Kako odrediti tlak ventilatora: načini mjerenja i izračuna tlaka u ventilacijskom sustavu

Ako posvećujete dovoljno pažnje udobnosti u svom domu, vjerojatno ćete se složiti da kvaliteta zraka treba biti na jednom od prvih mjesta. Svjež zrak je koristan za zdravlje i razmišljanje. U prostoriju koja lijepo miriše nije sramota pozvati goste. Provjetravati svaku prostoriju deset puta dnevno nije lak zadatak, zar ne?

Mnogo ovisi o odabiru ventilatora, a prije svega o njegovom tlaku. No prije nego što odredite tlak ventilatora, trebate se upoznati s nekim fizikalnim parametrima. Pročitajte o njima u našem članku.

Zahvaljujući našem materijalu naučit ćete formule, upoznati vrste tlaka u ventilacijskom sustavu. Donijeli smo vam informacije o ukupnom tlaku ventilatora i dva načina na koje ga možete izmjeriti. Na kraju ćete moći samostalno izmjeriti sve parametre.

Tlak u ventilacijskom sustavu

Da bi ventilacija bila učinkovita, potrebno je pravilno odabrati tlak ventilatora. Postoje dvije mogućnosti za samostalno mjerenje tlaka. Prvi način je izravni, pri kojem se mjeri tlak na različitim mjestima. Druga mogućnost je izračunati 2 vrste tlaka od 3 i na temelju njih dobiti nepoznatu vrijednost.

Tlak (također — napor) može biti statički, dinamički (brzinski) i ukupni. Prema posljednjem pokazatelju razlikuju se tri kategorije ventilatora.

U prvu kategoriju spadaju uređaji s tlakom < 1 kPa, u drugu — 1–3 kPa i više, u treću — više od 3–12 kPa i više. U stambenim zgradama koriste se uređaji prve i druge kategorije.

Aerodinamička karakteristika aksijalnih ventilatora na grafikonu: Pv — ukupni tlak, N — snaga, Q — protok zraka, ƞ — učinkovitost, u — brzina, n — frekvencija vrtnje

U tehničkoj dokumentaciji za ventilator obično su navedeni aerodinamički pokazatelji, uključujući ukupni i statički tlak pri određenom kapacitetu. U praksi se 'tvornički' i stvarni parametri često ne podudaraju, a to je povezano s konstrukcijskim značajkama ventilacijskih sustava.

Postoje međunarodni i državni standardi usmjereni na povećanje točnosti mjerenja u laboratorijskim uvjetima.

U Rusiji se obično primjenjuju metode A i C, pri kojima se tlak zraka iza ventilatora određuje neizravno, na temelju zadane učinkovitosti. U različitim metodama u izlaznu površinu uključuje se ili ne uključuje glavčina rotorskog kola.

Formule za izračun tlaka ventilatora

Tlak predstavlja omjer djelujućih sila i površine na koju su usmjerene. U slučaju ventilacijskog kanala riječ je o zraku i presjeku.

Strujanje u kanalu raspoređuje se neravnomjerno i ne prolazi pod pravim kutom u odnosu na poprečni presjek. Točan tlak neće se moći doznati jednim mjerenjem, već će se morati tražiti srednja vrijednost iz više točaka. To je potrebno učiniti i za ulaz i za izlaz iz ventilacijskog uređaja.

Aksijalni ventilatori koriste se zasebno i u zračnim kanalima, učinkovito rade tamo gdje je potrebno prenositi velike mase zraka pri relativno niskom tlaku.

Ukupni tlak ventilatora određuje se formulom Pp = Pp (izl.) – Pp (ul.), gdje je:

• Pp (izl.) — ukupni tlak na izlazu iz uređaja;
• Pp (ul.) — ukupni tlak na ulazu u uređaj.

Za statički tlak ventilatora formula se neznatno razlikuje.

Zapisuje se kao Pst = Pst (izl.) – Pp (ul.), gdje je:

• Pst (izl.) — statički tlak na izlazu iz uređaja;
• Pp (ul.) — ukupni tlak na ulazu u uređaj.

Statički tlak ne prikazuje potrebnu količinu energije za njezin prijenos sustavu, već služi kao dodatni parametar pomoću kojega se može doznati ukupni tlak. Posljednji pokazatelj glavni je kriterij pri odabiru ventilatora: kako kućanskog, tako i industrijskog. Smanjenje ukupnog tlaka prikazuje gubitak energije u sustavu.

