ما هو الضغط الساكن والديناميكي. تحديد الضغط الديناميكي في مجرى الهواء

إذا كنت تولي اهتمامًا كافيًا للراحة في المنزل ، فربما توافق على أن جودة الهواء يجب أن تكون في المقام الأول. الهواء النقي مفيد لصحتك وتفكيرك. ليس من العار دعوة الضيوف إلى غرفة تفوح منها رائحة طيبة. إن بث كل غرفة عشر مرات في اليوم ليس بالمهمة السهلة ، أليس كذلك؟

يعتمد الكثير على اختيار المروحة ، وقبل كل شيء ضغطها. ولكن قبل أن تتمكن من تحديد ضغط المروحة ، عليك أن تتعرف على بعض المعلمات المادية. اقرأ عنها في مقالتنا.

بفضل مادتنا ، سوف تدرس الصيغ ، وتتعرف على أنواع الضغط في نظام التهوية. لقد قدمنا ​​لك معلومات حول إجمالي رأس المروحة وطريقتين يمكن قياسها بهما. نتيجة لذلك ، ستتمكن من قياس جميع المعلمات بنفسك.

ضغط نظام التهوية

لكي تكون التهوية فعالة ، يجب تحديد ضغط المروحة بشكل صحيح. هناك خياران للقياس الذاتي للضغط. الطريقة الأولى مباشرة ، حيث يتم قياس الضغط في أماكن مختلفة. الخيار الثاني هو حساب نوعين من الضغط من أصل 3 والحصول على قيمة غير معروفة منهم.

الضغط (أيضًا - الرأس) ثابت وديناميكي (عالي السرعة) وكامل. وفقًا للمؤشر الأخير ، هناك ثلاث فئات من المعجبين.

الأول يشمل الأجهزة ذات الرأس <1 كيلو باسكال ، والثاني - 1-3 كيلو باسكال وأكثر ، والثالث - أكثر من 3-12 كيلو باسكال وما فوق. في المباني السكنية ، يتم استخدام أجهزة من الفئتين الأولى والثانية.

الخصائص الديناميكية الهوائية للمراوح المحورية على الرسم البياني: Pv - الضغط الكلي ، N - الطاقة ، Q - معدل تدفق الهواء ، - الكفاءة ، u - السرعة ، n - تردد الدوران

في التوثيق الفني للمروحة ، يُشار عادةً إلى المعلمات الديناميكية الهوائية ، بما في ذلك الضغط الإجمالي والثابت بسعة معينة. في الممارسة العملية ، غالبًا ما لا تتطابق "المصنع" والمعلمات الحقيقية ، ويرجع ذلك إلى ميزات تصميم أنظمة التهوية.

هناك معايير دولية ووطنية تهدف إلى تحسين دقة القياسات في ظروف المختبر.

في روسيا ، عادةً ما يتم استخدام الطريقتين A و C ، حيث يتم تحديد ضغط الهواء بعد المروحة بشكل غير مباشر ، بناءً على السعة المركبة. في العديد من التقنيات ، تشتمل منطقة المخرج على جلبة دولاب الدفع أو لا تشتمل عليها.

صيغ لحساب رأس المروحة

الرأس هو نسبة القوى المؤثرة والمنطقة التي يتم توجيهها إليها. في حالة قناة التهوية ، نتحدث عن الهواء والمقطع العرضي.

تدفق القناة غير متساو ولا يتدفق بزاوية قائمة على المقطع العرضي. لن يكون من الممكن معرفة الرأس الدقيق من قياس واحد ؛ سيتعين عليك البحث عن متوسط ​​القيمة عبر عدة نقاط. يجب أن يتم ذلك للدخول والخروج من جهاز التهوية.

تستخدم المراوح المحورية بشكل منفصل وفي مجاري الهواء تعمل بشكل فعال حيث يكون من الضروري نقل الكتل الهوائية الكبيرة عند ضغط منخفض نسبيًا

يتم تحديد إجمالي ضغط المروحة من خلال الصيغة Pp = Pp (خارج) - Pp (in)أين:

• Pп (خارج) - الضغط الكلي عند مخرج الجهاز ؛
• Pп (بوصة) - الضغط الكلي عند مدخل الجهاز.

بالنسبة للضغط الساكن للمروحة ، تختلف الصيغة قليلاً.

