Calculul suprafeței conductelor de aer și fitingurilor: reguli pentru efectuarea calculelor + exemple de calcule folosind formule

Cheia pentru o funcționare impecabilă și eficientă a ventilației este un calcul competent al zonei conductelor și fitingurilor de aer, de care depinde atât selecția elementelor individuale, cât și a echipamentelor. Scopul calculului este de a asigura frecvența optimă a schimbărilor de aer în încăperi în conformitate cu scopul acestora.

În articol, am examinat în detaliu fiecare dintre etapele necesare ale calculelor: determinarea secțiunii transversale și a ariei reale a conductelor, calcularea vitezei aerului și selectarea parametrilor produselor modelate. În plus, am subliniat principalele cerințe pentru dimensiunea canalelor de ventilație și am dat, de asemenea, un exemplu de calcul al conductelor de aer pentru o casă privată.

Scopul efectuării calculelor

Caracteristici de calcul și selectarea conductelor de aer depind de tipul lor și de materialul din care sunt fabricate. Această din urmă caracteristică determină nuanțele care apar în timpul mișcării aerului și particularitățile interacțiunii unei avalanșe de aer cu pereții.

Conductele de aer sunt:

• metal - poate fi oțel negru, galvanizat, oțel inoxidabil;
• aluminiu ondulat flexibil;
• conducte de ventilație din plastic - flexibil si rigid;
• țesătură.

În funcție de geometria secțiunii transversale, conductele de aer sunt realizate rotunde, dreptunghiulare sau ovale. Acestea din urmă nu sunt la fel de populare ca primele două.

Chiar dacă există cel mai corect design al sistemului de ventilație, o eroare în selectarea secțiunilor conductelor de aer poate duce la întreruperea circulației aerului.

Consecința erorilor în calcule va fi umiditatea crescută, iar apoi mucegaiul și mucegaiul în cameră. Fără calculul corect al suprafeței tuturor părților, este imposibil să se selecteze elemente adecvate ale complexului de ventilație

Acest parametru depinde de:

• viteza de curgere a masei de aer și volumul acesteia;
• gradul de etanșeitate al conexiunilor;
• sistem de ventilație zgomotos;
• consumul de energie

Calculele efectuate corect vor face posibilă economisirea de bani, deoarece cantitatea de material va fi determinată cu precizie. Dar, pe lângă problemele economice, principalul lucru sunt parametrii de ventilație, care asigură condiții de viață confortabile pentru oameni.

Informații generale pentru calcularea ariei secțiunii transversale

Suprafața conductelor pentru o conductă de aer este calculată folosind diferite valori:

1. Pentru respectarea parametrilor sanitari și igienici (SanPiN).
2. După numărul de locuitori.
3. După suprafața camerelor.

Rezultatul poate fi obținut atât pentru o cameră separată, cât și pentru casa în ansamblu. Pentru calcule există programe speciale cu algoritmi încorporați. O altă opțiune de calcul este utilizarea formulelor.

În timpul proiectării lor, aria secțiunii transversale a canalelor de aer este selectată astfel încât aerul să se miște pe toate lungimile cu aproximativ aceeași viteză. Pe toată lungimea sistemului, cantitatea de aer este diferită, astfel încât aria secțiunii transversale a conductei de aer ar trebui să se modifice în sus pe măsură ce volumul masei de aer crește.

Dacă luăm în considerare ventilația prin evacuare, cuadratura secțiunii transversale crește pe măsură ce se apropie de ventilator.Acesta este singurul mod de a garanta mai mult sau mai puțin aceeași viteză a masei de aer pe toată lungimea conductei de aer

Pe măsură ce secțiunea transversală circulară crește, viteza fluxului de aer scade. În același timp, zgomotul aerodinamic va fi, de asemenea, redus. Dezavantajul unor astfel de canale de aer este volumul designului, ceea ce face imposibilă instalarea lor în spațiul dintre tiraj și tavanele suspendate, precum și costul crescut.

Dacă acest lucru nu este posibil, puteți prefera geometria dreptunghiulară, deoarece înălțimea secțiunii dreptunghiulare este mai mică. Pe de altă parte, produsele rotunde sunt mai ușor de instalat și au și propriile avantaje operaționale.

Deoarece conductele de aer rotunde nu pot încăpea întotdeauna în interior, iar cele dreptunghiulare mai plăcute din punct de vedere estetic sunt scumpe, merită să luați în considerare produsele ovale ca alternativă. Sunt atât ergonomice, cât și eficiente

Alegerea unei opțiuni sau a alteia depinde de prioritățile utilizatorului. Dacă economiile de energie, zgomotul minim sunt în prim plan și există toate posibilitățile de instalare a unei rețele mari, cea mai bună alegere este forma rotundă a conductei de aer.