Statički tlak u samom ventilacijskom kanalu dobiva se iz razlike statičkog tlaka na ulazu i izlazu iz ventilacije: Pst = Pst 0 – Pst 1. To je sekundarni parametar.

Projektanti daju parametre uzimajući u obzir malo začepljenje ili bez njega: na slici je prikazana neusklađenost statičkog tlaka istog ventilatora u različitim ventilacijskim mrežama.

Ispravan odabir ventilacijskog uređaja uključuje sljedeće nijanse:

• izračun protoka zraka u sustavu (m³/s);
• odabir uređaja na temelju takvog izračuna;
• određivanje brzine na izlazu prema odabranom ventilatoru (m/s);
• izračun Pp uređaja;
• mjerenje statičkog i dinamičkog tlaka za usporedbu s ukupnim.

Za izračun mjesta za mjerenje tlaka orijentira se na hidraulički promjer zračnog kanala. Odrežuje se formulom: D = 4F / P. F je površina presjeka cijevi, a P je njezin opseg. Udaljenost za određivanje mjesta mjerenja na ulazu i izlazu mjeri se brojem D.

Kako izračunati tlak u ventilaciji?

Totalni tlak na ulazu mjeri se u poprečnom presjeku ventilacijskog kanala koji se nalazi na udaljenosti dva hidraulička promjera zračnog kanala (2D). Ispred mjernog mjesta idealno bi trebao postojati ravni dio kanala duljine od 4D s neporemećenim strujanjem.

U praksi se gore opisani uvjeti rijetko susreću, pa se tada ispred potrebnog mjesta postavlja honeycomb koji ispravlja strujanje zraka.

Zatim se u ventilacijski sustav uvodi prijemnik totalnog tlaka: u nekoliko točaka u presjeku redom – najmanje u 3. Na temelju dobivenih vrijednosti izračunava se prosječni rezultat. Kod ventilatora sa slobodnim ulazom, ulazni Pp odgovara tlaku okoline, a pretlak u tom slučaju iznosi nulu.

Shema prijemnika totalnog tlaka: 1 — prijemna cijev, 2 — pretvornik tlaka, 3 — stagnacijska komora, 4 — držač, 5 — prstenasti kanal, 6 — prednji rub, 7 — ulazna rešetka, 8 — normalizator, 9 — registrator izlaznog signala, α — kut na vrhovima, h — dubina udubljenja

Ako se mjeri jak protok zraka, tada se iz tlaka treba odrediti brzina, a zatim je usporediti s veličinom presjeka. Što je veća brzina po jedinici površine i što je sama površina veća, to je ventilator učinkovitiji.

Totalni tlak na izlazu složen je pojam. Izlazna struja ima nehomogenu strukturu koja također ovisi o režimu rada i vrsti uređaja. Zrak na izlazu ima zone povratnog gibanja, što otežava izračun tlaka i brzine.

Obrazac za vrijeme pojave takvog gibanja neće se moći utvrditi. Nehomogenost strujanja doseže 7–10 D, ali se vrijednost može smanjiti ispravljačkim rešetkama.

Prandtlova cijev je poboljšana verzija Pitotove cijevi: prijemnici se proizvode u 2 varijante — za brzine manje i veće od 5 m/s.

Ponekad se na izlazu iz ventilacijskog uređaja nalazi koljeno ili odvojni difuzor. U tom će slučaju strujanje biti još nehomogenije.

Tlak se tada mjeri prema sljedećoj metodi:

1. Iza ventilatora odabire se prvi presjek i skenira sondom. U nekoliko točaka mjere se srednji totalni tlak i protok. Potonji se zatim uspoređuje s protokom na ulazu.
2. Dalje se odabire dodatni presjek — na najbližem ravnom dijelu nakon izlaza iz ventilacijskog uređaja. Od početka takvog fragmenta odmjeri se 4–6 D, a ako je duljina dijela manja, odabire se presjek na najudaljenijoj točki. Zatim se uzima sonda i određuju protok i srednji totalni tlak.

Od srednjeg totalnog tlaka na dodatnom presjeku oduzimaju se proračunski gubici na dionici iza ventilatora. Dobiva se totalni tlak na izlazu.

Zatim se uspoređuju protok na ulazu, te na prvom i dodatnom presjeku na izlazu. Ispravnim treba smatrati ulaznu vrijednost i jednu od izlaznih — onu koja je bliža po vrijednosti.

