Расчет скорости в воздуховоде калькулятор в: Скорость воздуха в воздуховоде онлайн калькулятор от Вентлюкс

Содержание

Онлайн-калькулятор расчета производительности вентиляции — О Два

Расчет вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по таким параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и измеряемому в кубометрах в час. Важным показателем в системе является кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз происходит полная замена воздуха в помещении в течение часа. Кратность воздухообмена определяется СНиП и зависит от:

  • назначения помещения
  • количества оборудования
  • выделяющего тепло,
  • количества людей в помещении.

В сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют производительность по воздуху.

Расчет производительности по кратности воздухообмена

Методика расчета вентиляции по кратности:

L = n * S * Н, где:

L — необходимая производительность м3/ч;
n — кратность воздухообмена;


S — площадь помещения;
Н — высота помещения, м.

Расчет производительности вентиляции по количеству людей

Методика расчета производительности вентиляции по количеству людей:

L = N * Lнорм, где:

L — производительность м3/ч;
N — число людей в помещении;
Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:
при отдыхе — 20 м3/ч;
при офисной работе — 40 м3/ч;
при активной работе — 60 м3/ч.

Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляции

Следующий этап в расчете вентиляции — проектирование воздухораспределительной сети, состоящей из следующих компонентов: воздуховоды, распределители воздуха, фасонные изделия (переходники, повороты, разветвители.)

Сначала разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится расчет уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха. Напор по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора и рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного диаметра на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с увеличением длины воздуховодов и количества поворотов и переходов.

Расчет количества диффузоров

Методика расчета количества диффузоров

N = L / ( 2820 * V * d * d ), где

N — количество диффузоров, шт;
L — расход воздуха, м3/час;
V — скорость движения воздуха, м/сек;
d — диаметр диффузора, м.

Расчет количества решеток

Методика расчета количества решеток

N = L / ( 3600 * V * S ), где

N— количество решеток;
L — расход воздуха, м3/час;
V — скорость движения воздуха, м/сек;
S — площадь живого сечения решетки, м2.

Проектируя системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение между мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов. Расчет мощности калорифера производится с учетом необходимой температуры в помещении и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.

Расчет мощности калорифера

Методика расчета мощности калорифера

Р = T * L * Сv / 1000, где:

Р — мощность прибора, кВт;
T — разница температур на выходе и входе системы, °С;
L — производительность м?/ч.
Cv — объемная теплоемкость воздуха = 0,336 Вт·ч/м?/°С.
Напряжение питания может быть однофазным 220 В или трехфазным 380 В. При мощности более 5 кВт желательно использование трехфазного подключения.

Также при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

  • Производительность по воздуху;
  • Мощность калорифера;
  • Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
  • Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
  • Допустимый уровень шума.

Расчет скорости воздуха в сечении

Детальный расчет скорости воздуха в воздуховодах по формуле

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в воздуховоде должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещенииВо время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Бытовые
Бытовые помещения
Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или в общежитии) 3/ч на 1м2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития 6-8
Ванная комната 7-9
Душевая 7-9
Туалет 8-10
Прачечная (бытовая) 7
Гардеробная комната 1,5
Кладовая 1
Гараж 4-8
Погреб 4-6
Промышленные
Промышленные помещения и помещения большого объема Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал 20-40 м3 на человека
Офисное помещение 5-7
Банк 2-4
Ресторан 8-10
Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная 9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане 10-15
Универсальный магазин 1,5-3
Аптека (торговый зал) 3
Гараж и авторемонтная мастерская 6-8
Туалет (общественный) 10-12 (или 100 м3 на один унитаз)
Танцевальный зал, дискотека 8-10
Комната для курения 10
Серверная 5-10
Спортивный зал не менее 80 м3 на 1 занимающегося и не менее 20 м3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест) 2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест) 3
Склад 1-2
Прачечная 10-13
Бассейн 10-20
Промышленный красильный цел 25-40
Механическая мастерская 3-5
Школьный класс
3-8

Алгоритм расчетовСкорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м3×3= 60 м3. Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м3/ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м2.

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,42 м)/4=0,1256 м2. Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м3/ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

Таблица 6. Рекомендованные параметры скоростей воздуха

Рекомендуемые значения скорости
Квартиры Офисы Производственные помещения
Приточные решетки 2,0-2,5 2,0-2,5 2,5-6,0
Магистральные воздуховоды 3,5-5,0 3,5-6,0 6,0-11,0
Ответвления 3,0-5,0 3,0-6,5 4,0-9,0
Воздушные фильтры 1,2-1,5 1,5-1,8 1,5-1,8
Теплообменники 2,2-2,5 2,5-3,0 2,5-3,0

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток. Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Таблица 7. Рекомендованные скорости воздуха в различных каналах

Тип и место установки воздуховода и решетки Вентиляция
Естественная Механическая
Воздухоприемные жалюзи 0,5-1,0 2,0-4,0
Каналы приточных шахт 1,0-2,0 2,0-6,0
Горизонтальные сборные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Вертикальные каналы 0,5-1,0 2,0-5,0
Приточные решетки у пола 0,2-0,5 0,2-0,5
Приточные решетки у потолка 0,5-1,0 1,0-3,0
Вытяжные решетки 0,5-1,0 1,5-3,0
Вытяжные шахты 1,0-1,5 3,0-6,0

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

  1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
  2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Советы и решения для измерения скорости воздуха в воздуховодах с использованием Testo 440

В системах HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) воздушный поток является одним из основных моментов (наряду с температурой, влажностью и углекислым газом), которые необходимо учитывать для обеспечения производительности системы. Рассчитать объемный расход довольно просто, умножив скорость воздуха на площадь поперечного сечения воздуховода, это даст вам объем воздуха, протекающий через точку внутри воздуховода за единицу времени (обычно измеряется в кубических футах в минуту — CFM), однако не так просто точно измерить скорость воздуха через воздуховоды, так как необходимо учитывать ряд факторов, таких как тип зонда, измерения, проводимые через воздуховод, и избежание ошибок измерения.

Testo создала статью «Советы и рекомендации по измерению скорости воздуха в воздуховодах», которую можно скачать по ссылке внизу этой страницы, но следует учитывать следующие ключевые моменты:

Оптимальный датчик для вашего применения:

Важно выбрать правильный зонд для вашего приложения, и три распространенных типа:

  • Пилотные трубки : для большого расхода воздуха от 20 м / с или для измерения сильно загрязненных потоков с высоким содержанием частиц:
  • Лопастные зонды (с минимальными диаметрами): для среднего воздушного потока от 5 м / с до 20 м / с:
  • Тепловые зонды: для слабого воздушного потока до 5 м / с

Измерение приемочных испытаний по DIN EN 12599:

Поток воздуха может варьироваться по площади поперечного сечения воздуховода, поэтому необходимо проводить различные измерения поперечного сечения, из которых можно определить среднюю скорость воздуха и из которой затем рассчитывается объемная скорость воздуха.

Количество измерений и положение образца зависит от размера и формы воздуховода:

Для прямоугольного воздуховода поперечное сечение может быть легко разделено на области измерения одинакового размера, при этом позиция измерения находится в центре каждой, где имеется равномерный профиль скорости поперек канала, и небольшое количество точек измерения может принять, но для больших различий в потоке поперечного сечения, количество точек измерения необходимо увеличить.

С круглыми воздуховодами поперечное сечение разделено на кольца равной площади с измерениями, выполненными по центроидным осям — пример измерения можно найти в документе Testo в нижней части этой страницы.

Определение и устранение ошибок измерения:

  • Погрешности измерения в зависимости от типа зонда:
    • Пробные трубы — ошибка значительно уменьшается при увеличении скорости воздуха
    • Лопасти
    • — имеют погрешность ± (0.От 1 до 0,2 м / с) и погрешность чувствительности от 1 до 2% от измеренного значения
    • Тепловые зонды — имеют чрезвычайно малую внутреннюю погрешность ± (от 2 до 5 см / с), к которой следует добавить ошибку чувствительности от 2,5 до 5% от измеренного значения.
  • Влияние точек помех : Воздух, протекающий через воздуховод, подвергается воздействию точек помех в воздуховоде (таких как изгибы), поэтому при проведении измерений следует соблюдать зазор от помех (более подробная информация в документе Testo)
  • Блокировка поперечного сечения потока измерительным датчиком : сам датчик может влиять на измерения, например, датчик с диаметром 16 мм в большом воздуховоде будет иметь ограниченное воздействие, но в воздуховодах с небольшими площадями поперечного сечения, головка зонда может привести к измерению чрезмерно высоких скоростей.
    • Неправильная оценка результатов измерений при использовании трубок Пито: ниже 5 м / с использование контрольных трубок ограничено, и рекомендуется проводить измерения с использованием тепловых зондов или лопастных датчиков (подробности и расчеты приведены в документе Testo).
Идеальным решением для всех измерений скорости воздуха и качества воздуха в помещении (IAQ) является серия Testo 440:

Testo 440 может быть настроен для обеспечения бесценного и уникального инструмента для всех измерений скорости воздуха и IAQ, как показано на следующих видеороликах:

Обзор продукта Video

Ключевые особенности Testo 440 Series:

  • Интуитивно-понятное структурированное меню
  • Wireless — Bluetooth-зонды (простота использования без кабелей)
  • Space Saving — универсальная ручка для всех зондов
  • Clear Display — одновременное отображение до 3 показаний
  • Надежность
  • — внутренняя память с экспортом данных USB

Probe System Video: Демонстрирует гибкость системы датчиков, включая телескопическое удлинение:

Демонстрационное видео об измерениях объемного расхода в воздуховодах: В этом коротком видео показано, как настроить Testo 440 для формы воздуховода и типа измерения

Демонстрационный видеоролик об измерениях объемного расхода на торговых точках:

Демонстрационное видео о качестве воздуха в помещениях и уровне комфорта

Testo 440 Комплекты включают в себя:

Описание товара

Testo Код товара

RS Stock Number

Testo 440 Hot Wire Kit

0563 4400

(176-5570)

Testo 440 16 мм Vane Kit

0563 4401

(176-5571)

Testo 440 Lux Kit

0563 4402

(176-5572)

Testo 440 100 мм Комплект лопастей с Bluetooth

0563 4403

(176-5573)

Testo 440 Комплект влажности с Bluetooth

0563 4404

(176-5574)

Testo 440 CO2 Kit с Bluetooth

0563 4405

(176-5575)

Testo 440 Воздушный поток ComboKit 1 с Bluetooth

0563 4406

(176-5576)

Testo 440 Воздушный поток ComboKit 2 с Bluetooth

0563 4407

(176-5577)

Testo 440 КомбоКит Комфорт для помещений с Bluetooth

0563 4408

(176-5579)

Testo 440 delta P Расход воздуха ComboKit 1 с Bluetooth

0563 4409

(176-5580)

Testo 440 delta P Расход воздуха ComboKit 2 с Bluetooth

0563 4410

(176-5581)

, Скорость звука при температуре воздуха. Калькулятор барометрического давления без таблицы. Плотность воздуха. Формула расчета температуры. Mach 1 Акустический импеданс. Комнатная температура. Плотность воздуха. Скорость моря. Идеальный газ 20 градусов или 21 градус Цельсия C холодный теплый Скорость звука в температуре воздуха. Калькулятор атмосферного давления без таблицы. Плотность воздуха. Формула расчета температуры. Mach 1 Акустический импеданс. Комнатная температура. Распространение. Плотность воздуха. Скорость моря. Идеальный газ 20 градусов или 21 градус Цельсия C холодный теплый — sengpielaudio Sengpiel Berlin

Расчет из Скорость звука
в Воздух и эффективная Температура

Важная температура воздуха и атмосферные Не имеет значения Атмосфера, не относящаяся к
Не важно давление = давление воздуха = барометрическое давление
Забудьте высоту (высоту).Думайте только о температуре на этой высоте.

