtaus kussakin sen osassa määritetään. Jokaisessa erillisessä osassa on yksi ainoa ilmakanavien osa.
  • Tämän jälkeen lasketaan lentoliikenteen ja paineen nopeus jokaisessa järjestelmän yksittäisessä osassa.
  • Seuraavaksi lasketaan kitkahäviöt.
  • Käyttämällä vaadittua kerrointa lasketaan paikallisen resistenssin painehäviö.

Laskennan aikana ilmajohtoverkon jokaisessa osassa saadaan erilaisia ​​tietoja, jotka on tasattava suurimman vastuksen haarojen kanssa kalvojen avulla.

Laskentamenetelmä

Aluksi on välttämätöntä laskea kanavan tarvittava leikkausalue virtauksen tietojen perusteella.

  • Kanavan poikkipinta-ala lasketaan kaavalla

LP - tiedot vaaditun ilman tilavuudesta tietyllä alueella.

VT - Suositeltu tai sallittu ilmanopeus ilmakanavassa tiettyyn tarkoitukseen.

  • Saadut vaaditut tiedot, tehdään valinta ilmavirran koosta lähelle suunnitteluarvoa. Uusien tietojen avulla lasketaan kaasun liikkeen todellinen nopeus ilmanvaihtojärjestelmän osassa kaavan mukaisesti:

LP - kaasuseoksen virtausnopeus.

ff - valitun ilman kanavan todellinen poikkipinta-ala.

Samanlaisia ​​laskelmia on tehtävä jokaisen ilmanvaihtoaukon osalle.

Ilman nopeuden laskemiseksi kanavassa on välttämätöntä ottaa huomioon kitkamuutokset ja paikalliskestävyys. Yksi häiriöitä vaurioittavista parametreista on kitkakerroin, joka riippuu ilmatiemateriaalin karheudesta. Kitkakertoimia koskevat tiedot löytyvät vertailukirjallisuudesta.

Kitkamäärien laskeminen

Ensinnäkin on otettava huomioon ilmakanavan muoto ja materiaali, josta se on tehty.

  • Pyöreille tuotteille laskentakaava näyttää tältä:

X - taulukoitu kitkakerroin (riippuu materiaalista);

minä - ilmakanavan pituus;

D - kanavan halkaisija;

V - kaasujen liikkumisnopeus tietyssä verkon osassa;

Y - kuljetettavien kaasujen tiheys (taulukkojen perusteella);

Tärkeää! Jos ilmansyöttöjärjestelmässä käytetään suorakaiteen muotoisia kanavia, kaavassa on korvattava suorakulmion (kanavaosan) sivujen vastaava halkaisija. Laskelmat voidaan tehdä kaavalla: d eq = 2AB / (A + B). Käännettäessä voit käyttää alla olevaa taulukkoa.

  • Paikallisvastuksen häviöt lasketaan kaavalla:

Q - paikallisen vastuksen tappioiden kertoimien summa;

V - ilmavirran nopeus verkko-osassa;

Y - kuljetettavien kaasujen tiheys (taulukkojen perusteella);

Tärkeää! Ilmanjakeluverkkojen rakentamisen kannalta erittäin tärkeä rooli on oikea valinta lisäelementeistä, joihin kuuluvat: ristikot, suodattimet, venttiilit jne. Nämä elementit luovat vastustuskykyä ilmamassojen liikkumiselle. Projektia luotaessa kiinnität huomiota laitteiden asianmukaiseen valintaan, koska tuulettimen siivet ja kosteudenpoistimien ja ilmankostuttimien toiminta aiheuttavat resistanssin lisäksi suurimman melun ja vastustuskyvyn ilmavirtauksiin.

Ilmanjakojärjestelmän häviöiden laskeminen, kun tiedetään tarvittavat parametrit kaasujen liikkumisesta kussakin sen osassa, voit siirtyä ilmanvaihtolaitteiden valintaan ja järjestelmän asentamiseen.

Nykyisen ilmanvaihtojärjestelmän säätö

Suurin tapa tunnistaa ilmanvaihtoverkkojen toiminta on mitata kanavan ilmavirta, koska kanavien halkaisijan tuntemisen avulla on helppo laskea todellinen ilmamassavirta. Tähän tarkoitetut välineet kutsutaan anemometreiksi. Riippuen ilmamassan liikkeiden ominaisuuksista, sovelletaan:

  • Mekaaniset laitteet, joissa on juoksupyörä. Mittausraja 0,2 - 5 m / s;
  • Kannen anemometrit mittaavat ilman virtauksen välillä 1-20 m / s;
  • Sähköisiä lämpöanemometrejä voidaan käyttää mittauksiin kaikissa ilmanvaihtoverkossa.

Näissä laitteissa kannattaa asua tarkemmin. Elektroniset lämpöanemometrit eivät edellytä analogisten laitteiden käyttöä, kuten luukkujen järjestämistä kanavissa. Kaikki mittaukset tehdään asentamalla anturi ja hankkimalla tietoja laitteeseen rakennetulle näytölle. Tällaisten laitteiden mittausvirheet eivät ylitä 0,2%. Useimmat nykyaikaiset mallit voivat toimia joko paristoilla tai 220 V: n virtalähteellä. Siksi käyttöönottoa varten ammattilaiset suosittelevat sähköisiä anemometrejä.

Yhteenvetona: ilmavirtauksen, ilman virtauksen ja kanavien poikkipinta-ala ovat tärkeimmät parametrit ilmanjako- ja ilmanvaihtoverkkojen suunnittelulle.

Vinkki: Tässä artikkelissa havainnollistavana esimerkkinä on esitetty aerodynaamisen laskennan menetelmä ilmanvaihtojärjestelmän hengitysteiden osaan. Tietojenkäsittelytoimintojen suorittaminen on melko monimutkainen prosessi, joka vaatii tietoa ja kokemusta sekä ottaen huomioon paljon vivahteita. Älä tee sitä itse, mutta luottaa siihen ammattilaisille.

Ilman kulutustaulukko, hankaus, suuttimet, letkut

  • Suutinputken halkaisija. Suuttimen käytön aikana sen sisähalkaisija kasvaa kulumisen vuoksi. Tässä tapauksessa hiomapuhalluskoneen tarve lisääntyy paineilmassa.


On selvää luku, että virtaus alueen hankaavat hiukkaset on hiekkapuhallus tyyppi VENTURI suutin on suurempi kuin standardi suoraan. Hionta-ilmaseoksen virtausnopeus suuttimessa VENTURI on useammin kuin useita kertoja. Hieroavien hiukkasten energian lisäämisellä seurauksena syntyy pukeutumisen tehokkuus ja nopeus.


Hiekkapuhallussuuttimen toiminnan kesto sisemmän päällysteen materiaalista ja hioma-aineen tyypistä riippuen (tunnit):