Možda ne postoji pravocrtni segment potrebne duljine. Tada se odabire presjek koji dijeli mjerni dio na dijelove u omjeru 3:1. Veći od tih dijelova trebao bi biti bliže ventilatoru. Mjerenja se ne smiju obavljati u dijafragmama, zasunima, odvojcima i drugim spojevima s uznemiravanjem zraka.

Razlike tlaka mogu se registrirati tlakomjerima, mjeračima potiska prema GOST 2405-88 i diferencijalnim manometrima prema GOST 18140-84 s klasom točnosti 0,5–1,0

U slučaju krovnih ventilatora, P_p se mjeri samo na ulazu, a na izlazu se određuje statički tlak. Brzinski tok nakon ventilacijskog uređaja gotovo se potpuno gubi.

Također preporučujemo da pročitate naš materijal o odabiru cijevi za ventilaciju.

Posebnosti izračuna tlaka

Mjerenje tlaka u zračnoj sredini otežano je zbog njezinih brzo promjenjivih parametara. Manometre treba kupovati elektroničke s funkcijom usrednjavanja rezultata dobivenih u jedinici vremena. Ako tlak naglo skače (pulsira), koristit će prigušivači koji ublažavaju razlike.

Treba zapamtiti sljedeće pravilnosti:

• ukupni tlak je zbroj statičkog i dinamičkog tlaka;
• ukupni tlak ventilatora trebao bi biti jednak gubicima tlaka u ventilacijskoj mreži.

Mjerenje statičkog tlaka na izlazu neće predstavljati problem. Za to se koristi cijev za statički tlak: jedan se kraj umetne u diferencijalni manometar, a drugi se usmjeri u presjek na izlazu iz ventilatora. Prema statičkom tlaku izračunava se brzina protoka na izlazu iz ventilacijskog uređaja.

Dinamički tlak također se mjeri diferencijalnim manometrom. Na njegove priključke spajaju se Pitot-Prandtlove cijevi. Na jedan kontakt – cijev za ukupni tlak, a na drugi – za statički tlak. Dobiveni rezultat bit će jednak dinamičkom tlaku.

Kako bi se saznali gubici tlaka u zračnom kanalu, može se kontrolirati dinamika protoka: čim se poveća brzina kretanja zraka, povećava se otpor ventilacijske mreže. Tlak se gubi zbog tog otpora.

Anemometri i termoanemometri mjere brzinu protoka u zračnom kanalu pri vrijednostima do 5 m/s ili više, anemometar treba odabrati prema GOST 6376—74

Pri povećanju brzine ventilatora statički tlak pada, a dinamički raste proporcionalno kvadratu povećanja protoka zraka. Ukupni tlak se neće promijeniti.

S pravilno odabranim uređajem dinamički tlak mijenja se izravno proporcionalno kvadratu protoka, a statički obrnuto proporcionalno. U tom slučaju količina upotrijebljenog zraka i opterećenje elektromotora, ako i porastu, bit će neznatni.

Neki zahtjevi za elektromotor:

• mali startni moment – zbog toga što se potrošnja snage mijenja u skladu s promjenom broja okretaja dovedenog na rotor;
• velika rezerva;
• rad na maksimalnoj snazi za veću uštedu.

Snaga ventilatora ovisi o ukupnom tlaku, te o učinkovitosti i protoku zraka. Posljednja dva pokazatelja koreliraju s propusnom sposobnošću ventilacijskog sustava.

U fazi njezina projektiranja morat ćete postaviti prioritete. Uzeti u obzir troškove, gubitke korisnog volumena prostorija, razinu buke.

Zaključci i koristan video na temu

Pregled fizičkih pokazatelja koji su potrebni za mjerenja:

Uloga tlaka u ventilacijskoj mreži:

Ventilator je jednostavna konstrukcija u obliku kotača s lopaticama. Istovremeno je to glavni dio ventilacijskog sustava. Mehanički uređaj utječe na tlak u zračnom kanalu i određuje učinkovitost ventilacije.

Ako želite izračunati tlak ventilatora, upoznajte se s veličinama poput brzine, protoka zraka, snage. Bolje ćete razumjeti bit mjerenja. Glavni pokazatelj, ukupni tlak, mjerite prema našim opisanim shemama.

Ako imate pitanja, postavite ih u obrascu ispod članka. Pišite komentare i razmjenjujte vrijedna znanja s drugim čitateljima. Možda imate iskustva u projektiranju ventilacijskih sustava – ono će biti korisno u nečijoj konkretnoj situaciji.