Статическое давление вентилятора что это. Как определить давление вентилятора: способы измерить и рассчитать давление в вентиляционной системе

Полный напор на входе в систему вентиляции определяется в поперечном сечении вентиляционного канала, которое должно находиться на расстоянии двух гидравлических диаметров воздуховода (2D). Перед местом, где осуществляется измерение, в идеале необходимо предусмотреть прямой участок воздуховода длиной не менее четырех диаметров (4D) и без каких-либо возмущений в потоке воздуха.

Как определить давление вентилятора: способы измерить и рассчитать давление в вентиляционной системе

На первый взгляд, сантехника может показаться простой и не требующей глубоких знаний или сложных расчетов. Однако это всего лишь поверхностное понимание. Фактически, сантехническая область так же сложна, как и любая другая профессиональная сфера, и требует от специалистов наличия обширных знаний и навыков. Поэтому давайте кратко погрузимся в учебный процесс, связанный с сантехникой, чтобы лучше понять, какие параметры и моменты нужно учитывать для достижения профессионализма в этой области.

Ключевым элементом, обеспечивающим эффективность вентиляции, является правильно подобранное давление вентилятора. Существуют два основных способа для самостоятельного определения напора. Первый метод — это прямое измерение давления в различных точках системы. Второй подход — вычисление двух видов давления из трех доступных данных, чтобы определить неизвестную величину.

Давление, также известное как напор, может быть статическим, динамическим (скоростным) и полным. Каждый из этих типов давления имеет свои особенности и назначения. Полное давление, в свою очередь, разделяется на три категории вентиляторов.

Аэродинамическая характеристика осевых вентиляторов представлена на графике: Pv — полное давление, N — мощность, Q — расход воздуха, ƞ — коэффициент полезного действия (КПД), u — скорость потока, n — частота вращения.

В техническом паспорте к вентилятору обычно указываются его аэродинамические характеристики, включая полное и статическое давление для конкретной производительности. На практике часто наблюдаются расхождения между заводскими и фактическими параметрами, что может быть связано с конструктивными особенностями различных вентиляционных систем.

В профилактических целях существуют международные и государственные стандарты, направленные на повышение точности измерений при лабораторных испытаниях.

На территории России чаще всего применяются методы A и C, позволяющие косвенно определять напор воздуха после работы вентилятора, основываясь на установленной производительности. Разные методики могут либо включать, либо не включать втулку рабочего колеса в расчет площади выхода.

Снижение давления теплоносителя ниже нормы – следствие его утечки

Если давление, которое фиксируется при отсутствии циркуляции, уменьшается до значения менее 0,02 бара, и если давление газа в расширительном бачке остается в норме, стоит начать поиск возможных утечек жидкости. Утечки, особенно крупные, можно заметить визуально, но мелкие дефекты требуют более тщательной проверки, включая пневмоиспытания системы. Во время таких испытаний внутрь системы закачивается сжатый воздух, и ждут звуков шипения или свиста, которые указывают на места разгерметизации. Наиболее распространенные места утечек находятся в точках соединения трубопроводов с элементами арматуры и отопительными приборами.

Стоит отметить, что профилактикой появления таких утечек эффективно служит опрессовка системы, которая представляет собой гидроиспытания с повышенным давлением. Перед началом гидроиспытаний систему заполняют водой с помощью ручного насоса, который позволяет плавно увеличивать давление. Если после достижения определенного уровня давления показатели манометра начинают снижаться, это однозначно указывает на наличие утечек, которые следует искать как визуально, так и на слух, проводя пневмоиспытания.

Технология проведения опрессовки системы отопления.

Системы ремонта воздуховодов и отопления постоянно совершенствуются. Например, совсем недавно в России стал популярным метод устранения утечек в трубопроводах, который основывается на использовании жидкого герметика. Такой герметик добавляется в систему через насос, и, растворяясь в теплоносителе, реагирует с воздухом в местах утечек, создавая прочный уплотняющий слой и эффективно закрывая любые течи в течение 1-7 дней, в зависимости от размеров дефектов. Среднее соотношение герметика к теплоносителю для продукта марки BCG составляет 1:100, что означает, что для ремонта системы объемом 100-200 литров потребуется всего 1-2 литра герметика.