تتم كتابته كـ Pst = Pst (خارج) - Pp (in) ، حيث:

• Рst (خارج) - ضغط ثابت عند مخرج الجهاز ؛
• Pп (بوصة) - الضغط الكلي عند مدخل الجهاز.

لا يمثل الرأس الثابت الكمية المطلوبة من الطاقة لنقلها إلى النظام ، ولكنه يعمل كمعامل إضافي يمكنك من خلاله معرفة الضغط الكلي. المؤشر الأخير هو المعيار الرئيسي عند اختيار مروحة: منزلية وصناعية. يعكس الانخفاض في إجمالي الرأس فقد الطاقة في النظام.

يتم الحصول على الضغط الساكن في قناة التهوية نفسها من الاختلاف في الضغط الساكن عند مدخل ومخرج التهوية: Pst = Pst 0 - Pst 1... هذه معلمة ثانوية.

يوفر المصممون معلمات مع مراعاة القليل من الانسداد أو عدم وجود انسداد على الإطلاق: تُظهر الصورة تباين الضغط الثابت لنفس المروحة في شبكات التهوية المختلفة

يتضمن الاختيار الصحيح لجهاز التهوية الفروق الدقيقة التالية:

• حساب استهلاك الهواء في النظام (m³ / s) ؛
• اختيار الجهاز بناءً على هذا الحساب ؛
• تحديد سرعة الإخراج للمروحة المختارة (م / ث) ؛
• حساب الجهاز Pp ؛
• قياس الرأس الثابت والديناميكي للمقارنة بالرأس الكلي.

لحساب نقاط قياس الضغط ، يتم إرشادهم بالقطر الهيدروليكي لمجاري الهواء. يتم تحديده بواسطة الصيغة: D = 4F / P.... F هي مساحة المقطع العرضي للأنبوب ، و P هي محيطها. يتم قياس المسافة لتحديد نقطة القياس عند المدخل والمخرج بالرقم D.

كيف تحسب ضغط التهوية؟

يتم قياس رأس المدخل الكلي في المقطع العرضي لأنبوب التهوية ، الموجود على مسافة قطري مجرى هيدروليكي (2D). من الناحية المثالية ، يجب أن تكون هناك قطعة مستقيمة من مجرى الهواء بطول 4D وتدفق غير مضطرب أمام موقع القياس.

من الناحية العملية ، الشروط المذكورة أعلاه نادرة ، ثم يتم تثبيت قرص العسل أمام المكان المطلوب ، مما يعمل على تقويم تدفق الهواء.

ثم يتم إدخال مستقبل الضغط الكلي في نظام التهوية: في عدة نقاط في القسم بدورها - على الأقل 3. يتم حساب متوسط ​​النتيجة من القيم التي تم الحصول عليها. بالنسبة للمراوح ذات المدخل الحر ، يتوافق مدخل Pp مع الضغط المحيط ، والضغط الزائد في هذه الحالة يساوي الصفر.

رسم تخطيطي لمستقبل الضغط الكلي: 1 - أنبوب استقبال ، 2 - محول ضغط ، 3 - غرفة الكبح ، 4 - حامل ، 5 - قناة حلقية ، 6 - حافة رائدة ، 7 - مقضب مدخل ، 8 - عادي ، 9 - مسجل إشارة خرج ، α - زاوية في القمم ، ح - عمق الوديان

إذا قمت بقياس تدفق هواء قوي ، فيجب أن يحدد الضغط السرعة ، ثم مقارنته بحجم المقطع العرضي. كلما زادت السرعة لكل وحدة مساحة وزادت المساحة نفسها ، زادت كفاءة المروحة.

يعتبر الضغط الكامل عند المنفذ مفهومًا معقدًا. يحتوي تيار التدفق الخارجي على بنية غير موحدة ، والتي تعتمد أيضًا على طريقة التشغيل ونوع الجهاز. يحتوي الهواء الخارج على مناطق حركة عودة ، مما يعقد حساب الرأس والسرعة.

لن يكون من الممكن تحديد انتظام لوقت حدوث مثل هذه الحركة. يصل عدم تجانس التدفق إلى 7-10 D ، ولكن يمكن تقليل المؤشر عن طريق تصحيح حواجز شبكية.