Ошибочное предположение, что скорость звука уменьшается
с высоты над уровнем моря, потому что плотность воздуха
уменьшается с высотой. Изменение атмосферного давления
не меняет скорость звука.

Только более низкая температура (!) Позволяет снизить скорость до
звук на больших высотах.

Скорость звука не имеет ничего общего с «уровнем моря».
Для звукового давления без воздуха нет скорости
звука.

Скорость звука зависит почти только от его температуры.
Не зависит от амплитуды звука , с частотой или
с длиной волны .

Скорость распространения или скорость звука в воздухе
При 0 ° C ρ 0 = 1.293 кг / м 3 , Z 0 = 428 Н · с / м 3 и c 0 = 331,3 м / с
При температуре 15 ° C ρ 15 = 1,225 кг / м 3 , Z 15 = 417 Н · с / м 3 и c 15 = 340 м / с
При 20 ° C составляет 9009 20 = 1,204 кг / м 3 , Z 20 = 413 Н · с / м 3 и c 20 = 343 м / с
При 25 ° C ρ 20 = 1.184 кг / м 3 , Z 25 = 410 Н · с / м 3 и с 25 = 346 м / с

Плотность воздуха или плотность воздуха ρ (rho), импеданс воздуха Z , скорость звука c Скорость звука в воздухе с определяется самим воздухом и не зависит
на амплитуде , частоте или на длине волны звука .
Для идеального газа скорость звука зависит только от его температуры и составляет
не зависит от давления газа. Эта зависимость также относится к воздуху, в хорошем
приближение и может рассматриваться как идеальный газ.

Это сайт для звукорежиссеров и музыкантов. Мы заинтересованы в
Скорость звука воздуха (!) на Земле в местах, где акустические музыкальные инструменты
или голоса используются, как правило, в комнатах или залах. Скорость звука
атмосферные слои, как на высоте 100 км (высота), так и вблизи вакуума не
представляет интерес.
Также нас не волнует более высокое давление воздуха в автомобильных шинах.
Какая скорость звука в нашей обычной жизни?

Используемый браузер не поддерживает Javascript.
Программа указана, но фактическая функция отсутствует.


Примечание для музыкантов и техников (не для профессоров физики):
Скорость звука в воздухе четко меняется с температурой, немного с
влажность — но , а не с давлением воздуха (атмосферное давление) и высотой.
Слова «звуковое давление на уровне моря» неверны и вводят в заблуждение в
случай «скорости звука». Индикация температуры, однако, составляет
абсолютно необходимо.
Изменение атмосферного давления не меняет звук
музыкальных инструментов в концертном зале или в комнате.
Это делает изменение температуры.

Среднее давление воздуха на уровне моря составляет 101325 Па.Тем не менее, эта информация
незначительный по скорости звука. Нам всегда нужна спецификация температуры.
В установках СИ с сухим воздухом при 20C (68F) скорость звука c составляет 343 метра в секунду (м / с).
Это также соответствует 1235 км / ч, 1125 футам в секунду (фут / с или к / с), 666 узлам, 767,3 милям
в час (миль / ч или миль / ч)
, 12,79 миль в минуту (миль / мин), 0,2131 миль в секунду (миль / с),
Это 0.343 километра в секунду (км / с) или 20,58 километра в минуту (км / мин).

Нет смысла давать скорость звука, добавляя слова в «стандартной атмосфере на уровне моря».
Для получения скорости звука важна температура , а не барометрическое давление.

Заявление: Статическое давление воздуха p_ и плотность ρ воздуха (плотность воздуха) пропорциональны на одном и том же
температура, потому что отношение p_ / ρ всегда постоянно, на высокой горе или даже на высоте над уровнем моря.
Примечание: Отношение p_ / ρ (статическое давление воздуха к плотности воздуха) действительно всегда постоянно. Формула:


Скорость звука


Это означает, что отношение p_ / ρ всегда постоянно на высокой горе,
и даже на «уровне моря». Статическое атмосферное давление p, _ и
плотность воздуха ρ идут всегда вместе.Соотношение остается постоянным.

При расчете скорости звука забывают атмосферное давление ,
но посмотрите точно на очень важную температуру.
Скорость звука зависит от высоты (высоты) только из-за
там температура меняется.

Давление зависит от температуры и косвенно от высоты.


Адиабатический индекс или отношение удельных плавок κ (каппа) = c p / c v = 1.402 для воздуха.
Удельная теплоемкость в процессе постоянного давления = с р ; Удельная теплоемкость в процессе постоянного объема = c v

Обычно мы с достаточной точностью берем формулу (уравнение) для скорости звука в воздухе
в м / с против температуры ϑ (тета) в градусах Цельсия (по Цельсию):


Скорость звука c ≈ 331,3 + (0,6 × ϑ ) в м / с.

Это дает, например, при температуре ϑ = 20 ° C скорость звука:
c ≈ 331,3 + (0,6 × ϑ ) = 331,3 + (0,6 × 20) = 343,3 м / с.

Изменение температуры Δ ϑ = 1 ° C равно
изменение скорости звука Δ
c = 60 см / с.

Существует полезная формула (практическое правило) для получения температуры ϑ в ° C
, когда вы знаете скорость звука c в воздухе (м / с).

Формула: температура воздуха ϑ ≈ ( с — 331,3) / 0,6 в ° C.

С помощью следующей формулы вы можете точно рассчитать скорость звука.

Скорость звука в м / с;
температура ϑ в ° C.

Скорость звука против высоты и температуры?
Забудьте о высоте и заботьтесь только о температуре.

12

При температуре ϑ = 0C скорость звука в сухом воздухе была определена равной
c = 331.3 м / с. 0 ° C равняется 32 ° F.

Точные уравнения для скорости звука и температуры:

Чтобы точно рассчитать скорость звука в м / с:
c = 331,3 × √ (1+ ( ϑ / 273.15))
, если используется известная температура воздуха ϑ в ° С.

Чтобы точно рассчитать температуру воздуха в ° C:
ϑ = 273,15 × (0,00000

16350702156684298215 × с 2 — 1)
, если используется известная скорость звука с в м / с.

Упрощенные формулы (для + 35 ° C до −35 ° C):

Скорость звука в воздухе в м / с: c = 331,3 + 0,6 × 9009

Температура в ° C: ϑ = ( с — 331,3) / 0,6

Расчет и преобразование: температура и скорость звука

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака × .

Скорость звука c зависит от температуры воздуха ϑ , а не от давления воздуха!
Влажность воздуха оказывает незначительное влияние на скорость звука. Давление воздуха
и плотность воздуха (плотность воздуха) пропорциональна друг другу при одинаковой температуре.
Применяется всегда p / ρ = константа. rho — плотность ρ и p — звуковое давление.
Поэтому давление воздуха не входит в расчет скорости звука воздуха.


Примечание: скорость звука одинакова и на вершине горы
как на уровне моря, при условии, что там такая же температура воздуха.

Можно предположить, что это верно даже на высоте 100 км.
С уменьшением давления плотность воздуха уменьшается.

При какой температуре скорость звука в два раза превышает значение 0 ° C?

При какой температуре скорость звука 331.3 м / с (скорость звука) будет вдвое больше?
Температура 819,45 ° C удвоит скорость звука до 662,6 м / с.

Найдите следующий ответ на вопрос: «Какова скорость звука?»

Скорость звука — имеет значение температура, а не давление воздуха

Плотность воздуха (плотность воздуха) ρ = давление воздуха p_ (газовая постоянная R × температура в Кельвинах)
ρ = р / р × Т в кг / м 3 .

Удельная газовая постоянная для сухого воздуха составляет R = 287,058 Дж / кг × K
Джоуль J = Ньютон × метр = N · м и T в Кельвинах = ° C + 273,15
Атмосферное давление p 0 = 101325 Па = 1013,25 мбар = 1013,25 гПа
R = 287,058 Дж / кг × K
T 0 = 273.15 K при 0 ° C
ρ 0 = 101325 / (287,058 × 273,15) = 1,2922 кг / м³
T 20 = 293,15 K при 20 ° C
ρ 20 = 101325 / (287,058 × 293,15) = 1,2041 кг / м³

Иногда ошибочно предполагается, что давление и плотность воздуха одинаковы.

Скорость звука c не является скоростью частицы v .
Скорость звука против лучше называется скоростью частиц против .
Скорость звука с лучше называть скоростью звука с .



Скорость звука называется Мах 1
Мах обычно используется для представления скорости объекта, например самолета
или ракета, когда она движется со скоростью звука или кратно ей.
Скорость выше Маха 1 называется сверхзвуковой скоростью.

Число Маха ниже 1 означает, что скорость потока ниже скорости звука — и скорость дозвуковая .
Число Маха 1 означает, что скорость потока — это скорость звука, а скорость около , трансзвуковая — .
Число Маха выше 1 означает, что скорость потока выше, чем скорость звука — и скорость сверхзвуковая .
Более Маха № 5 называется , гиперзвуковой . «Число Маха» — безразмерное соотношение.


Примечание: скорость звука c не зависит от частоты и
амплитуда звуковой волны и давление воздуха.Но скорость
звук зависит от температуры.

При температуре 819,45 мы получаем скорость звука 662,6 м / с.
Это в два раза больше скорости звука, мы находимся при 0 ° C с 331,3 м.


Сверхзвуковая скорость имеет абсолютно
не имеет ничего общего с давлением воздуха — но
с температурой!

Плотность воздуха ρ также не оказывает влияния,
потому что отношение давления воздуха р к
плотность ρ , то есть р / ρ всегда
постоянная.Посмотрите на эту важную формулу:

Скорость звука

Таблица (диаграмма): Воздействие температуры
Плотность воздуха, скорость звука, характеристика акустическая
Импеданс и зависимость от температуры воздуха

Температура
воздуха ϑ в ° C
Скорость звука
с в м / с
Время на 1 м
Δ т мс / м
Плотность воздуха
ρ в кг / м 3
Импеданс
воздуха Z в Н · с / м 3
+40 354.94 2,817 1.1272 400,0
+35 351,96 2,840 1,1455 403,2
+30 349,08 2,864 1,1644 406,5
+25 346,18 2,888 1,1839 409,4
+20 343.26 2,912 1,2041 413,3
+15 340,31 2,937 1,2250 416,9
+10 337,33 2,993 1,2466 420,5
+5 334,33 2,990 1,2690 424,3
0 331.30 3,017 1,2920 428,0
−5 328,24 3,044 1,3163 432,1
−10 325,16 3,073 1,3413 436,1
−15 322,04 3,103 1,3673 440,3
−20 318.89 3,134 1,3943 444,6
−25 315,72 3,165 1,4224 449,1

Примечание: Давление воздуха p и плотность воздуха ρ не совпадают.
В газах, чем выше скорость звука в этой среде, тем выше будет высота звука, когда вы поете.

Только из-за снижения температуры воздуха, которая уменьшается с высотой (высотой), скорость звука уменьшается.

В обычном использовании и в научной литературе скорость звука равна скорости звука или скорости звука.
Скорость звука c не следует путать со скоростью звука v , которая является скоростью отдельных частиц.

Приблизительная скорость звука
в общих материалах
Средний Скорость звука
м / с 9009/ с
Воздух, сухой при 20 ° C 343 1 125
Водород при 0 ° C 1 280 4 200
Вода при 15 ° C 1 500 4 920
Свинец 2 160 7 090
Бетон 3 100 10 200
Древесина (мягкая — вдоль волокна) 3 800 12 500
Стекло 5 500 18 500
Сталь 5 800 19 000

В данном идеальном газе скорость звука зависит только от его температуры.
Скорость звука в еще сухом воздухе при температуре ϑ = 0 градусов
По Цельсию с = 331,3 м / с.
Это зависит от температуры и материала. Так как звук передается
легко через плотно упакованные молекулы, быстрее в более плотном
веществ.
Таким образом, скорость звука увеличивается с жесткостью материала.

На частый вопрос: «Сколько стоит скорость звука?» всегда должен следовать
Требование: «При какой температуре, пожалуйста?»
Кто упоминает о барометрическом давлении, ему еще есть чему поучиться.

Скорость звука и скорость звука (скорость звука)

Скорость — это скорость изменения расстояния со временем.
Скорость — это мера скорости и направления движущегося объекта.
Скорость — это скорость изменения смещения со временем.
Скорость — это расстояние, которое проходит объект, скорость — это измерение скорости И направления.

В данном идеальном газе скорость звука зависит только от его температуры.Скорость
звук в неподвижном воздухе при 0 градусах Цельсия составляет 331,3 м / с. Это зависит от температуры и
материал. Поскольку звук легче передается между близкими молекулами, он путешествует
быстрее в более плотном веществе. Таким образом скорость звука увеличивается с жесткостью
материал.

Действительно неправильные ответы на «Yahoo! Ответы»

Как скорость звука в воздухе зависит от давления воздуха?

1 st неправильный ответ: лучший ответ — выбрано избирателями
В более тонком воздухе меньше атомов, плавающих вокруг, чем в более плотном (более высоком давлении) воздухе.
Поскольку звуковые волны распространяются быстрее, когда они беспрепятственны, меньшее давление воздуха равно
более высокая скорость из-за снижения атмосферной «вязкости».

2 и неправильный ответ: скорость звука в воздухе прямо пропорциональна квадратному корню
давления.

Правильный ответ: скорость звука зависит не от давления воздуха, а от
по температуре. Давление воздуха отличается от плотности воздуха.

Свойства звука в воздухе, частота и длина волны

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака × .

При 0 ° по Цельсию скорость звука в американских учебниках составляет 331,3 м / с.
При 20 ° C скорость звука тогда равна 343.21 м / с, округлые 343 м / с.
При 0 ° по Цельсию скорость звука в немецких учебниках составляет 331,5 м / с.
При 20 ° по Цельсию скорость звука составляет 343,42 м / с, округленная до 343 м / с.

Скорость и скорость — разница

Скорость — это расстояние в определенный период времени.
Скорость — это мера скорости и направления движущегося объекта.
Разница: скорость — это расстояние, на которое объект проходит в единицу времени.
Скорость — это смещение в единицу времени.
Разница: скорость является скалярной величиной — она ​​имеет только величину и не может
быть ноль.
Скорость является векторной величиной — она ​​имеет величину и направление и равна
может быть ноль.

Конвертер: Фаренгейт в Цельсия и Цельсия в Фаренгейт

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака × .

Звуковое давление или акустическое давление — это локальное отклонение давления от окружающей среды
атмосферное давление, вызванное звуковой волной. Звуковое давление можно измерить с помощью
микрофон в воздухе. Единица СИ для звукового давления p — символ Паскаля: Па.

НАСА говорит: Скорость звука зависит от температуры воздуха .
Он меняется с высотой (высотой) только , потому что изменяющейся температуры!
Атмосферное давление пропорционально плотности воздуха.1/2 = 343,24 м / с.

Зональный средний вертикальный профиль температуры в
Атмосфера в течение июня в 45 ° северной широты

Температура в зависимости от высоты (атмосферное давление)


Неправильное мышление:
Рассчитайте скорость звука на больших высотах.
Вы чувствуете предположение, что это должно быть связано с ростом. Это не правильно.
Только температура имеет отношение к значению скорости звука.
Там довольно холодно.
Звуковое давление или акустическое давление (переменные изменения давления) — это
динамическое давление. Тем не менее, давление воздуха (атмосферное давление равно
) статическое давление. Динамическое звуковое давление накладывается на статическое
давление воздуха


Примечание. Время, частота и фаза находятся близко друг к другу.
Высота амплитуды не влияет на эти параметры.

Амплитуда A не имеет ничего общего с частотой, длиной волны,
продолжительность и скорость звука .

.

Terminal Velocity

Объект, который падает через Атмосфера подвергается двум внешним силы. Одна сила гравитационная сила, выраженная как вес объекта. Другая сила — это Сопротивление воздуха или сопротивление объекта. Если масса объекта остается постоянной, движение объекта может быть описано Второй закон движения Ньютона, Сила F равна массе м. В раз ускорение a :

F = m * a

которая может быть решена для ускорения объект с точки зрения чистой внешней силы и массы объект:

а = ф / м

Вес и сопротивление сил которые векторные величины.Тогда чистая внешняя сила F равна разница весом Вт и сопротивлением Д

F = W — D

Ускорение падающего объекта тогда становится:

а = (ш — д) / м

Величина сопротивления определяется уравнение сопротивления Drag D зависит от Коэффициент аэродинамического сопротивления кд , атмосферный плотность р , квадрат скорость воздуха В , и некоторая контрольная область A объекта.2 * А / 2

На рисунке вверху плотность выражена греческим символом «Rho». 2 * A / 2 = W

Решив для вертикальной скорости V , получим уравнение

V = sqrt ((2 * W) / (Cd * r * A)

где sqrt обозначает квадратный корень функция.Типичные значения коэффициента сопротивления приведены на отдельном слайде.

Вот калькулятор JavaScipt, который решит Уравнения, представленные на этой странице:

Выберите планету и юниты

Введите значения веса, площади и коэффициента сопротивления

Введите значение высоты или плотности воздуха

Нажмите кнопку Compute


Compute

На этой странице показан интерактивный калькулятор Java, который решает уравнения для конечной скорости падающего объекта.

Химия атмосферы и гравитационная постоянная планеты влияет на конечную скорость. Вы выбираете планету, используя кнопку выбора в левом верхнем углу. Вы можете выполнить расчеты на английском (Imperial) или метрические единицы. Вы должны указать вес или массу вашего объекта. Ты можешь выбрать для ввода либо вес на Земле, локальный вес на планете, или масса объекта. Затем вы должны указать площадь поперечного сечения и перетаскивания коэффициент.Наконец, вы должны указать плотность атмосферы. Мы включили модели изменения плотности атмосферы с высотой для Земля и Марс в калькуляторе. Если у вас есть подходящие условия теста, нажмите красную кнопку «Вычислить», чтобы рассчитать конечную скорость.

Вы можете скачать собственную копию этого калькулятора для использования в автономном режиме. Программа предоставляется как TermVel.zip. Вы должны сохранить этот файл на жестком диске и «Извлечь» необходимые файлы из TermVel.застежка-молния. Нажмите на «Termvcalc.html» запустить браузер и загрузить программу.

Когда вы приобрели некоторый опыт работы с терминальным калькулятором скорости и знакомы с переменными и операцией, вы можете запустить простая версия программы он-лайн. Простая версия содержит только калькулятор и нет инструкции и он загружается быстрее, чем версия, указанная выше.

Уведомление В этом калькуляторе вы должны указать коэффициент сопротивления.Значение коэффициента сопротивления зависит от форма. объекта и на эффекты сжимаемости в потоке. Для потока воздуха рядом и быстрее, чем скорость звука, коэффициент аэродинамического сопротивления значительно увеличен из-за формирование ударные волны на объекте. Так что будьте очень осторожны при интерпретации результатов с большими конечные скорости. Если ваш коэффициент сопротивления включает сжимаемость эффекты, то ваш ответ правильный.Если ваш коэффициент сопротивления была определена на низких скоростях, и конечная скорость очень высока, вы получаете неправильный ответ, потому что ваш коэффициент сопротивления не включает эффекты сжимаемости.

Уравнение конечной скорости говорит нам, что объект с большая площадь поперечного сечения или высокий коэффициент сопротивления падает медленнее, чем объект с небольшой площадью или низким коэффициентом сопротивления. большая плоская тарелка падает медленнее, чем маленький шарик с таким же вес.Если у нас есть два объекта с одинаковой площадью и перетащите коэффициент, как две сферы одинакового размера, более легкий объект падает медленнее. Это, кажется, противоречит выводам Галилея о том, что все свободно падающие предметы падают на тот же показатель с равным сопротивлением воздуха. Но принцип Галилея только применяется в вакууме, где есть сопротивление воздуха NO и сопротивление равно нулю.

Мы также разработали простую симуляцию падающего объекта, чтобы помочь Вы изучаете эту интересную физическую проблему.Программа называется DropSim и доступен бесплатно на этом интернет сайт.


Деятельность:

Экскурсии
  • Падающие объекты:

Navigation ..