Давление в вентиляционной системе

Эффективность вентиляции напрямую зависит от правильного выбора давления вентилятора. Для самостоятельного измерения напора применяются те же два метода: прямые замеры давления в разных точках и вычисление двух видов давления из трех для определения неизвестной величины.

Это интересно: Вентиляция на балконе и лоджии своими руками пошагово.

В области вентиляции давление может быть статическим, динамическим (скоростным) и полным. Полное давление, в свою очередь, делится на три категории.

График аэродинамических характеристик осевых вентиляторов: Pv — полное давление, N — мощность, Q — расход воздуха, ƞ — КПД, u — скорость, n — частота вращения.

В технической документации к вентиляторам часто можно найти данные об их аэродинамических характеристиках, включая характеристики статического и полного давления при установленной производительности. Однако в реальности заводские параметры часто отличаются от фактических, что может быть связано с различиями в конструкции вентиляционных систем.

Для достижения точных данных существуют международные и государственные стандарты, которые помогают повысить точность измерений в лабораторных условиях.

В России, как правило, применяются методы A и C, в которых косвенно определяют напор воздуха после вентилятора, основываясь на его производительности. Также, в различных методиках может возникнуть разница в том, включают они втулку рабочего колеса в общую площадь выхода или нет.

Формулы для расчета напора вентилятора

Суть расчета напора заключается в соотношении сил, действующих на поток воздуха, и площади сечения, через которую он движется. В случае вентиляционного канала речь идет о воздушной среде и его сечении.

Поток воздуха в канале распределяется неравномерно и не движется под прямым углом к поперечному сечению. Чтобы выяснить точный напор, необходимо провести несколько замеров в разных точках, как на входе, так и на выходе вентилирующего прибора.

Осевые вентиляторы применяются как в изолированном виде, так и в системе воздуховодов, их эффективность проявляется в областях, где требуется перемещение больших объемов воздуха при сравнительно низком давлении.

Чтобы вычислить полное давление вентилятора, используется следующая формула: Pп = Pп (вых.) — Pп (вх.), где:

Pп (вых.) — полное давление на выходе из устройства;
Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Формула для расчета статического давления вентилятора записывается слегка по-другому: Рст = Рст (вых.) — Pп (вх.), где:

Рст (вых.) — статическое давление на выходе из устройства;
Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Стоит отметить, что статический напор не указывает на количество энергии, необходимой для ее передачи в системе, а служит лишь дополнительным параметром для расчета полного давления. Полное давление является основным критерием при выборе вентиляторов, как для бытовых, так и для промышленных решений. Понижение полного напора указывает на потери энергии в системе.

Статическое давление внутри самого вентиляционного канала рассчитывается как разница статического давления на входе и выходе из системы вентилирования: Рст = Pст 0 — Рст 1. Это вторичный параметр.

Проектировщики задают параметры с учетом небольших засорений или без них; на графике продемонстрировано несоответствие статического давления одного и того же вентилятора в разных вентиляционных сетях.

Правильный выбор вентилирующего устройства включает следующие нюансы:

Определение расхода воздуха в системе (м³/с);
Подбор вентилятора на основе произведенного расчета;
Получение скорости на выходе по выбранному вентилятору (м/с);
Расчет полного давления устройства;
Измерение статического и динамического напора для последующего сравнения с полным давлением.

Для нахождения места измерения напора необходимо учитывать гидравлический диаметр воздуховода, который можно определить по следующей формуле: D = 4F / П. Здесь F обозначает площадь сечения трубы, а П — ее периметр. Расстояние для определения места замера на входе и выходе измеряется в количестве D.

Динамический напор

Динамическое давление вентилятора, в отличие от статического и полного, также может называться скоростным. В формулах этот параметр обозначается символами q или Q и измеряется в паскалях или миллиметрах водяного столба.

Для расчета динамического давления используется следующая формула: q=1/2 · ρ · ʋ², где в обозначениях:
ρ – плотность воздушных масс (в кг/м³), а ʋ² – скорость потока (в м/с) в квадрате.