أنبوب Prandtl هو نسخة محسنة من أنبوب Pitot: يتم إنتاج المستقبلات في نسختين - لسرعات أقل وأكثر من 5 م / ث

في بعض الأحيان يوجد عند مخرج جهاز التهوية كوع دوار أو ناشر مقطوع. في هذه الحالة ، سيكون التدفق غير متجانس بشكل أكبر.

ثم يتم قياس الرأس بالطريقة التالية:

1. يتم تحديد القسم الأول خلف المروحة ويتم مسحه بواسطة مسبار. في عدة نقاط ، يتم قياس متوسط ​​إجمالي الرأس والإنتاجية. ثم تتم مقارنة الأخير مع أداء الإدخال.
2. علاوة على ذلك ، يتم تحديد قسم إضافي - في أقرب قسم مستقيم بعد الخروج من جهاز التهوية. من بداية هذا الجزء ، يتم قياس 4-6 D ، وإذا كان طول المقطع أقل ، يتم اختيار القسم في أبعد نقطة. ثم خذ المسبار وحدد الإنتاجية والمتوسط ​​الإجمالي للرأس.

يتم طرح الخسائر المحسوبة في المقطع بعد المروحة من متوسط ​​الضغط الكلي في القسم الإضافي. يتم الحصول على ضغط المخرج الكلي.

ثم تتم مقارنة الأداء في المدخل ، وكذلك في الأقسام الأولى والإضافية في المنفذ. يجب اعتبار مؤشر الإدخال صحيحًا ، ويجب اعتبار أحد المخرجات أقرب في القيمة.

قد لا يكون هناك جزء من خط مستقيم بالطول المطلوب. ثم اختر مقطعًا عرضيًا يقسم المنطقة المراد قياسها إلى أجزاء بنسبة 3 إلى 1. يجب أن يكون الأقرب إلى المروحة هو أكبر هذه الأجزاء. يجب عدم إجراء القياسات في الأغشية والمخمدات والمنافذ والوصلات الأخرى التي تسبب اضطرابًا في الهواء.

يمكن تسجيل انخفاضات الضغط بواسطة مقاييس الضغط ومقاييس الضغط وفقًا لـ GOST 2405-88 ومقاييس الضغط التفاضلي وفقًا لـ GOST 18140-84 مع فئة دقة 0.5-1.0

في حالة مراوح السقف ، يتم قياس Pp فقط عند المدخل ، ويتم تحديد السكون عند المخرج. يتم فقد التدفق عالي السرعة بعد جهاز التهوية تمامًا تقريبًا.

نوصي أيضًا بقراءة المواد الخاصة بنا حول اختيار الأنابيب للتهوية.

مفهوم الضغط الهيدروستاتيكي

يحتوي الموقع على العديد من المقالات حول أساسيات الهيدروليكا. هذه المادة موجهة إلى جميع الأشخاص الذين يرغبون في فهم كيفية عمل أنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي فعليًا. هذه المقالة هي الأولى في هذه السلسلة.

هناك العديد من المفاهيم الأساسية في علم السوائل المتحركة. يتم إعطاء المكانة المركزية لمفهوم الهيدروستاتيكي الضغط عند نقطة السائل. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالمفهوم الضغط السائل ، والذي سيتم مناقشته بعد ذلك بقليل.

أحد التعريفات الشائعة للضغط الهيدروستاتيكي يبدو كالتالي: "الضغط الهيدروستاتيكي عند نقطة ما في السائل هو الضغط الطبيعي للضغط الذي يحدث في سائل عند السكون تحت تأثير قوى السطح والكتلة."

الإجهاد هو مفهوم شائع الاستخدام في دورة مقاومة المواد. الفكرة كالتالي. في الفيزياء ، نعلم أن هناك مفهومًا للقوة. القوة هي كمية متجهة تميز التأثير. المتجه - وهذا يعني أنه يتم تمثيله كمتجه ، أي الأسهم في الفضاء ثلاثي الأبعاد. يمكن تطبيق هذه القوة عند نقطة واحدة (قوة مركزة) ، أو على السطح (السطح) ، أو على الجسم بأكمله (يقولون الكتلة / الحجم). يتم توزيع القوى السطحية والكتلة. فقط مثل هذا يمكن أن يعمل على سائل ، لأنه يحتوي على وظيفة سيولة (يمكن تشويهها بسهولة من أي تأثير).

يتم تطبيق قوة على سطح بمساحة معينة. عند كل نقطة من هذا السطح ، ينشأ توتر مساوٍ لنسبة القوة إلى المنطقة ، وهذا هو مفهوم الضغط في الفيزياء.

في النظام الدولي للوحدات ، وحدة قياس القوة هي نيوتن [N] ، المساحة بالمتر المربع [م 2].

نسبة القوة إلى المنطقة:

1 ن / 1 م 2 = 1 باسكال.

باسكال هي الوحدة الرئيسية لقياس الضغط ، ولكنها ليست الوحدة الوحيدة. يوجد أدناه تحويل وحدات الضغط من وحدة إلى أخرى >>>

100 000 باسكال = 0,1 الآلام والكروب الذهنية = 100 كيلو باسكال ≈ 1 atm = 1 شريط = 1 kgf / سم 2 = 14,5 psi ≈ 750 مم زئبق ≡ 750 تور ≈ 10 م عمود الماء (م)

علاوة على ذلك ، فإن النقطة الأساسية المهمة هي ما يسمى بمقياس الضغط أو أنواع الضغوط. يوضح الشكل أدناه كيف تترابط مفاهيم مثل الضغط المطلق أو الفراغ المطلق أو الفراغ الجزئي أو مقياس الضغط أو مقياس الضغط.

ضغط مطلق - الضغط محسوبًا من الصفر.

فراغ مطلق - حالة لا يعمل فيها أي شيء بشأن النقطة قيد النظر ، أي ضغط يساوي 0 باسكال.

الضغط الجوي - ضغط يساوي 1 جو. نسبة الوزن (ملغ) لعمود الهواء العلوي إلى مساحة المقطع العرضي. يعتمد الضغط الجوي على المكان والوقت من اليوم. هذه واحدة من معلمات الطقس. في التخصصات الهندسية التطبيقية ، عادة ما يتم حساب كل شيء بدقة من الضغط الجوي ، وليس من الفراغ المطلق.

فراغ جزئي (أو غالبًا ما يقولون - "قيمة الفراغ", « تحت الضغط" أو "الضغط الزائد السلبي" ). فراغ جزئي - عدم وجود ضغط على الغلاف الجوي. الحد الأقصى لقيمة الفراغ الممكنة على الأرض هو مجرد غلاف جوي واحد (~ 10 mWC). هذا يعني أنك لن تكون قادرًا على شرب الماء من خلال ماصة من مسافة 11 مترًا بكل رغبتك.

* في الواقع ، مع القطر الطبيعي لقش المشروبات (~ 5-6 مم) ، ستكون هذه القيمة أقل بكثير بسبب المقاومة الهيدروليكية. ولكن حتى من خلال خرطوم سميك ، لن تتمكن من شرب الماء من عمق 11 مترًا.

إذا استبدلت بمضخة وأنبوب مع أنبوب الشفط الخاص به ، فلن يتغير الوضع بشكل أساسي. لذلك ، عادة ما يتم استخراج المياه من الآبار بمضخات البئر ، والتي يتم إنزالها مباشرة في الماء ، ولا تحاول امتصاص الماء من سطح الأرض.

الضغط الزائد (أو تسمى أيضًا مانومتري) - الضغط الزائد فوق الغلاف الجوي.

دعنا نعطي المثال التالي. تُظهر هذه الصورة (على اليمين) قياس الضغط في إطار السيارة باستخدام جهاز. مقياس الضغط.

يُظهر مقياس الضغط الضغط الزائد بالضبط. توضح هذه الصورة أن الضغط الزائد في هذا الإطار يبلغ حوالي 1.9 بار ، أي 1.9 أجهزة الصراف الآلي ، أي 190،000 باسكال. ثم الضغط المطلق في هذا الإطار هو 290،000 باسكال. إذا اخترقنا الإطار ، فسيبدأ الهواء في الخروج تحت فرق الضغط حتى يصبح الضغط داخل الإطار وخارجه كما هو في الغلاف الجوي. ثم سيكون الضغط الزائد في الإطار 0.

الآن دعونا نرى كيفية تحديد الضغط في سائل ما في حجم معين. لنفترض أننا نفكر في فتح برميل ماء.

عند سطح الماء في البرميل ، يتم إنشاء الضغط الجوي (يُشار إليه بحرف صغير p مع مؤشر "atm"). على التوالى، إفراط ضغط السطح 0 باسكال. الآن ضع في اعتبارك الضغط عند هذه النقطة X... يتم تعميق هذه النقطة بالنسبة لسطح الماء على مسافة ح، وبسبب عمود السائل فوق هذه النقطة ، سيكون الضغط فيه أكبر من الضغط على السطح.

ضغط النقطة X (px) سيتم تعريفه على أنه الضغط على سطح السائل + الضغط الناتج عن عمود السائل فوق النقطة. تسمى المعادلة الهيدروستاتيكية الأساسية.

للحسابات التقريبية ، يمكن أخذ g = 10 m / s2. تعتمد كثافة الماء على درجة الحرارة ، ولكن للحسابات التقريبية يمكن أخذ 1000 كجم / م 3.

بعمق h 2 m ، سيكون الضغط المطلق عند النقطة X:

100000 باسكال + 1000 10 2 باسكال = 100000 باسكال + 20000 باسكال = 120000 باسكال = 1.2 ضغط جوي.

الضغط الزائد يعني الضغط الجوي ناقصًا: 120.000 - 100.000 = 20.000 باسكال = 0.2 ضغط جوي.

وهكذا ، في إفراط ضغط النقطة X يتحدد بارتفاع عمود السائل فوق هذه النقطة. لا يتأثر شكل الحاوية بأي شكل من الأشكال. إذا اعتبرنا بركة عملاقة بعمق 2 متر وأنبوب بارتفاع 3 أمتار ، فإن الضغط في قاع الأنبوب سيكون أكبر منه في قاع البركة.

(الضغط المطلق في قاع البركة: 100000 + 1000 * 9.81 * 2 =

مطلق

يحدد ارتفاع عمود السائل الضغط الناتج عن هذا العمود السائل.

psec = ρgh. في هذا الطريق، يمكن التعبير عن الضغط بوحدات الطول (الارتفاع):

ح = ع / مكغ

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك الضغط الناتج عن عمود زئبق بارتفاع 750 مم:

p = ρgh = 13600 · 10 · 0.75 = 102000 باسكال 100000 باسكال ، مما يشير إلى وحدات الضغط التي تمت مناقشتها سابقًا.

أولئك. 750 ملم زئبق = 100،000 باسكال.

وفقًا لنفس المبدأ ، اتضح أن ضغط 10 أمتار من الماء يساوي 100000 باسكال:

1000 10 10 = 100000 باسكال.

يعد التعبير عن الضغط بالأمتار لعمود الماء مهمًا بشكل أساسي لإمداد المياه ، والتخلص من مياه الصرف الصحي ، وكذلك الحسابات الهيدروليكية للتدفئة ، والحسابات الهيدروليكية ، إلخ.

الآن دعونا نرى الضغط في خطوط الأنابيب. ماذا يعني الضغط الذي يقيسه السيد عند نقطة معينة (X) من خط الأنابيب فعليًا؟ يظهر مقياس الضغط في هذه الحالة 2 kgf / cm² (2 atm). هذا هو الضغط الزائد في خط الأنابيب ، أي ما يعادل 20 مترًا من عمود الماء. بمعنى آخر ، إذا تم توصيل أنبوب عمودي بالأنبوب ، فإن الماء الموجود فيه سيرتفع بمقدار الضغط الزائد عند النقطة X ، أي إلى ارتفاع 20 م. أنبوب عمودي على اتصال مع الغلاف الجوي (أيopen) بيزومتر.

تتمثل المهمة الرئيسية لنظام إمداد المياه في التأكد من أن الماء عند النقطة المطلوبة يحتوي على الضغط الزائد المطلوب. على سبيل المثال ، وفقًا للوثيقة التنظيمية:

لقطة من موقع نظام "Consultant +"

[ قرار حكومة الاتحاد الروسي بتاريخ 05/06/2011 N 354 (بصيغته المعدلة في 07/13/2019) "بشأن توفير المرافق لأصحاب ومستخدمي المباني في المباني السكنية والمباني السكنية" (مع " قواعد توفير المرافق لأصحاب ومستخدمي المباني في المباني السكنية والمنازل السكنية ") ] >>> يجب أن يكون الضغط عند نقطة السحب 3 ميغاواط على الأقل (0.03 ميجا باسكال)