Руководство для начинающих Домашняя страница
 

Расчёт вентиляции. Расчет сопротивления воздуховода калькулятор

Расчёт вентиляции это расчёт воздуховодов и вентиляционных каналов в системах приточной и вытяжной вентиляции . Вентиляция служит для подачи и удаления воздуха с температурой до 80°С. Расчёт производится по методу удельных потерь давления. Общие потери давления, кгс/м², в сети воздуховодов для стандартного воздуха (t = 20°C и γ = 1,2 кг/м³) определяются по формуле:

p =∑(Rl+Z),

где R- потери давления на трение на расчётном отрезке кгс/м² на 1 м; l- длинна отрезка воздуховода, м; Z- потери давления на местные сопротивления на расчётном отрезке, кгс/м².

Потери давления на трение R, кгс/м² на 1 м в круглых воздуховодах определяются по формуле R= λd v²γ2g , где λ- коэффициент сопротивления трения; d – диаметр воздуховода, м; v – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с; γ — объемная масса воздуха, перемещаемая по воздуховоду, кгс/м³; v²γ/2g- скоростное (динамическое) давление, кгс/м².

Коэффициент сопротивления принят по формуле Альтшуля:

где Δэ- абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода из листовой стали, равная 0,1 мм; d – диаметр воздуховода, мм; Re- число Рейнольдса.

Для воздуховодов изготовленных из других материалов с абсолютной эквивалентной шероховатостью Кэ≥0,1 мм значения R принимаются с поправочным коэффициентом n на потери давления на трение.

Значение Δэ для других материалов:

  1. Листовая сталь — 0,1мм
  2. Винипласт – 0,1мм
  3. Асбестоцементные трубы – 0,11мм
  4. Кирпич – 4мм
  5. Штукатурка по сетке – 10мм

Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах при механическом побуждении. Производственные здания магистральные воздуховоды – до 12 м/с, воздуховоды ответвления – 6 м/с. Общественные здания магистральные воздуховоды – до 8 м/с, воздуховоды ответвления – 5 м/с.

В воздуховодах прямоугольного сечения за расчётную величину d принимается эквивалентный диаметр dэv, при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости воздуха равны потерям в прямоугольном воздуховоде. Значения эквивалентных диаметров, м, определены по формуле

где А и В – размеры сторон прямоугольного воздуховода. Стоит учитывать, что при равной скорости воздуха прямоугольный воздуховод и аналогичный круглый имеют разные расходы воздуха. Значение скоростного (динамического) давления и удельные потери давления на трение для круглых воздуховодов.

Потери давления на трение кгс/м²

Потери давления Z, кгс/м², на местные сопротивления определяют по формуле

Z = ∑ζ(v²γ/2g),

где ∑ζ- сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчётном отрезке воздуховода. Если температура перемещаемого воздуха не равна 20°C на потери давления, посчитанные по формуле p =∑(Rl+Z), требуется вводить поправочные коэффициенты K1 – трение, K2 – местные сопротивления.

Если неувязки потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10% следует устанавливать ирисовые клапаны.

Расчет приточных и вытяжных систем воздуховодов сводится к определению размеров поперечного сечения каналов, их сопротивления движению воздуха и увязки напора в параллельных соединениях. Расчет потерь напора следует вести методом удельных потерь напора на трение.

Методика расчета:

      Строится аксонометрическая схема вентиляционной системы, система разбивается на участки, на которые наносятся длина и значение расхода. Расчетная схема представлена на рисунке 1.

      Выбирается основное (магистральное) направление, которое представляет собой наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных участков.

3. Нумеруются участки магистрали, начиная с участка с наименьшим расходом.

4. Определяются размеры поперечного сечения воздуховодов на расчетных участках магистрали. Определяем площади поперечного сечения, м 2:

F р =L p /3600V p ,

где L р – расчетный расход воздуха на участке, м 3 /ч;

По найденным значениям F р ] принимаются размеры воздуховодов, т.е. находится F ф.

5. Определяется фактическая скорость V ф, м/с:

V ф = L p / F ф,

где L р – расчетный расход воздуха на участке, м 3 /ч;

F ф – фактическая площадь поперечного сечения воздуховода, м 2 .

Определяем эквивалентный диаметр по формуле:

d экв = 2·α·b/(α+b) ,

где α и b – поперечные размеры воздуховода, м.

6. По значениям d экв и V ф определяются значения удельных потерь давления на трение R.

Потери давления на трения на расчетном участке составят

P т =R·l·β ш,

где R – удельные потери давления на трение, Па/м;

l – длина участка воздуховода, м;

β ш – коэффициент шероховатости.

7. Определяются коэффициенты местных сопротивлений и просчитываются потери давления в местных сопротивлениях на участке:

z = ∑ζ·P д,

где P д – динамическое давление:

Pд=ρV ф 2 /2,

где ρ – плотность воздуха, кг/м 3 ;

V ф – фактическая скорость воздуха на участке, м/с;

∑ζ – сумма КМС на участке,

8. Рассчитываются полные потери по участкам:

ΔР = R·l·β ш + z,

l – длина участка, м;

z — потери давления в местных сопротивлениях на участке, Па.

9. Определяются потери давления в системе:

ΔР п = ∑(R·l·β ш + z) ,

где R — удельные потери давления на трение, Па/м;

l – длина участка, м;

β ш – коэффициент шероховатости;

z- потери давления в местных сопротивлениях на участке, Па.

10. Проводится увязка ответвлений. Увязка производится, начиная с самых протяженных ответвлений. Она аналогична расчету основного направления. Сопротивления на всех параллельных участках должны быть равны: невязка не более 10%:

где Δр 1 и Δр 2 – потери в ветвях с большими и меньшими потерями давления, Па. Если невязка превышает заданное значение, то ставится дроссель-клапан.

Рисунок 1 – Расчетная схема приточной системы П1.

Последовательность расчета приточной системы П1

Участок 1-2, 12-13, 14-15,2-2’,3-3’,4-4’,5-5’,6-6’,13-13’,15-15’,16-16’:

Участок 2-3, 7-13, 15-16:

Участок 3-4, 8-16:

Участок 4-5:

Участок 5-6:

Участок 6-7:

Участок 7-8:

Участок 8-9:

Местные сопротивления

Участок 1-2:

а) на выход: ξ = 1,4

б) отвод 90°: ξ = 0,17

в) тройник на прямой проход:

Участок 2-2’:

а) тройник на ответвление

Участок 2-3:

а) отвод 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

ξ = 0,25

Участок 3-3’:

а) тройник на ответвление

Участок 3-4:

а) отвод 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

Участок 4-4’:

а) тройник на ответвление

Участок 4-5:

а) тройник на прямой проход:

Участок 5-5’:

а) тройник на ответвление

Участок 5-6:

а) отвод 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

Участок 6-6’:

а) тройник на ответвление

Участок 6-7:

а) тройник на прямой проход:

ξ = 0,15

Участок 7-8:

а) тройник на прямой проход:

ξ = 0,25

Участок 8-9:

а) 2 отвода 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

Участок 10-11:

а) отвод 90°: ξ = 0,17

б) на выход: ξ = 1,4

Участок 12-13:

а) на выход: ξ = 1,4

б) отвод 90°: ξ = 0,17

в) тройник на прямой проход:

Участок 13-13’

а) тройник на ответвление

Участок 7-13:

а) отвод 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

ξ = 0,25

в) тройник на ответвление:

ξ = 0,8

Участок 14-15:

а) на выход: ξ = 1,4

б) отвод 90°: ξ = 0,17

в) тройник на прямой проход:

Участок 15-15’:

а) тройник на ответвление

Участок 15-16:

а) 2 отвода 90°: ξ = 0,17

б) тройник на прямой проход:

ξ = 0,25

Участок 16-16’:

а) тройник на ответвление

Участок 8-16:

а) тройник на прямой проход:

ξ = 0,25

б) тройник на ответвление:

Аэродинамический расчет приточной системы П1

Расход, L, м³/ч

Длина, l, м

Размеры воздуховода

Скорость воздуха V, м/с

Потери на 1 м длины уч-ка R, Па

Коэфф. шероховатости m

Потери на трение Rlm, Па

Сумма КМС, Σξ

Динамическое давление Рд, Па

Потери на местные сопр, Z

Потери давления на участке, ΔР, Па

Площадь сечения F, м²

Эквивалентный диаметр

Выполним невязку приточной системы П1, которая должна составить не более 10 %.

Так как невязка превышает допустимые 10%, необходимо поставить диафрагму.

Диафрагму устанавливаю на участке 7-13, V = 8,1 м/с, Р С = 20,58 Па

Следовательно для воздуховода диаметром 450 устанавливаю диафрагму диаметром 309.

Основой проектирования любых инженерных сетей является расчет. Для того чтобы правильно сконструировать сеть приточных или вытяжных воздуховодов, необходимо знать параметры воздушного потока. В частности, требуется рассчитать скорость потока и потери давления в канале для правильного подбора мощности вентилятора.

В этом расчете немаловажную роль играет такой параметр, как динамическое давление на стенки воздуховода.

Поведение среды внутри воздухопровода

Вентилятор, создающий воздушный поток в приточном или вытяжном воздуховоде, сообщает этому потоку потенциальную энергию. В процессе движения в ограниченном пространстве трубы потенциальная энергия воздуха частично переходит в кинетическую. Этот процесс происходит в результате воздействия потока на стенки канала и называется динамическим давлением.

Кроме него существует и статическое давление, это воздействие молекул воздуха друг на друга в потоке, оно отражает его потенциальную энергию. Кинетическую энергию потока отражает показатель динамического воздействия, именно поэтому данный параметр участвует в расчетах .

При постоянном расходе воздуха сумма этих двух параметров постоянна и называется полным давлением. Оно может выражаться в абсолютных и относительных единицах. Точкой отсчета для абсолютного давления является полный вакуум, в то время как относительное считается начиная от атмосферного, то есть разница между ними — 1 Атм. Как правило, при расчете всех трубопроводов используется величина относительного (избыточного) воздействия.

Вернуться к оглавлению

Физический смысл параметра

Если рассмотреть прямые отрезки воздуховодов, сечения которых уменьшаются при постоянном расходе воздуха, то будет наблюдаться увеличение скорости потока. При этом динамическое давление в воздуховодах будет расти, а статическое — снижаться, величина полного воздействия останется неизменной. Соответственно, для прохождения потока через такое сужение (конфузор) ему следует изначально сообщить необходимое количество энергии, в противном случае может уменьшиться расход, что недопустимо. Рассчитав величину динамического воздействия, можно узнать количество потерь в этом конфузоре и правильно подобрать мощность вентиляционной установки.

Обратный процесс произойдет в случае увеличения сечения канала при постоянном расходе (диффузор). Скорость и динамическое воздействие начнут уменьшаться, кинетическая энергия потока перейдет в потенциальную. Если напор, развиваемый вентилятором, слишком велик, расход на участке и во всей системе может вырасти.

В зависимости от сложности схемы, вентиляционные системы имеют множество поворотов, тройников, сужений, клапанов и прочих элементов, называемых местными сопротивлениями. Динамическое воздействие в этих элементах возрастает в зависимости от угла атаки потока на внутреннюю стенку трубы. Некоторые детали систем вызывают значительное увеличение этого параметра, например, противопожарные клапаны, в которых на пути потока установлены одна или несколько заслонок. Это создает повышенное сопротивление потоку на участке, которое необходимо учитывать в расчете. Поэтому во всех вышеперечисленных случаях нужно знать величину динамического давления в канале.

Вернуться к оглавлению

Расчеты параметра по формулам

На прямом участке скорость движения воздуха в воздуховоде неизменна, постоянной остается и величина динамического воздействия. Последняя рассчитывается по формуле:

Рд = v2γ / 2g

В этой формуле:

  • Рд — динамическое давление в кгс/м2;
  • V — скорость движения воздуха в м/с;
  • γ — удельная масса воздуха на этом участке, кг/м3;
  • g — ускорение силы тяжести, равное 9.81 м/с2.

Получить значение динамического давления можно и в других единицах, в Паскалях. Для этого существует другая разновидность этой формулы:

Рд = ρ(v2 / 2)

Здесь ρ — плотность воздуха, кг/м3. Поскольку в вентиляционных системах нет условий для сжатия воздушной среды до такой степени, чтобы изменилась ее плотность, она принимается постоянной — 1.2 кг/м3.

Далее, следует рассмотреть, как участвует величина динамического воздействия в расчете каналов. Смысл этого расчета — определить потери во всей системе приточной либо вытяжной вентиляции для подбора напора вентилятора, его конструкции и мощности двигателя. Расчет потерь происходит в два этапа: сначала определяются потери на трение о стенки канала, потом высчитывается падение мощности воздушного потока в местных сопротивлениях. Параметр динамического давления участвует в расчете на обоих этапах.

Сопротивление трению на 1 м круглого канала рассчитывается по формуле:

R = (λ / d) Рд, где:

  • Рд — динамическое давление в кгс/м2 или Па;
  • λ — коэффициент сопротивления трению;
  • d — диаметр воздуховода в метрах.

Потери на трение определяются отдельно для каждого участка с различными диаметрами и расходами. Полученное значение R умножают на общую длину каналов расчетного диаметра, прибавляют потери на местных сопротивлениях и получают общее значение для всей системы:

HB = ∑(Rl + Z)

Здесь параметры:

  1. HB (кгс/м2) — общие потери в вентиляционной системе.
  2. R — потери на трение на 1 м канала круглого сечения.
  3. l (м) — длина участка.
  4. Z (кгс/м2) — потери в местных сопротивлениях (отводах, крестовинах, клапанах и так далее).

Вернуться к оглавлению

Определение параметров местных сопротивлений вентиляционной системы

В определении параметра Z также принимает участие величина динамического воздействия. Разница с прямым участком заключается в том, что в разных элементах системы поток меняет свое направление, разветвляется, сходится. При этом среда взаимодействует с внутренними стенками канала не по касательной, а под разными углами. Чтобы это учесть, в расчетную формулу можно ввести тригонометрическую функцию, но тут есть масса сложностей. Например, при прохождении простого отвода 90⁰ воздух поворачивает и нажимает на внутреннюю стенку как минимум под тремя разными углами (зависит от конструкции отвода). В системе воздуховодов присутствует масса более сложных элементов, как рассчитать потери в них? Для этого существует формула:

  1. Z = ∑ξ Рд.

Для того чтобы упростить процесс расчета, в формулу введен безразмерный коэффициент местного сопротивления. Для каждого элемента вентиляционной системы он разный и является справочной величиной. Значения коэффициентов были получены расчетами либо опытным путем. Многие заводы-производители, выпускающие вентиляционное оборудование, проводят собственные аэродинамические исследования и расчеты изделий. Их результаты, в том числе и коэффициент местного сопротивления элемента (например, противопожарного клапана), вносят в паспорт изделия или размещают в технической документации на своем сайте.

Для упрощения процесса вычисления потерь вентиляционных воздуховодов все значения динамического воздействия для разных скоростей также просчитаны и сведены в таблицы, из которых их можно просто выбирать и вставлять в формулы. В Таблице 1 приведены некоторые значения при самых применяемых на практике скоростях движения воздуха в воздуховодах.

где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

z = Q* (v*v*y)/2g,

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции:

В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов . Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.

Примечания:

Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды . Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты).

Этим материалом редакция журнала „Мир Климата“ продолжает публикацию глав из книги „Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для произ-
водственных и общественных зданий“. Автор Краснов Ю.С.

Аэродинамический расчет воздуховодов начинают с вычерчивания аксонометрической схемы (М 1: 100), проставления номеров участков, их нагрузок L (м 3 /ч) и длин I (м). Определяют направление аэродинамического расчета — от наиболее удаленного и нагруженного участка до вентилятора. При сомнениях при определении направления рассчитывают все возможные варианты.

Расчет начинают с удаленного участка: определяют диаметр D (м) круглого или площадь F (м 2) поперечного сечения прямоугольного воздуховода:

Скорость растет по мере приближения к вентилятору.

По приложению Н из принимают ближайшие стандартные значения: D CT или (а х b) ст (м).

Гидравлический радиус прямоугольных воздуховодов (м):

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховодов.

Местные сопротивления на границе двух участков (тройники, крестовины) относят к участку с меньшим расходом.

Коэффициенты местных сопротивлений даны в приложениях.

Схема приточной системы вентиляции, обслуживающей 3-этажное административное здание

Пример расчета

Исходные данные:

№ участков подача L, м 3 /ч длина L, м υ рек, м/с сечение
а × b, м
υ ф, м/с D l ,м Re λ Kmc потери на участке Δр, па
решетка рр на выходе 0,2 × 0,4 3,1 1,8 10,4
1 720 4,2 4 0,2 × 0,25 4,0 0,222 56900 0,0205 0,48 8,4
2 1030 3,0 5 0,25× 0,25 4,6 0,25 73700 0,0195 0,4 8,1
3 2130 2,7 6 0,4 × 0,25 5,92 0,308 116900 0,0180 0,48 13,4
4 3480 14,8 7 0,4 × 0,4 6,04 0,40 154900 0,0172 1,44 45,5
5 6830 1,2 8 0,5 × 0,5 7,6 0,50 234000 0,0159 0,2 8,3
6 10420 6,4 10 0,6 × 0,5 9,65 0,545 337000 0,0151 0,64 45,7
10420 0,8 ю. Ø0,64 8,99 0,64 369000 0,0149 0 0,9
7 10420 3,2 5 0,53 × 1,06 5,15 0,707 234000 0,0312 ×n 2,5 44,2
Суммарные потери: 185
Таблица 1. Аэродинамический расчет

Воздуховоды изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали, толщина и размер которой соответствуют прил. Н из. Материал воздухозаборной шахты — кирпич. В качестве воздухораспределителей применены решетки регулируемые типа РР с возможными сечениями: 100 х 200; 200 х 200; 400 х 200 и 600 х 200 мм, коэффициентом затенения 0,8 и максимальной скоростью воздуха на выходе до 3 м/с.

Сопротивление приемного утепленного клапана с полностью открытыми лопастями 10 Па. Гидравлическое сопротивление калориферной установки 100 Па (по отдельному расчету). Сопротивление фильтра G-4 250 Па. Гидравлическое сопротивление глушителя 36 Па (по акустическому расчету). Исходя из архитектурных требований проектируют воздуховоды прямоугольного сечения.

Сечения кирпичных каналов принимают по табл. 22.7 .

Коэффициенты местных сопротивлений

Участок 1. Решетка РР на выходе сечением 200×400 мм (рассчитывают отдельно):

№ участков Вид местного сопротивления Эскиз Угол α, град. Отношение Обоснование КМС
F 0 /F 1 L 0 /L ст f прох /f ств
1 Диффузор 20 0,62 Табл. 25.1 0,09
Отвод 90 Табл. 25.11 0,19
Тройник-проход 0,3 0,8 Прил. 25.8 0,2
∑ = 0,48
2 Тройник-проход 0,48 0,63 Прил. 25.8 0,4
3 Тройник-ответвление 0,63 0,61 Прил. 25.9 0,48
4 2 отвода 250 × 400 90 Прил. 25.11
Отвод 400 × 250 90 Прил. 25.11 0,22
Тройник-проход 0,49 0,64 Табл. 25.8 0,4
∑ = 1,44
5 Тройник-проход 0,34 0,83 Прил. 25.8 0,2
6 Диффузор после вентилятора h=0,6 1,53 Прил. 25.13 0,14
Отвод 600 × 500 90 Прил. 25.11 0,5
∑= 0,64
Конфузор перед вентилятором D г =0,42 м Табл. 25.12 0
7 Колено 90 Табл. 25.1 1,2
Решетка жалюзийная Табл. 25.1 1,3
∑ = 1,44
Таблица 2. Определение местных сопротивлений

Краснов Ю.С.,

Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.

Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:

где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр считаются так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

  • Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)

2. Потери на местные сопротивления:

Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:

  • Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
  • Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
  • Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
  • Вычисляем потери давления на трение P тр.
  • По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
  • Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду

Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду

Метод постоянной потери напора

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции:

  • В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
  • По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
  • Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
  • Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.

Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.

Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов

Использование прямоугольных воздуховодов

В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.

Примечания:

  • Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды;
  • Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты).

В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной — его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.

Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов

Назначение

Основное требование
Бесшумность Мин. потери напора
Магистральные каналы Главные каналы Ответвления
Приток Вытяжка Приток Вытяжка
Жилые помещения 3 5 4 3 3
Гостиницы 5 7.5 6.5 6 5
Учреждения 6 8 6.5 6 5
Рестораны 7 9 7 7 6
Магазины 8 9 7 7 6

Исходя из этих значений следует рассчитывать линейные параметры воздуховодов.

Алгоритм расчета потерь напора воздуха

Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов. Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются. По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.

Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.

Табл. № 2. Эквивалентные диаметры круглых воздуховодов для квадратных

150 200 250 300 350 400 450 500
250 210 245 275
300 230 265 300 330
350 245 285 325 355 380
400 260 305 345 370 410 440
450 275 320 365 400 435 465 490
500 290 340 380 425 455 490 520 545
550 300 350 400 440 475 515 545 575
600 310 365 415 460 495 535 565 600
650 320 380 430 475 515 555 590 625
700 390 445 490 535 575 610 645
750 400 455 505 550 590 630 665
800 415 470 520 565 610 650 685
850 480 535 580 625 670 710
900 495 550 600 645 685 725
950 505 560 615 660 705 745
1000 520 575 625 675 720 760
1200 620 680 730 780 830
1400 725 780 835 880
1600 830 885 940
1800 870 935 990

По горизонтали указана высота квадратного воздуховода, а по вертикали ширина. Эквивалентное значение круглого сечения находится на пересечении линий.

Потери давления воздуха в изгибах берутся из таблицы № 3.

Табл. № 3. Потери давления на изгибах

Для определения потерь давления в диффузорах используются данные из таблицы № 4.

Табл. № 4. Потери давления в диффузорах

В таблице № 5 дается общая диаграмма потерь на прямолинейном участке.

Табл. № 5. Диаграмма потерь давления воздуха в прямолинейных воздуховодах

Все отдельные потери на данном участке воздуховода суммируются и корректируются с таблицей № 6. Табл. № 6. Расчет понижения давления потока в системах вентиляции


Во время проектирования и расчетов существующие нормативные акты рекомендуют, чтобы разница в величине потерь давления между отдельными участками не превышала 10%. Вентилятор нужно устанавливать в участке системы вентиляции с наиболее высоким сопротивлением, самые удаленные воздуховоды должны иметь минимальное сопротивление. Если эти условия не выполняются, то необходимо изменять план размещения воздуховодов и дополнительного оборудования с учетом требований положений.

Скорость воздуха в воздуховоде (формула расчёта)

Для разработки будущей системы вентиляции немаловажно определиться с габаритами каналов, которые нужно проложить в тех или иных условиях. Во вновь строящемся здании это сделать проще, еще на стадии проектирования расположив все инженерные сети и технологическое оборудование в соответствии с нормативными документами. Другое дело, когда идет реконструкция или техническое перевооружение производства, тут требуется прокладка трасс воздуховодов с учетом существующих условий. Размеры каналов могут сыграть большую роль, а чтобы их правильно вычислить, необходимо принять оптимальную скорость движения воздуха.

Таблица скорость воздуха в воздуховоде.

Порядок выполнения расчета

Имеется еще один вариант устройства приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Заключается он в том, чтобы использовать существующие воздухопроводы для новых вентиляционных установок. Тут также не обойтись без просчета скорости потока в этих старых трубопроводах на основании обследований и измерений.

Общая формула расчета величины скорости воздушных масс (V, м/с) происходит из формулы вычисления расхода приточного воздуха (L, м.куб/ч) в зависимости от размера площади сечения канала (F, м.кв.):

L = 3600 x F x V

Примечание: умножение на цифру 3600 необходимо для приведения в соответствие единиц времени (часы и секунды).

Процесс замера скорости воздуха.

Соответственно, формулу скорости потока можно представить в следующем виде:

V = L / 3600 x F

Рассчитать площадь сечения существующего канала не составляет труда, а если ее нужно вычислить? Тогда и приходит на помощь способ подбора размеров воздуховода по рекомендуемым скоростям воздушных потоков. Изначально из трех параметров, участвующих в расчетах, на данном этапе четко должен быть известен один – это количество воздушной смеси (L, м.куб/ч), необходимое для вентиляции того или иного помещения. Оно определяется в соответствии с нормативной базой в зависимости от назначения строения и его внутренних комнат. Выполняется расчет по числу людей в каждом помещении или по величине выделяющихся вредных веществ, излишков тепла или влаги. После этого нужно принять предварительное значение скорости воздуха в воздуховодах, сделать это можно воспользовавшись таблицей рекомендуемых скоростей.

Тип воздухопровода Основная магистраль Разводящие каналы Распределение по помещению Раздающие приточные устройства Вытяжные панели, зонты, решетки
Рекомендуемая скорость 6 – 8 м/с 4 – 5 м/с 1,5 – 2 м/с 1 – 3 м/с 1,5 – 3 м/с

Вернуться к оглавлению

Подбор габаритов канала

Выбрав вид воздухопровода и приняв расчетную скорость, можно определить сечение будущего канала по формулам, приведенным выше. Если планируется его изготовить круглой формы, то диаметр посчитать просто:

Расчет воздуховодов для равномерной раздачи воздуха.

D = √ F / 4 π, где:

  • D – диаметр круглого канала в метрах;
  • F – площадь его поперечного сечения в м.кв.;
  • π = 3.14

Далее необходимо обратиться к нормативным документам, которые определяют стандартные размеры воздуховодов круглой формы, и выбрать среди них ближайший к расчетному диаметр. Это делается для того, чтобы унифицировать производство элементов вентиляционных систем, номенклатура изделий которых и так достаточно велика. Понятно, что принятый по СНиП новый диаметр будет иметь и другое сечение, поэтому потребуется пересчитать его в обратной последовательности и выйти на значение действительной скорости потока воздушных масс в стандартном канале. При этом величина расхода L по-прежнему должна участвовать в вычислениях как константа. Таким методом просчитывается каждый отдельно взятый участок вентиляционной системы, а разбивка на участки производится по одному неизменному признаку – количеству воздуха (расходу).

Если предполагается выполнить прокладку каналов прямоугольной конфигурации, то нужно подобрать размеры сторон такими, чтобы их произведение дало площадь сечения, которая была вычислена ранее. Нормативное ограничение к таким каналам одно:

А / В ≤ 6,3

Здесь параметры А и В – размеры сторон в метрах. Простыми словами, нормами запрещается выполнять прямоугольные трубопроводы слишком узкими при большой высоте или чересчур низкими и широкими. На таких участках сопротивление потоку будет слишком большим и вызовет экономически необоснованные энергозатраты. Остальной просчет действительной скорости воздуха в воздуховоде производится так, как было описано выше.

Вернуться к оглавлению

Рекомендации по подбору в стесненных условиях

При разработке вентиляционных схем нужно руководствоваться одним правилом, которое просматривается и в таблице: скорость воздуха на каждом участке системы должна возрастать по мере приближения к вентиляционной установке. Если результаты вычислений дают показатели скоростей на каких-нибудь участках, не соответствующие данному правилу, то такая схема работать не будет или же в реальных условиях величины скорости потоков будут далеки от расчетных. Решить вопрос можно изменением размеров воздухопроводов на проблемных участках в сторону уменьшения или увеличения.

Формула определения воздухообмена по кратности.

При выполнении строительных работ по реконструкции или техническому перевооружению производственных зданий часто возникает ситуация, когда для устройства вентиляционных каналов просто не остается свободного места, поскольку насыщенность технологическим оборудованием и трубопроводами в помещении слишком велика. Тогда приходится прокладывать трассы в самых труднодоступных местах либо пересекать перекрытия и стены несколько раз. Все эти факторы могут значительно увеличить сопротивление таких участков. Получается замкнутый круг: чтобы пройти узкие места, нужно уменьшить размер и увеличить скорость, что резко повысит сопротивление участка. Уменьшить скорость воздуха нельзя, потому что тогда увеличатся габариты канала и он не пройдет где нужно. Выход из ситуации заключается в уменьшении габаритов и наращивании мощности вентилятора либо разветвлении воздухопровода на несколько параллельных рукавов.

Если возникает необходимость просчета существующей системы приточных или вытяжных каналов для использования их с другими параметрами производительности по воздуху, то вначале потребуется снять натурные замеры каждого участка воздуховода с разными габаритами. Затем, используя новые значения расходов воздуха, определить действительную скорость потока и сравнить полученные значения с таблицей. На практике допускается превышение рекомендованных скоростей на 3-5 м/с в магистральных, разводящих каналах и ответвлениях. В приточных и вытяжных устройствах увеличение скорости приводит к повышению уровня шума, поэтому недопустимо. Если эти условия соблюдаются, старые воздухопроводы пригодны к использованию после соответствующего их обслуживания.

Правильность всех выполненных расчетов вентиляционной системы покажут пусконаладочные работы, в процессе которых производятся замеры скорости воздуха в каналах через специальные лючки.

Также с помощью измерительных приборов – анемометров – измеряется скорость потока на входе или выходе вентиляционных решеток. Если показатели не соответствуют расчетным, выполняется регулировка всей системы с помощью устанавливаемых дополнительно дроссельных заслонок или диафрагм.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.ЯЗЫК}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Конструкция воздуховода 4 — Расчет коэффициента трения

Сегодняшний выпуск серии проектов воздуховодов прост.Это простой расчет, который дает нам расчетный коэффициент трения из двух величин, которые я обсуждал в своих последних двух статьях. Во второй части я рассказал вам о доступном статическом давлении (ASP). В части 3 я рассмотрел общую эффективную (или эквивалентную) длину (TEL). Сегодня мы берем эти числа и рассчитываем коэффициент трения (FR).

Расчет коэффициента трения

Давайте сразу перейдем к делу. Вот как можно рассчитать коэффициент трения:

Во второй части я показал таблицу статического давления из нашего программного обеспечения, которая дает нам доступное статическое давление.В этом случае ASP составлял 0,31 дюйма водяного столба (iwc). В третьей части я показал таблицу общей эффективной длины, и у нас было 424 фута. Вставив эти числа, коэффициент трения будет:

.

Это число показывает, какое падение давления следует ожидать на каждом футе этого участка воздуховода. Обратите внимание, что это очень маленькое число, потому что мы делим небольшое число на большое. Никому не нравится много нулей справа от десятичной точки, прежде чем вы доберетесь до чего-то значительного.Ученые используют научные обозначения, чтобы обойти это. Инженеры используют инженерные обозначения, которые являются подделкой научных обозначений. А поэты используют поэтические обозначения, в которых действительно нет никакого смысла, но они заставят вас плакать от радости. Если только вы не ученый или инженер. Тогда вы просто не поймете, о чем они говорят.

Таким образом, коэффициент трения обычно задается как , а не как как падение давления на фут, а как перепад давления на 100 футов. Давайте переделаем нашу работу теперь с этим новым соглашением.

Видите, что там произошло? Умножение на 100 избавляет от двух оскорбительных нулей. Теперь результат для коэффициента трения выглядит так:

В данном случае коэффициент трения составляет 0,073 iwc / 100 ′. Это число, которое мы используем для определения размеров воздуховодов.

Как думать о скорости трения

Большая проблема многих людей с коэффициентом трения заключается в том, что они его не вычисляют. Они это принимают. И число, которое они обычно принимают, равно 0.1 iwc / 100 ′. Это близко к тому, что я подсчитал выше, но если вы используете 0,1 вместо 0,073, размеры ваших воздуховодов будут меньше. Вы знаете, почему они будут низкорослыми?

Когда вы рассчитываете коэффициент трения для конкретной конструкции, вы выясняете, какое падение давления вы можете избежать на каждые 100 футов эффективной длины вашей системы воздуховодов. Если число больше, вы можете использовать меньшие и более узкие воздуховоды. Если число меньше, необходимо использовать воздуховоды большего размера.

Имеет смысл? Может быть нет.Мы привыкли думать о трении как о чем-то, что мы хотим уменьшить, верно? Теперь я говорю вам, что высокий коэффициент трения позволяет использовать меньшие воздуховоды. Это кажется нелогичным. Но это не так. Я думаю, что умственное зависание здесь происходит из-за слова «трение». Подумайте об этом с точки зрения допустимого падения давления, и это будет иметь больше смысла.

Другой способ представить это в терминах двух чисел, которые использовались при вычислении. Мы хотим, чтобы имеющееся статическое давление было как можно выше, а общая эффективная длина была как можно меньше.Чем выше ASP (хорошо), так и ниже TEL (хорошо), FR становится выше (хорошо).

Если вы новичок в этой концепции, возможно, вам придется некоторое время подумать над ней, прежде чем она обретет смысл. Но будет.

В следующей статье мы увидим, как коэффициент трения преобразуется в размеры воздуховодов и как работает калькулятор размеров воздуховодов.

Купите руководства ACCA на Amazon *

Другие статьи из серии Duct Design:

Основные принципы проектирования воздуховодов, часть 1

Конструкция воздуховода 2 — Доступное статическое давление

Конструкция воздуховода 3 — Общая полезная длина

Конструкция воздуховода 5 — Определение размеров воздуховодов

Статьи по теме

Две основные причины снижения потока воздуха в воздуховодах

Как правильно установить гибкий воздуховод

Наука о провисании — гибкий воздуховод и воздушный поток

Секрет эффективного движения воздуха через систему воздуховодов

* Это ссылки Amazon Associate.Вы платите ту же цену, что и обычно, но Energy Vanguard взимает небольшую комиссию, если вы совершаете покупку после перехода по ссылке.

Правильный выбор размеров воздуховодов HVAC | Four Seasons Heating & Cooling HVAC Las Cruces, NM

Чтобы получить идеальное количество воздуха из вашей системы HVAC, важно иметь воздуховоды правильного размера. Система воздуховодов используется для правильного распределения воздуха по зданию. Плохо спроектированные воздуховоды приводят к беспокойству, высоким расходам энергии, плохому качеству воздуха и повышенному уровню шума.Выбор воздуховода правильного размера жизненно важен для поддержания подходящего воздушного потока в системе. Основная ошибка, сделанная при определении размеров воздуховода в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых помещениях, заключается в непонимании того, как воздушный поток по воздуховоду влияет и влияет на всю систему. Невозможно правильно определить размер одного воздуховода, не зная нагрузку и воздушный поток всей системы. Замена одного воздуховода может изменить воздушный поток во всех воздуховодах. Будь то новый дом, модернизация энергоснабжения, получение точного расчета нагрузки на отопление и охлаждение важно для проектирования системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Дизайн системы HVAC влияет на стоимость строительства дома, качество воздуха, комфорт и энергоэффективность. Последствиями выбора системы неправильного размера могут быть серьезные, шумные, неспособность обеспечить комфорт, неспособность поддерживать надлежащий контроль влажности и поломку системы.

Методы, используемые для определения размера воздуховода
Есть три подхода, которые используются для определения размера воздуховода. Первый метод — это метод скорости, который учитывает скорость, с которой воздух движется через воздуховоды, относительно их общего размера.Для определения скорости используется серия расчетов, включая площадь поперечного сечения воздуховода, скорость воздушного потока и скорость. Этот метод позволяет подрядчикам определять точный размер и дизайн воздуховодов в зависимости от их применения (коммерческое или жилое) и их местоположения. Подходы с постоянной потерей давления и восстановлением статического давления также можно использовать для проектирования воздуховодов для вашей системы HVAC. Метод CPL имеет тенденцию к использованию большего количества компонентов, но предлагает правильное считывание фактических потерь давления в зависимости от используемого материала и конструкции воздуховода.Метод восстановления статического давления делает акцент на подтверждении достижения аналогичного уровня давления на всех вентиляционных и входных отверстиях системы. Это наиболее сложный метод определения размеров, хотя он редко используется в жилых помещениях.

Процесс
Процесс, используемый при определении размеров воздуховода, включает:

  • Определите CFM (кубические футы в минуту) для каждой комнаты с помощью ручных расчетов J нагрузки. При этом учитывается нагрузка помещения x CFM на оборудование. Необходимо измерить весь дом и выполнить расчет нагрузки, прежде чем это можно будет сделать.
  • Определите коэффициент потерь на трение, который представляет собой статическое давление x 100 / эффективную длину.
  • Наконец, подрядчик будет использовать таблицу размеров воздуховодов или программное обеспечение для выбора воздуховодов на основе потерь сопротивления и CFM, рассчитанных на первом этапе.

Цель всех этих расчетов — убедиться, что размер установленной системы настолько велик, насколько это необходимо для распределения нагретого или холодного воздуха по всему дому. Неправильные измерения приводят к неправильной подаче воздуха и системе, которая не выполняет свою работу.

Калькулятор расхода — определение объемного и массового расхода

Вы не поверите, но наш калькулятор расхода полезен не только в механике жидкости, но и при решении повседневных задач. Это поможет вам не только, если вы хотите узнать расход садового шланга или насадки для душа, но и если вам интересно, сколько крови перекачивает ваше сердце каждую минуту (это сердечный выброс). Он также может служить простым вычислителем скорости в трубе .


Для полного понимания темы вы можете найти раздел, объясняющий, что такое скорость потока, ниже, а также параграф, помогающий понять, как рассчитать скорость потока.Будьте осторожны, так как сам термин «скорость потока» может быть неоднозначным! К счастью для вас, мы реализовали две формулы расхода, так что вы подойдете к обоим случаям. Это означает, что наш инструмент может служить как калькулятором объемного расхода , так и вычислителем массового расхода .

Что такое скорость потока? Объемный и массовый расход

Когда мы говорим о расходе, вы, скорее всего, представляете себе понятие объемного расхода (также известного как расход жидкости, объемный расход или объемная скорость).Объемный расход можно определить как объем данной жидкости, который проходит через данную площадь поперечного сечения в единицу времени . Обычно обозначается символом Q (иногда V̇ — V с точкой)

Объемный расход = В / т = Объем / время

Другая связанная концепция — это массовый расход , иногда называемый массовым потоком или массовым током. На этот раз дело не в объеме, а в массе вещества , которое проходит через заданную площадь поперечного сечения за единицу времени.

Массовый расход = м / т = масса / время

Массовый расход обычно используется, помимо прочего, в спецификациях вентиляторов и турбин.

Если вас интересует механика жидкости, вам также следует взглянуть на калькулятор уравнения Бернулли, чтобы определить скорость и давление несжимаемой жидкости. Также могут быть полезны калькуляторы гидростатического давления и плавучести.

Как рассчитать расход? Формулы расхода

TL; версия DR

  • Формула объемного расхода : Объемный расход = A * v

    , где A — площадь поперечного сечения, v — скорость потока

  • Формула массового расхода : Массовый расход = ρ * Объемный расход = ρ * A * v

    где ρ — плотность жидкости

Более подробное объяснение:

Формула объемного расхода может быть записана в альтернативной (читай: способ более полезной) форме.Вы можете сначала рассчитать объем порции жидкости в канале как:

Объем = А * л

Где A — это площадь поперечного сечения жидкости, а l — ширина данной части жидкости. Если наша труба круглая, это просто формула для объема цилиндра. Подставляя приведенную выше формулу в уравнение из определения расхода, получаем:

Объемный расход = В / т = А * л / т

Поскольку л / т — это объемная длина, разделенная на время, вы можете видеть, что это просто скорость потока.Итак, формула объемного расхода сводится к:

Объемный расход = A * v

Большинство труб имеют цилиндрическую форму, поэтому формула для объемного расхода будет иметь следующий вид:

Объемный расход для цилиндрической трубы = π * (d / 2) ² * v , где d — диаметр трубы

Уравнение можно переформулировать, чтобы найти формулу для скорости в трубе.

Чтобы найти формулу массового расхода , нам нужно сначала вспомнить определение плотности:

ρ = м / В и м = ρ * В

Поскольку массовый расход — это масса вещества, проходящего за единицу времени, мы можем записать формулу как:

Массовый расход = м / т = ρ * V / t = ρ * Объемный расход = ρ * A * v

Массовый расход = ρ * A * v

Как пользоваться калькулятором расхода

Теперь, когда вы знаете, какова скорость потока, давайте проверим это на простом примере:

  1. Сначала выберите фигуру из раскрывающегося списка .В этом примере мы хотели бы знать расход воды в круглой трубе, поэтому мы выберем опцию round (full) .

  2. Введите размеры, необходимые для вычисления площади поперечного сечения . Если поперечное сечение представляет собой круг или квадрат / прямоугольник, вы найдете этот вариант в списке. В любом другом случае вы можете ввести значение площади прямо в калькулятор (вы можете использовать наш комплексный калькулятор площади, чтобы помочь вам). Выберем трубу внутренним диаметром 3 дюйма.

  3. Введите среднюю скорость потока . Выберем 10 футов / с.

  4. И вот, первая часть расчетов сделана: инструмент работал как калькулятор объемного расхода . Мы выяснили, что объемный расход составляет 0,4909 фут3 / с. Помните, что вы всегда можете изменить единицы измерения, поэтому не беспокойтесь, если вам нужно работать в галлонах в минуту или литрах в час.

  5. Если вам известна плотность, вы также можете рассчитать массовый расход, просто введите плотность материала потока .В нашем примере вода имеет расход около 998 кг / м³ (плотность воды при 68 ° F / 20 ° C). Однако, если вы хотите быть сверхточным, воспользуйтесь нашим калькулятором плотности воды, так как плотность изменяется в зависимости от температуры, солености и давления.

  6. Инструмент показал массовый расход 30,58 фунта / с. Большой!

Не забывайте, что наши инструменты гибкие, поэтому вы можете использовать их в качестве калькулятора скорости в трубе. Вы можете, например, определить скорость воды в кране по диаметру (например,г., 0,5 дюйма) и расход кухонного смесителя (обычно 1-2,2 галлона в минуту, в зависимости от типа аэратора). Кстати, видели ли вы наш калькулятор водопроводной воды, который показывает ваши сбережения, если вы перейдете с бутилированной воды на водопроводную?

Duct Calculator Elite в App Store

Duct Calculator Elite ™ — это ведущий в отрасли инструмент, предназначенный для упрощения работы по определению размеров воздуховодов для профессионалов HVAC. Это приложение позволяет пользователям рассчитывать размер воздуховода, скорость, падение давления и расход для воздуховодов.

Duct Calculator Elite ™ отличается интуитивно понятным интерфейсом, который позволяет пользователям легко и точно вводить значения (без использования громоздких «ползунковых» элементов управления).

В режиме «Размер воздуховода в зависимости от расхода воздуха» калькулятор позволяет пользователям задавать воздушный поток и скорость или трение (потерю давления), а калькулятор рассчитывает размеры круглого и прямоугольного воздуховода. Также можно указать соотношение сторон прямоугольного воздуховода.

В режиме «Размер воздуховода по размеру» пользователи могут ввести либо диаметр круглого воздуховода, либо высоту и ширину прямоугольного воздуховода.Кроме того, пользователи могут ввести воздушный поток или скорость, и калькулятор найдет другие переменные, включая трение (потерю давления).

В режиме «Падение давления» пользователи могут конвертировать между длиной воздуховода, падением давления и значениями трения. Это позволяет пользователям быстро определить точное падение давления в данной установке или рассчитать максимальную длину воздуховода, которая может использоваться для поддержания желаемого падения давления. Эта функция дополняет два калькулятора размеров воздуховодов.

Калькулятор воздуховода

Elite ™ предоставляет пользователям широкий выбор настроек, включая:
— Единицы измерения воздуховода (дюймы, сантиметры или миллиметры);
— Единицы измерения воздушного потока (кубические футы в минуту, кубические футы в секунду, кубические метры в секунду, или литров в секунду)
— Единицы измерения скорости (футы в секунду, футы в минуту или метры в секунду)
— Единицы потери давления (дюймы водяного столба на 100 футов или Паскали на метр)
— Материал воздуховода (алюминий, бетон, стекловолокно Вкладыш воздуховода, гибкий канал — металлический, оцинкованная сталь, пластиковая труба из ПВХ, гладкий вкладыш, спиральная сталь или углеродистая сталь без покрытия)
— Температура воздуха (по Фаренгейту, Цельсию или Кельвину)
— Высота (футы или метры)

Воздуховод Решающая программа Calculator Elite ™ использует уравнения потерь на трение, содержащиеся в Руководстве ASHRAE 2009 г. — Основы.

В следующий раз, когда вы пойдете на встречу или в поле, оставьте воздуховод дома, у вас будет все необходимое прямо на вашем iPhone / iPad / iPod Touch!

Если вы не на 100% удовлетворены этим калькулятором, напишите нам по адресу [email protected], чтобы мы могли исправить ситуацию, прежде чем размещать какие-либо отрицательные отзывы. Мы читаем все электронные письма. Мы также открыты для любых предложений по дальнейшим улучшениям этого приложения.

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Служба поддержки Bentley Automation

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Сервер композиции Bentley i-model для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора ProjectWise Geospatial Management

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Сведения о геопространственном управлении ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительное проектирование

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для справки проектировщика зданий

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

Ознакомительные сведения по генеративным компонентам OpenBuildings

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Помощь в канализации и коммунальных услугах

Справка OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка конструктора надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

Файл ReadMe для OpenSite Designer

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительное ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

Руководство по установке сервера рабочих пакетов ConstructSim

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергия

Справка по Bentley Coax

Bentley Communications PowerView Help

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство пользователя sisNET

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Инженерное сотрудничество

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода 2D PLAXIS

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Дизайн шахты

Помощь по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности

LEGION 3D Руководство пользователя

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Анализ морских конструкций

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Дизайн

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения о диспетчере изометрических данных OpenPlant

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения для менеджера орфографии OpenPlant

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Реальность и пространственное моделирование

Справка по карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

Карта OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Структурный анализ

Справка OpenTower iQ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Close the Collaboration Gap (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

STAAD.Pro Physical Modeler

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise

Расход и его связь со скоростью — College Physics

Цели обучения

  • Рассчитайте расход.
  • Определите единицы объема.
  • Опишите несжимаемые жидкости.
  • Объясните последствия уравнения неразрывности.

Скорость потока определяется как объем жидкости, проходящей через определенное место через область в течение периода времени, как показано на (Рисунок). В символах это можно записать как

.

, где — объем, а — прошедшее время.

Единица СИ для расхода есть, но ряд других единиц для широко используется.Например, сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5 литров в минуту (л / мин). Обратите внимание, что литр (L) равен 1/1000 кубического метра или 1000 кубических сантиметров ( или). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.

Расчет объема по скорости потока: сердце накачивает много крови за всю жизнь

Сколько кубических метров крови перекачивает сердце за 75 лет жизни, если средняя скорость потока равна 5.00 л / мин?

Стратегия

Время и расход даны, поэтому объем может быть рассчитан из определения расхода.

Решение

Решение для объема дает

Подстановка известных значений дает

Обсуждение

Это количество около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 6-полосном 50-метровом бассейне с дорожками.

Расход и скорость связаны, но совершенно разными физическими величинами.Чтобы сделать различие ясным, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше скорость течения реки. Но скорость потока также зависит от размера реки. Быстрый горный ручей несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между расходом и скоростью

.

, где — площадь поперечного сечения, а — средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Это соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна величине средней скорости (далее называемой скоростью) и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше размер трубы, тем больше площадь его поперечного сечения. (Рисунок) иллюстрирует, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

.

, который проходит мимо точки во времени. Разделив обе стороны этого отношения на , получим

Отметим, что и средняя скорость есть. Таким образом уравнение становится.

(рисунок) показывает несжимаемую жидкость, текущую по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, одно и то же количество жидкости должно пройти через любую точку трубы за заданное время, чтобы обеспечить непрерывность потока.В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы. В частности, для точек 1 и 2,

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости. Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью — это и есть назначение форсунки.И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется, возможно, снова набирая скорость, когда она покидает другой конец водохранилища. Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения.

Когда труба сужается, тот же объем занимает большую длину. Для того, чтобы тот же объем проходил через точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс в точности обратим.Если жидкость течет в обратном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубки. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости не масштабированы.)

Поскольку жидкости по существу несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей. Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается при сужении трубки

Сопло с радиусом 0.250 см крепится к садовому шлангу радиусом 0,900 см. Расход через шланг и насадку составляет 0,500 л / с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в форсунке.

Стратегия

Мы можем использовать соотношение между расходом и скоростью, чтобы найти обе скорости. Мы будем использовать индекс 1 для шланга и 2 для сопла.

Решение для (а)

Сначала мы решаем и замечаем, что площадь поперечного сечения равна, давая

Подстановка известных значений и соответствующее преобразование единиц дает

Решение для (b)

Мы могли бы повторить этот расчет, чтобы найти скорость в сопле, но мы воспользуемся уравнением неразрывности, чтобы получить несколько иное представление.Используя уравнение, которое устанавливает

решение и замена площади поперечного сечения дает

Подстановка известных значений,

Обсуждение

Скорость 1,96 м / с примерно подходит для воды, выходящей из шланга без сопел. Сопло создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток до более узкой трубки.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату квадрата радиуса трубы, что дает большие эффекты при изменении радиуса.Мы можем задуть свечу на большом расстоянии, например, поджав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.

Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма скоростей потока в каждом из ответвлений на любом участке вдоль трубы.Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

где и — количество ответвлений в каждой из секций вдоль трубы.

Концептуальные вопросы

В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

На многих рисунках в тексте показаны обтекаемые формы. Объясните, почему скорость жидкости максимальна там, где линии тока находятся ближе всего друг к другу. (Подсказка: рассмотрите связь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которую она протекает.)

Укажите некоторые вещества, которые являются несжимаемыми, а некоторые — нет.

Задачи и упражнения

Каков средний расход бензина на двигатель автомобиля, движущегося со скоростью 100 км / ч, если он составляет в среднем 10,0 км / л?

Сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5,00 л / мин. (а) Преобразуйте это в. (б) В чем эта ставка?

Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л / мин в аорту (радиус 1.0 см). Определите скорость кровотока по аорте.

Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см / с. Определите скорость потока и объем, который проходит через артерию за 30 с.

Водопад Хука на реке Вайкато — одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. (Рисунок)). В среднем река имеет скорость потока около 300 000 л / с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и в среднем 20 м в глубину. а) Какова средняя скорость реки в ущелье? b) Какова средняя скорость воды в реке ниже водопада, когда она расширяется до 60 м, а глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока.(Источник: RaviGogna, Flickr)

(а) 0,75 м / с

(б) 0,13 м / с

Основная артерия с площадью поперечного сечения ветвей на 18 меньших артерий, каждая со средней площадью поперечного сечения. Во сколько раз снижается средняя скорость крови при переходе в эти ветви?

(a) Когда кровь проходит через капиллярное русло в органе, капилляры соединяются, образуя венулы (маленькие вены). Если скорость крови увеличивается в 4 раза.00, а общая площадь поперечного сечения венул равна, какова общая площадь поперечного сечения капилляров, питающих эти венулы? б) Сколько капилляров задействовано, если их средний диаметр?

(а)

(б)

Система кровообращения человека имеет примерно капиллярные сосуды. Каждый сосуд имеет диаметр около. Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л / мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

(a) Оцените время, которое потребуется для наполнения частного бассейна емкостью 80 000 л с использованием садового шланга со скоростью 60 л / мин.б) Сколько времени нужно, чтобы наполниться, если вы могли бы направить в него реку среднего размера, текущую по ней?

Скорость кровотока через капилляр-радиус. а) Какова скорость кровотока? (Эта малая скорость дает время для диффузии материалов в кровь и из крови.) (Б) Если предположить, что вся кровь в организме проходит через капилляры, сколько их должно быть, чтобы нести общий поток? (Полученное большое количество является завышенной оценкой, но все же разумно.)

(a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге с 9.Диаметр 00 см, пропускающий 80,0 л воды в секунду? б) Какая скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Вы бы ответили иначе, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

(а) 12,6 м / с

(б)

(c) Нет, не зависит от плотности.

Диаметр главного воздуховода воздухонагревателя составляет 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если его объем равен объему внутри дома каждые 15 минут? Внутренний объем дома эквивалентен прямоугольному массиву 13.Ширина 0 м, длина 20,0 м, высота 2,75 м.

Вода движется со скоростью 2,00 м / с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какая скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в сопле этого шланга составляет 15,0 м / с. Каков внутренний диаметр сопла?

(а) 0,402 л / с

(б) 0,584 см

Докажите, что скорость несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубке Вентури, увеличивается в раз, равный квадрату коэффициента уменьшения диаметра.(Обратное верно для потока из сужения в область большего диаметра.)

Вода выходит прямо из крана диаметром 1,80 см со скоростью 0,500 м / с. (Из-за конструкции крана скорость потока в потоке не меняется.) А) Какова скорость потока? (б) Каков диаметр ручья на 0,200 м ниже крана? Пренебрегайте эффектами поверхностного натяжения.

(а)

(б) 0,890 см

Необоснованные результаты

Горный ручей — 10.0 м в ширину и в среднем 2,00 м в глубину. Во время весеннего стока поток в ручье достигает. а) Какова средняя скорость потока в этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что неразумно или непоследовательно в помещениях?

Глоссарий

расход
сокращенно Q , это объем V , который проходит мимо определенной точки за время t , или Q = V / t
литр
единица объема, равная 10 −3 м 3
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*