Это интересно: Анемостат – что это такое

В системах вентиляции, как правило, не создаются условия, при которых сжатие воздуха влияет на увеличение его плотности. Поэтому значение ρ в расчетах берется равным – 1,2 кг/м³.

Динамически напор можно воспринимать как кинетическую энергию, приходящуюся на единицу объема рабочей среды. Уравнение Бернулли: Q _o – Q _s = 1/2 · ρ · ʋ² используется для этих расчетов, где Q _o — общее или полное давление, Q _s — статическое давление.

Когда воздушный поток мгновенно остановляется, на участке для измерения создается динамическое значение, равное разнице между давлением застоя и статическим давлением. Убедитесь, что измерения проводятся на точке застоя потока.

Работающая вентиляционная установка создает разрежение в области забора воздуха, а на выходе образуется повышенное давление. Разница этих величин и составляет динамический напор. Его нужно измерять в точках на входе и выходе вентилятора.

Динамическое значение показывает силу, с которой лопасти вентилятора проталкивают воздушные массы через систему воздуховодов, учитывая преодоление различных сопротивлений. К таким преградам относятся повороты, изгибы, узлы управления, а также сужающееся сечение воздуховодов. На сопротивление также влияет материал и форма воздуховодов.

Для примера можно рассмотреть текстильный перфорированный воздуховод, который часто используется в промышленности. При удлинении канала объем и скорость воздушного потока уменьшаются. В результате на выходе трубопровода динамическое давление будет уменьшаться, а статическое — возрастать.

Из-за этого постепенного уменьшения объема перемещаемого воздуха потери на трение о стенки воздуховодов не учитываются. Таким образом, на выходе трубопровода увеличенное статическое значение может быть приравняно к полному давлению.

Важно понимать, что знать динамическое давление необходимо для:

Правильного проектирования вентиляции для определения технических параметров оборудования и воздуховодов;
Тестирования производительности вентиляционного оборудования.

Получение корректных значений динамического давления позволяет обеспечить оптимальную вентиляцию, при которой на выходе воздуховодов создаются потоки воздуха, скорость и объем которых соответствуют проектным требованиям.

Полное давление

Для нормальной работы вентиляционной системы важно учитывать статическое и динамическое давление, поскольку их сумма образует третью величину — полное давление вентилятора. По определению, полное давление является суммой статического и динамического напора.

Формула для расчета полного давления вентилятора: Q_p = Q_o + Q_s. Здесь Q _o — это общее или полное давление, а Q _s — статическое давление.

Суммарные статическое и динамическое давления определяют полный напор вентиляционного оборудования.

Важно отметить, что величина полного напора должна равняться общим потерям давления в системе вентиляции.

На этапе проектирования вентиляционной сети необходимо знать, какой уровень полного давления потребуется. По расчетным данным определяют, насколько характеристики оборудования подходят для реализации вентиляции в заданном объекте.

Измерение напора на входе производится в поперечном сечении канала вентилятора. Рекомендуется проводить замеры на расстоянии, равном двум диаметрам воздуховода (2D) от края устройства. Перед местом, где производятся измерения, должно находиться ровное пространство длиной не менее четырех диаметров (4D).

В условиях, когда не удается провести измерение полного давления на входе, можно установить хонейкомб — устройство, которое выравнивает воздушные потоки. Оно представляет собой решетку с ячейками, длина которых колеблется от 5 до 10 мм, а толщина стенок составляет 0,5-2 мм. Внутрь канала устанавливают приемное устройство, и данные замеров проводятся как минимум в трех точках сечения для вычисления среднего значения.

Измерение полного напора на выходе может быть осложнено неоднородной структурой воздушного потока. Возвратные воздушные массы могут затруднить определение скорости потока на выходе. Чтобы более точно выровнять поток, можно также установить хонейкомб либо провести измерение на расстоянии 7-10 диаметров выходного воздуховода.