يمكن فهم نقطة النقر على أنها نقطة اتصال الخلاط (النقطة 1)... تقع هذه النقطة على بعد حوالي 1 متر من الأرض ، في نفس مكان الاتصال بناهض الشقة نفسها (النقطة 2) ... أي أن الضغط في هذه النقاط هو نفسه تقريبًا مع إغلاق الصنابير (الماء لا يتحرك!). يتم تنظيم الضغط بدقة في هذه النقاط ، وكما هو موضح أعلاه ، يجب أن يكون على الأقل 3 - 6 م عمود مائي

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن القيمة المعيارية المسموح بها البالغة 3 ميغاواط ليست كثيرة على الإطلاق ، لأن معدات السباكة الحديثة قد تتطلب ضغطًا يصل إلى 13 ميغاواط عند نقطة التوصيل للتشغيل العادي (توفير كمية كافية من الماء). على سبيل المثال ، حتى في SNiP القديم لإمدادات المياه الداخلية (SNiP 2.04.01-85 *) ، يشار إلى أنه عند استخدام مهوية على الخلاط (شبكة تسد المخرج) ، يكون الضغط مطلوبًا عند نقطة اتصال الخلاط عمود مائي 5 م

ميزات حساب الضغط

يعد قياس الضغط في الهواء أمرًا معقدًا بسبب معاييره المتغيرة بسرعة. يجب شراء أجهزة قياس الضغط إلكترونيًا بوظيفة حساب متوسط ​​النتائج التي تم الحصول عليها لكل وحدة زمنية. إذا قفز الضغط بشكل حاد (ينبض) ، فستكون المخمدات في متناول اليد ، مما يزيل الفروق.

يجب تذكر الأنماط التالية:

• الضغط الكلي هو مجموع ثابت وديناميكي ؛
• يجب أن يكون إجمالي رأس المروحة مساويًا لفقد الضغط في شبكة التهوية.

قياس ضغط المخرج الساكن واضح ومباشر. للقيام بذلك ، استخدم أنبوبًا للضغط الساكن: يتم إدخال أحد الطرفين في مقياس الضغط التفاضلي ، ويتم توجيه الطرف الآخر إلى القسم الموجود عند مخرج المروحة. يستخدم الرأس الثابت لحساب معدل التدفق عند مخرج جهاز التهوية.

يتم قياس الرأس الديناميكي أيضًا بمقياس ضغط تفاضلي. ترتبط أنابيب Pitot-Prandtl بوصلاتها. لجهة اتصال - أنبوب للضغط الكامل ، وللآخر - لواحد ثابت. ستكون النتيجة مساوية للضغط الديناميكي.

لمعرفة فقدان الضغط في القناة ، يمكن مراقبة ديناميكيات التدفق: بمجرد ارتفاع سرعة الهواء ، ترتفع مقاومة شبكة التهوية. يتم فقد الضغط بسبب هذه المقاومة.

تقيس أجهزة قياس شدة الريح ومقاييس شدة السلك الساخنة سرعة التدفق في القناة بقيم تصل إلى 5 م / ث أو أكثر ، يجب اختيار مقياس شدة الريح وفقًا لـ GOST 6376-74

مع زيادة سرعة المروحة ، ينخفض ​​الضغط الساكن ، ويزداد الضغط الديناميكي بما يتناسب مع مربع الزيادة في تدفق الهواء. الضغط الكلي لن يتغير.

باستخدام جهاز محدد بشكل صحيح ، يتغير الرأس الديناميكي بالتناسب المباشر مع مربع معدل التدفق ، ويتغير الرأس الثابت في النسبة العكسية. في هذه الحالة ، تكون كمية الهواء المستخدمة وحمل المحرك الكهربائي ، إذا نما ، غير مهمين.

بعض متطلبات المحرك الكهربائي:

• عزم بدء منخفض - نظرًا لحقيقة أن استهلاك الطاقة يتغير وفقًا للتغير في عدد الثورات المقدمة للمكعب ؛
• مخزون كبير
• العمل بأقصى طاقة لتحقيق وفورات أكبر.

تعتمد قوة المروحة على الرأس الكلي بالإضافة إلى الكفاءة ومعدل تدفق الهواء. يرتبط آخر مؤشرين بسعة نظام التهوية.

في مرحلة التصميم ، سيكون عليك تحديد الأولويات.ضع في الاعتبار التكاليف وخسائر الحجم المفيد للمباني ومستوى الضوضاء.

سلوك الوسيط داخل القناة

المروحة التي تخلق تدفقًا للهواء في مجرى الهواء أو تستخرجه تضفي طاقة كامنة لهذا التدفق. في عملية الحركة في الفضاء الضيق للأنبوب ، يتم تحويل الطاقة الكامنة للهواء جزئيًا إلى طاقة حركية. تحدث هذه العملية نتيجة لعمل التدفق على جدران القناة وتسمى بالضغط الديناميكي.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك ضغط ثابت ، وهذا هو تأثير جزيئات الهواء على بعضها البعض في تيار ، فهو يعكس طاقتها الكامنة. تعكس الطاقة الحركية للتدفق مؤشر التأثير الديناميكي ، ولهذا السبب تشارك هذه المعلمة في الحسابات.

عند تدفق الهواء الثابت ، يكون مجموع هاتين المعلمتين ثابتًا ويسمى الضغط الكلي. يمكن التعبير عنها بوحدات مطلقة ونسبية. النقطة المرجعية للضغط المطلق هي الفراغ الكلي ، بينما يعتبر النسبي يبدأ من الغلاف الجوي ، أي أن الفرق بينهما هو 1 atm. كقاعدة عامة ، عند حساب جميع خطوط الأنابيب ، يتم استخدام قيمة التأثير النسبي (الزائد).

العودة إلى جدول المحتويات

المعنى المادي للمعلمة

إذا أخذنا في الاعتبار المقاطع المستقيمة لمجاري الهواء ، التي تنخفض المقاطع العرضية لها بمعدل تدفق هواء ثابت ، عندئذٍ ستلاحظ زيادة في معدل التدفق. في هذه الحالة ، سيزداد الضغط الديناميكي في مجاري الهواء ، وسيقل الضغط الساكن ، وسيظل حجم التأثير الكلي دون تغيير. وفقًا لذلك ، لكي يمر التدفق عبر هذا التقييد (المربك) ، يجب أن يتم تزويده في البداية بالكمية المطلوبة من الطاقة ، وإلا فقد ينخفض ​​معدل التدفق ، وهو أمر غير مقبول. بعد حساب حجم التأثير الديناميكي ، من الممكن معرفة مقدار الخسائر في هذا المربك واختيار الطاقة الصحيحة لوحدة التهوية.

ستحدث العملية المعاكسة في حالة حدوث زيادة في المقطع العرضي للقناة بمعدل تدفق ثابت (ناشر). ستبدأ السرعة والتأثير الديناميكي في الانخفاض ، وستتحول الطاقة الحركية للتدفق إلى جهد. إذا كان الرأس الذي طورته المروحة مرتفعًا جدًا ، يمكن أن يزيد معدل التدفق في المنطقة وفي النظام بأكمله.

اعتمادًا على مدى تعقيد الدائرة ، تحتوي أنظمة التهوية على العديد من الانحناءات والمحملات والانقباضات والصمامات وعناصر أخرى تسمى المقاومة المحلية. يزداد التأثير الديناميكي لهذه العناصر اعتمادًا على زاوية هجوم التدفق على الجدار الداخلي للأنبوب. تتسبب بعض أجزاء الأنظمة في زيادة كبيرة في هذه المعلمة ، على سبيل المثال ، مخمدات الحريق التي يتم فيها تثبيت واحد أو أكثر من المخمدات في مسار التدفق. هذا يخلق مقاومة تدفق متزايدة في القسم ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار في الحساب. لذلك ، في جميع الحالات المذكورة أعلاه ، تحتاج إلى معرفة قيمة الضغط الديناميكي في القناة.

العودة إلى جدول المحتويات

حسابات المعلمات بالصيغ

في المقطع المستقيم ، لا تتغير سرعة الهواء في القناة ، ويظل حجم التأثير الديناميكي ثابتًا. يتم حساب الأخير بالصيغة:

Рд = v2γ / 2g

في هذه الصيغة:

• Рд - الضغط الديناميكي بالكيلوغرام ق / م 2 ؛
• V هي سرعة حركة الهواء في م / ث ؛
• γ هي كتلة الهواء المحددة في هذه المنطقة ، كجم / م 3 ؛
• ز - تسارع الجاذبية يساوي 9.81 م / ث 2.

يمكنك الحصول على قيمة الضغط الديناميكي بوحدات أخرى ، بالباسكال. لهذا ، هناك نوع آخر من هذه الصيغة:

Рд = ρ (v2 / 2)

هنا ρ كثافة الهواء ، كجم / م 3. نظرًا لعدم وجود شروط في أنظمة التهوية لضغط وسط الهواء إلى الحد الذي تتغير فيه كثافته ، يُفترض أنه ثابت - 1.2 كجم / م 3.

علاوة على ذلك ، من الضروري النظر في كيفية مشاركة حجم التأثير الديناميكي في حساب القنوات.معنى هذا الحساب هو تحديد الخسائر في نظام تهوية العرض أو العادم بالكامل لتحديد ضغط المروحة وتصميمها وقوة المحرك. يتم حساب الخسائر على مرحلتين: أولاً ، يتم تحديد خسائر الاحتكاك ضد جدران القناة ، ثم يتم حساب انخفاض قوة تدفق الهواء في المقاومة المحلية. يتم تضمين معلمة الضغط الديناميكي في الحساب في كلتا المرحلتين.

يتم حساب مقاومة الاحتكاك لكل متر واحد من مجرى الهواء باستخدام الصيغة التالية:

R = (λ / د) Рд ، حيث:

• Рд - الضغط الديناميكي بوحدة kgf / m2 أو Pa ؛
• λ هو معامل مقاومة الاحتكاك ؛
• د هو قطر القناة بالأمتار.

يتم تحديد خسائر الاحتكاك بشكل منفصل لكل قسم بأقطار ومعدلات تدفق مختلفة. يتم ضرب قيمة R الناتجة في الطول الإجمالي لقنوات القطر المحسوب ، وتضاف الخسائر على المقاومة المحلية ويتم الحصول على القيمة الإجمالية للنظام بأكمله:

HB = ∑ (Rl + Z)

إليك الخيارات:

1. HB (kgf / m2) - إجمالي الخسائر في نظام التهوية.
2. R - خسارة الاحتكاك لكل متر واحد من قناة دائرية.
3. ل (م) - طول المقطع.
4. Z (kgf / m2) - الخسائر في المقاومة المحلية (الفروع والصلبان والصمامات وما إلى ذلك).

العودة إلى جدول المحتويات

تحديد معاملات المقاومة المحلية لنظام التهوية

تشارك قيمة التأثير الديناميكي أيضًا في تحديد المعلمة Z. الفرق مع المقطع المستقيم هو أنه في عناصر مختلفة من النظام ، يغير التدفق اتجاهه ، والشوك ، والتقارب. في هذه الحالة ، يتفاعل الوسيط مع الجدران الداخلية للقناة ليس بشكل عرضي ، ولكن بزوايا مختلفة. لأخذ ذلك في الاعتبار ، يمكنك إدخال دالة مثلثية في صيغة الحساب ، ولكن هناك الكثير من الصعوبات. على سبيل المثال ، عند المرور عبر منعطف بسيط بزاوية 90 درجة ، يتحول الهواء ويضغط على الجدار الداخلي على الأقل ثلاث زوايا مختلفة (اعتمادًا على تصميم المنعطف). هناك الكثير من العناصر الأكثر تعقيدًا في نظام مجاري الهواء ، كيف تحسب الخسائر فيها؟ هناك صيغة لهذا:

1. Z = ∑ξ Рд.

من أجل تبسيط عملية الحساب ، يتم إدخال معامل بلا أبعاد للمقاومة المحلية في الصيغة. لكل عنصر من عناصر نظام التهوية ، يكون مختلفًا ويمثل قيمة مرجعية. تم الحصول على قيم المعاملات عن طريق الحسابات أو بالتجربة. تقوم العديد من المصانع التي تنتج معدات التهوية بأبحاث ديناميكية الهواء وحسابات المنتج. يتم إدخال نتائجهم ، بما في ذلك معامل المقاومة المحلية لعنصر (على سبيل المثال ، مثبط الحريق) ، في جواز سفر المنتج أو يتم نشرها في الوثائق الفنية على موقع الويب الخاص بهم.

لتبسيط عملية حساب خسائر قنوات التهوية ، يتم أيضًا حساب وجدولة جميع قيم التأثير الديناميكي للسرعات المختلفة ، والتي يمكن من خلالها تحديدها وإدخالها في الصيغ. يوضح الجدول 1 بعض قيم سرعات الهواء الأكثر استخدامًا في مجاري الهواء.