Etape de calcul

Lucrările de calcul constă în mai multe etape:

1. Întocmirea unui general diagrame ale sistemului de ventilație. Aici trebuie remarcate lungimile secțiunilor drepte, piesele rotative și tipul acestora și locurile în care se modifică secțiunea.
2. Selectarea unui curs de schimb de aer identic cu cerințele sanitare și igienice.
3. Calculul vitezei de deplasare a maselor de aer prin conductă. Acest parametru depinde de tip de ventilație, și poate fi natural sau forțat.
4. Calculul suprafeței conductei de aer și alți parametri.

Există multe programe pentru efectuarea unor astfel de calcule.

Calcularea formulelor pentru un sistem complex nu este o sarcină ușoară.Pentru o casă mică, calcularea ariei elementelor individuale și a secțiunii transversale a conductelor de aer este destul de posibilă

Calculul secțiunii transversale a conductei

Expresia folosită pentru a calcula cuadratura elementelor de formă și a conductelor de aer arată astfel:

Sc = (L x 2,778): V,

Unde:

• Sc - suprafata in sectiune transversala;
• L — debitul de aer care circulă în sistem;
• 2.778 — coeficient care reconciliază dimensiuni diferite;
• V — viteza unei avalanșe de aer într-un anumit loc, măsurată în metri pe secundă.

Rezultatul calculului va fi o valoare măsurată în cm².

Există o formulă alternativă:

S = L : k × V,

Coeficientul K în acest caz este 3600.

Determinarea suprafeței reale a conductei

Zona obișnuită de ventilație pentru conductele de ventilație rotunde se calculează folosind formula:

S = (π x D2): 400,

Unde:

• S — suprafața reală;
• D — diametrul.

Pentru conducte dreptunghiulare:

S = (A x B): 100,

Unde:

• S — suprafața reală;
• D - diametrul;
• A — înălțimea conductei de aer;
• ÎN - latimea structurii.

Aria secțiunii transversale pentru o țeavă cu o secțiune transversală ovală este calculată folosind formula:

S = π × A × B: 4,

Unde:

• A - diametru mai mare al ovalului;
• ÎN - diametru mai mic corespunzător.

Există și alte formule pentru calcularea ariei conductei de aer.

Folosind un document de reglementare, cum ar fi SNiP, puteți compara dimensiunile secțiunii transversale ale conductelor de aer cu indicatorii necesari. Acest lucru face și mai ușor să se determine dimensiunea adecvată a conductei de aer.

Unii producători furnizează nomograme în descrierea conductelor de aer. Ele sunt și în literatura normativă.

Nomograma pentru o conductă de aer metalică cu secțiune transversală circulară. Valorile din acesta sunt înlocuite în formulă. Toate conductele de aer flexibile sunt completate cu astfel de scheme (+)

Din nomograme puteți lua valoarea ariei secțiunii transversale. Este aproximativ, dar potrivit pentru crearea unui sistem cu zgomot minim.

Pentru a găsi dimensiunile conductelor pentru o anumită conductă de derivație care transportă un anumit volum de aer, trebuie să faceți următoarele:

1. Determinați pe nomogramă punctul de intersecție al volumului de aer deplasat în 1 oră și linia cu cea mai mare viteză pentru secțiunea de proiectare.
2. În apropierea acestui punct, găsiți valoarea celui mai potrivit diametru.

În plus, având o nomogramă, puteți nu numai să facilitați calculul secțiunii transversale a conductelor de aer și a fitingurilor, ci și să specificați pierderea de presiune de-a lungul unei secțiuni a liniei de aer la o viteză stabilită.

Nu este necesar să folosiți o nomogramă; puteți determina aria secțiunii transversale necesare în funcție de viteza masei de aer.

Calculul vitezei aerului

Folosind formule sau tabele speciale, calculați viteza conductei de aer. Parametrul cheie aici este indicele de multiplicitate, care determină volumul de aer la care o cameră cu un volum de 1 m2 este complet ventilată.³ în termen de 1 oră.

Pentru a determina indicele de multiplicitate, experții recomandă studierea condițiilor specifice la unitățile industriale existente pentru care există date reale privind eliberarea de gaze, vapori toxici etc. Cel mai bine este să faceți un calcul independent folosind formule.

Pentru a simplifica calculele, există tabele speciale din care puteți lua valoarea gata făcută a indicatorului de multiplicitate, dar trebuie să rețineți că acestea conțin parametri rotunjiți.

Formula de calcul a multiplicității arată astfel:

N=V:W,

Unde:

• N — multiplicitatea necesară;
• V - volumul masei de aer proaspăt care intră în cameră în decurs de o oră;
• W - volumul camerei.

Unitatea de multiplicitate este numărul de ori/oră, V se măsoară în mᶾ/h, volumul este în mᶾ.

Să luăm în considerare un exemplu specific de determinare a cantității necesare de aer prin multiplicitate.

Există un living cu un volum de 22 mᶾ. Va necesita aer: L = 22 x 6 = 132 m³, aici 6 este rata de schimb de aer luată din tabel.

Viteza de mișcare a masei (V) se măsoară în m/s și se determină cu formula:

V=L: 3600 x S,

Unde:

• L — aer utilizat (mᶾ/h);
• S — aria secțiunii a conductei de aer (mᶾ).

În plus, încă 2 parametri afectează viteza aerului: nivel de zgomot, coeficient de vibrație. Ele trebuie luate în considerare la proiectarea sistemului.

Exemplu de calcul pentru o cabană mică

Pentru calcul a fost luată o cabană cu o suprafață internă de 108,8 m² si o inaltime de la podea la tavan de 3 m. In interior se afla living, dormitor, camera copiilor, bucatarie, baie. Indicatorul de multiplicitate este considerat egal cu 1.

Sistemul de ventilație vă permite să scăpați din cameră de impuritățile care sunt dăunătoare sănătății - potențial periculoase și provocând reacții alergice, agravând bunăstarea

Mai întâi, calculați cantitatea de aer eliminat și de intrare pentru întreaga clădire.

Metoda SNiP este utilizată pentru aceasta:

1. Deoarece dormitorul și camera de zi au aceeași suprafață, cantitatea de aer eliminată din ele este de 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ/h.
2. Pentru camera unui copil - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ/h.
3. Pentru bucătărie - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ/h.
4. Pentru o baie - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ/h.
5. Ca rezultat: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

Coridorul și holul nu au fost luate în considerare. 100 mᶾ este volumul care trece prin hota în bucătărie.

Distribuția corectă a fluxului de aer în casă este, de asemenea, un punct foarte important. În clădirile de acest tip se instalează de obicei un sistem de ventilație naturală.Există încă un element coercitiv aici - hota de bucatarie.

Apoi, determinați diametrele conductelor de ventilație. De la 100 m³ Dacă capota este îndepărtată forțat, atunci nu rămâne decât să distribuiți restul de 294 m³. Vor pleca natural prin 2 arbori. Pentru fiecare va fi necesar: ​​294: 2 = 147 mᶾ.

Deoarece viteza aerului în puțurile de ventilație naturală variază de la 0,5 la 1,5 m/s, valoarea medie de 1 m/s este de obicei luată în calcule. Înlocuind valorile cunoscute în formula S = L: k × V, se găsesc: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

Acum este posibil să se determine diametrul unei conducte de aer cu un cerc în secțiune transversală folosind formula: S = (π x D2) : 400 sau 0,0408 = (3,14 x D2) : 400.

După ce au rezolvat această ecuație cu o necunoscută, prin calcule simple, ei constată că diametrul conductei de aer este de 2,28 mm. Pentru această valoare este selectată cea mai apropiată dimensiune standard a conductei.

Folosind acest tabel de conversie, puteți selecta diametrul echivalent al unei conducte circulare. Acest lucru simplifică foarte mult calculul

Când instalați o conductă de aer dreptunghiulară, selectați dimensiunea acesteia conform tabelului, concentrându-vă pe zonă. Cea mai apropiată valoare mai mare este 200 x 250 mm.

Folosind aceeași schemă, se determină aria secțiunii transversale a ieșirii pentru hota de bucătărie, cu diferența că viteza aerului aici este de 3 m/s. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m² sau diametrul 107 mm.

Un tabel de conversie este necesar atunci când trebuie să calculați conductele de aer cu o secțiune transversală dreptunghiulară și să aplicați tabelul pentru produse rotunde. Iată diametrele conductelor de aer cu o secțiune transversală circulară, în care reducerea presiunii datorată frecării este egală cu aceeași valoare într-un design dreptunghiular.

Există trei moduri de a determina valoarea echivalentă:

• prin viteza;
• de-a lungul secțiunii transversale;
• prin consum.

Aceste valori sunt asociate cu diferiți parametri ai conductei de aer. Fiecare dintre ele are o metodă individuală de utilizare a tabelelor. Principalul lucru este că, indiferent de tehnica utilizată, cantitatea de pierdere de presiune din cauza frecării este aceeași.

În final, se verifică viteza: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Aceasta este în limita acceptabilă.

Produse modelate și calculul lor

La instalarea conductelor de aer secțiunile drepte de diferite dimensiuni sunt conectate folosind produse modelate.

Atunci când se produc atât conducte de aer, cât și fitinguri, este necesar să se calculeze suprafața acestora. Fără aceasta, este imposibil să se determine cantitatea corectă de material necesară pentru fabricarea pieselor.

Produsele modelate includ:

1. Îndoituri. Sunt folosite pentru a schimba direcția conductei de aer în orice unghi. Sunt atât rotunde, dreptunghiulare și ovale.
2. Tranziții. Sunt folosite pentru a conecta conducte de aer de diferite secțiuni. Orice geometrie - de la rotund la combinat.
3. Cuplaje, mameloane. Conectați secțiuni drepte ale autostrăzii.
4. Tricouri. Ramurile sau două ramuri ale conductei de aer sunt conectate.
5. cioturi. Blocarea fluxului de aer.
6. Traverse. Separați sau conectați fluxurile de aer.
7. Rațe. Asigurați tranziția pe mai multe niveluri a conductei de aer.

Pentru a calcula parametrii necesari ai produselor modelate, sunt necesare abilități matematice.

Fiecare produs modelat are propriul său rol special în sistemul de ventilație. Producătorii proiectează fiecare dintre ele separat. Sunt furnizate împreună cu elementele principale

O eroare făcută într-un indicator va duce la o deteriorare a caracteristicilor operaționale ale sistemului. Nu există formule gata făcute pentru astfel de calcule.

Tabelul prezintă dimensiunile standard ale conductelor de aer. Chiar și profesioniștii folosesc aceste tabele speciale și similare în loc de calcule complexe

Mulți designeri folosesc programe speciale și calculatoare online. Trebuie doar să introduceți valorile primare și să obțineți parametri gata pregătiți la ieșire.

Programele vă permit nu numai să determinați dimensiunile necesare pentru toate piesele, ci și să faceți dezvoltarea acestora. O astfel de dezvoltare, imprimată pe o imprimantă 3D, permite o potrivire perfectă a canalelor de ventilație.

Cerințe de bază de calcul

La determinarea parametrilor finali ai conductelor de aer, este necesar să se țină seama de faptul că la determinarea ariei conductelor de aer trebuie să se asigure că:

1. Regimul de temperatură în încăpere este asigurat. Acolo unde există căldură în exces, se asigură eliminarea acesteia, iar acolo unde există o deficiență, pierderile sale sunt minime.
2. Viteza de mișcare a aerului nu reduce în niciun fel nivelul de confort al oamenilor din cameră. Purificarea aerului este necesară în zonele de lucru.
3. Compușii chimici nocivi și particulele în suspensie prezente în aer sunt prezente într-un volum corespunzător GOST 12.1.005-88.

Pentru camerele individuale, o condiție prealabilă pentru selectarea zonei canalelor de aer este menținerea constantă a presiunii și excluderea alimentării cu aer din exterior.

La calcularea rezistenței liniei, se ia în considerare pierderea de presiune. Pentru ca fluxul de masă de aer să învingă rezistența în timpul mișcării, este necesară o presiune adecvată

Categoria de spații în care este necesară backup include subsolurile, precum și spațiile în care se pot acumula substanțe nocive.

Concluzii și video util pe această temă

Program online pentru a ajuta inginerul proiectant:

Complot despre organizarea ventilației unei case private în ansamblu:

Aria secțiunii transversale, forma și lungimea conductei de aer sunt câțiva dintre parametrii care determină performanța sistemului de ventilație. Calculul corect este extrem de important, deoarece... De ea depind capacitatea de debit de aer, precum și viteza de curgere și funcționarea eficientă a structurii în ansamblu.

Când utilizați un calculator online, gradul de precizie al calculului va fi mai mare decât atunci când se calculează manual. Acest rezultat se explică prin faptul că programul rotunjește automat valorile la valori mai precise.

Aveți experiență personală în proiectarea, instalarea și calcularea unui sistem de conducte de aer? Doriți să vă împărtășiți cunoștințele acumulate sau să puneți întrebări pe această temă? Vă rugăm să lăsați comentarii și să participați la discuții - formularul de feedback se află mai jos.