Кроме того, измерение затрудняется при наличии колен и отрывных диффузоров, установленных на выходе, что также увеличивает неоднородность потока. Измерения рекомендуется проводить следующими способами:

Прибором-датчиком сканируют несколько точек для определения среднего полного напора и производительности системы. Для первой замеров используется первое сечение сразу за вентиляционным устройством. Результаты замеров сопоставляются с показателями производительности, полученными ранее на входе.
Дополнительные измерения производятся на ровном участке воздуховода. Для этого от резкого конца канала, проложенного от выхода вентустановки, необходимо отмерить расстояние в 4-6 диаметров. На укороченном воздуховоде используется максимальная дальняя точка для замеров. Сканирование участка позволяет вычислять средний полный напор и производительность.

Это интересно: Всё о принудительной вентиляции

После получения среднего полного значения, дополнительно измеренного на прямом участке, его необходимо скорректировать, вычитая расчетные потери давления в воздуховоде после вентилятора. Результат становится полным напором на выходе и считается окончательным значением.

Ответы на актуальные вопросы

Для расчета скоростного давления применяется следующая формула: q=1/2 • ρ • ʋ². Обозначения в формуле следующие: ρ – плотность воздушных масс (кг/м³), ʋ² – скорость потока (м/с) в квадрате.

Особенности расчета напора

Измерение давления в воздушной среде может быть затруднено из-за быстрого изменения ее параметров. Профессиональные манометры лучше выбирать электронные, обладающие функцией усреднения значений, получаемых за единицу времени. Если напор меняется резко и пульсирует, рекомендуется использовать демпферы, которые сглаживают колебания.

Следует помнить о важных закономерностях в расчетах:

Полное давление — это сумма статического и динамического давления;
Полный напор вентилятора должен соответствовать потерям давления в вентиляционной сети.

Для измерения статического давления на выходе используются специальные трубки для статического напора: один конец соединяется с дифманометром, а другой помещается в сечение на выходе вентилятора. На основе статического напора можно узнать скорость движения воздуха на выходе вентилирующего устройства.

Динамическое давление измеряется с помощью дифманометра. Для этого к его соединениям присоединяются трубки Пито — Прандтля. К одному коннектору подключается трубка для полного напора, а к другому — для статического. Разность значений и будет равно динамическому давлению.

Чтобы выяснить потери давления в воздуховоде, стоит следить за динамикой потока. Как только скорость движения воздуха увеличивается, повышается сопротивление в вентиляционной сети, что приводит к потерям напора.

Анемометры и термоанемометры позволяют измерить скорость потока в воздуховоде при значениях до 5 м/с или больше; анемометры следует выбирать в соответствии с ГОСТ 6376—74.

Параметры вентилятора и их действия следующие: при увеличении скорости работы вентилятора статический напор падает, а динамический увеличивается в соответствии с квадратом роста расхода воздуха. Такой при этом общий уровень давления остается неизменным.

При хорошо подобранном вентилирующем устройстве динамическое давление увеличивается пропорционально квадрату расхода, а статическое — наоборот, уменьшается пропорционально. В данной ситуации количество используемого воздуха и нагрузка на электродвигатель могут незначительно увеличиваться.

Существенные требования к электродвигателю включают:

Минимальный пусковой момент — поскольку расход мощности меняется в зависимости от изменения числа оборотов, подводимого к кубу;
Наличие большого запаса;
Эффективная работа на максимальном уровне мощности для достижения большей экономии.

Мощность вентилятора зависит от полного напора, а также от КПД и расхода воздуха. Эти два показателя взаимосвязаны и влияют на пропускную способность всей вентиляционной системы.

На стадии проектирования следует заранее предусмотратели множество факторов, таких как затраты, потери полезного объема в помещениях и уровень шума.

Этап третий: увязка ответвлений

После того как были проведены все необходимые расчеты, нужно выполнить увязку нескольких ответвлений. Если система обслуживает один уровень, увязываются ответвления, не входящие в магистраль. Расчеты производятся аналогично расчетам для основной линии, а итоговые данные заносятся в таблицу. В многоэтажных зданиях для увязки используются поэтажные ответвления на промежуточных уровнях.

Критерии увязки

В процессе увязки сравниваются значения суммы потерь давления по соединяемым участкам с потерями давления в параллельно подключенной магистрали. Отклонение не должно превышать 10 процентов. В случае превышения этого значения возможно использование следующих методов для увязки: