Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Короба вентиляционных каналов выполняются круглого, прямоугольного сечения, применяется сталь, пластмасса или металлизированная фольга. На этапе проектирования делается расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, чтобы гарантировать нормативные показатели давления и скорости воздуха, обеспечить оптимальные акустические характеристики.

Необходимость и цели выполнения расчета площади воздуховодов

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыОт правильного расчета сечения труб воздуховода будет зависеть микроклимат в помещении

Схема вентиляционных каналов является важной частью воздухораспределительной системы. Расчет сечения воздуховода играет роль для определения необходимого расхода материала с целью экономии средств. От правильного расчета рабочей площади и конфигурации зависит микроклимат в помещении.

Безошибочное вычисление пропускной способности и диаметра труб оказывает влияние на характеристики:

  • чистоты воздуха;
  • кратности воздухообмена;
  • риска появления плесени и грибка;
  • температуры в комнате.

В результате подсчета индексов вентиляции должна получиться конструкция, которая пропускает нужный объем свежих потоков для оздоровления внутренней атмосферы. При этом потери давления в магистрали сводятся к минимуму, а микроклимат соответствует санитарным нормам по влажности, загрязненности воздуха и уровню шума от работы воздуховодов.

Общие сведения для вычисления

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыДиаметр вентиляционных труб зависит от площади дома и количества проживающих людей

К ключевым показателям относится площадь сечения короба, которая определяет скорость передвижения потоков. Закономерность проявляется в том, что при увеличении габаритов снижается давление и наоборот. Расчет квадратуры воздуховодов ведется несколькими способами, чтобы иметь возможность для сравнения итогов.

Показатели для выбора труб можно рассчитать по значениям:

  • в соответствии с гигиеническими и санитарными нормами, приведенными в СанПиН;
  • по числу находящихся в помещении людей;
  • по площади и объему комнаты.

Подсчет проводится для отдельного помещения или строения в целом. Количество материала определяется на основе конфигурации и габаритов системы. Для круглых труб нужен диаметр и общая протяженность, а прямоугольные рассчитываются с применением ширины, высоты и длины магистрали.

Площадь поверхности фасонных деталей воздуховодов определяется с учетом отводов, переходников разной формы, принимается во внимание их ширина, угол поворота и высота.

Способы и этапы расчета площади воздуховодов

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыВначале определяется тип вентиляции — естественная или принудительная

Размер короба вентиляции зависит от объема нагнетаемого потока, скорости передвижения и давления на внутренние стенки.

Расчет параметров вентиляционной магистрали проводится в несколько этапов:

  • определяется кратность воздухообмена в соответствии с техническими требованиями, строительными и санитарными нормативами;
  • делается аэродинамический подбор трубопроводного сечения;
  • определяется уровень создаваемого шума (акустический расчет);
  • вычерчивается на бумаге схема прокладки с привязкой к планировке;
  • чертеж согласовывается с заказчиком, вносятся изменения;
  • составляются расчетные документы по электроснабжению;
  • вычерчиваются отдельные узлы воздухопровода с деталировкой.

Вентиляционное оборудование подбирается только после технического расчета воздуховодов и фасонных частей, приобретаются калориферы, приточные и вытяжные установки, автоматические приборы.

Расчет сечения

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыФормула расчета площади воздуховодов

Шумовые эффекты снижаются при расширении каналов, но на практике увеличение сечения не всегда оправдывается. Этому могут препятствовать ограниченные размеры комнаты по высоте, поэтому расчету периметра уделяется внимание.

Делается расчет поперечной площади воздуховодов по формуле Sc = L · 2.788 / V, где:

  • Sc — расчетная площадь короба (см2);
  • L — объем потока, проходящего по каналу за час (м3/ч);
  • V — скорость воздуха в магистрали (м/с);
  • 2,788 — коэффициент перевода единиц.

Площадь получается в квадратных сантиметрах, такие единицы наиболее удобны для анализа. Скорость потока в канале принимается на уровне 3 – 4 м/с для жилых помещений. Уменьшить диаметр круглой трубы можно, заменив ее прямоугольной, которая имеет аналогичную площадь в поперечнике.

Расчет квадратных метров воздуховодов делается для каждого участка отдельно, начиная с центрального канала, где скорость достигает 6 – 8 м/с. Поперечник основного воздуховода часто бывает больше, чем диаметр отводов, при этом каналы соединяются переходниками.

Расчет периметра прямоугольника и площади круга

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыФормулы для расчета прямоугольного и круглого сечения

Площади вентиляционных каналов принимаются после подсчета требуемой производительности. Поперечное сечение труб относится к расчетным характеристикам, по которым определяется оптимальная конфигурация короба (прямоугольна или круглая). Протяженность магистрали делается как можно меньше для экономии материалов, но система должна обеспечивать требуемую кратность обмена.

Площадь круглого сечения считается по формуле S = π · D2 / 400, а прямоугольного — S = a · b / 100, где:

  • S — площадь;
  • π — число 3,14;
  • D — диаметр окружности;
  • a — длина прямоугольника;
  • b — ширина прямоугольника.

Соотношения площади с диаметром, длиной и шириной сведены для удобства в специальной таблице СНиП, где можно проанализировать и выяснить параметры в зависимости от размера сечения. В быту наиболее распространены короба с сечением 40 х 20 или 10 х 10 см, применяются круглые каналы диаметром 20 и 10 см.

Расчет скорости воздуха

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыСкорость потока в вентиляции определяется после вычисления кратности воздухообмена, которую можно высчитать самостоятельно или посмотреть в таблицах. Кратность показывает интенсивность смены воздуха. Показатель определяется количеством обменов атмосферы за час и равен отношению кубатуры потока к объему комнаты, где ставится вентиляция.

Кратность воздухообмена находится по формуле N = V / W, где:

  • N — кол-во замен воздуха (раз/ч);
  • V — кубатура свежего воздуха за час (м3/ч);
  • W — объем комнаты (м3).

После этого вычисляется фактическая скорость потока (аэродинамический расчет) в канале находится по формуле £ = L / 3600 · F, где:

  • £ — скорость потока (м/с);
  • L — кратность обмена воздуха (м3/ч);
  • F — площадь сечения трубы (м2).

Скорость влияет на уровень шума, поэтому при выборе параметров трубопровода следует сравнивать эту характеристику со взятой из нормативных таблиц.

Фасонные изделия и их расчет

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыСкорость воздуха в фасонных деталях обычно ниже

Размер фигурных элементов в составе магистрали определяется с помощью онлайн-калькулятора или с применением специальных таблиц в сборниках. Изделия отличаются сложной формой, для вычисления нужно иметь специальные знания.

К фасонным звеньям относятся элементы:

  • круглые, овальные, квадратные и прямоугольные отводы ставятся для поворота трубопровода под углом;
  • переходы применяются для стыковки коробов разного сечения, отличаются сложной геометрией сечения;
  • ниппели и муфты соединяют прямые участки воздуховода;
  • тройники применяются для разветвления канала;
  • заглушки прерывают поступление потока;
  • крестовины служат для разделения или объединения соседних потоков;
  • утки ставят для перевода оси трубопровода в другое положение по вертикали или горизонтали.

От параметров фасонных деталей зависит скорость воздуха, его объем, герметичность системы и затраты электричества.

Фактическая площадь воздуховода

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыРасчет площади воздуховода исходя из сечения труб

Кроме расчетной обязательно нужно посчитать фактическую площадь уже установленного канала. Для каждого сечения существуют специальные формулы расчета. Размеры диаметра, ширины и длины берутся не методом подбора из нормативных документов, для правильного определения нужно замерить расстояния, периметр и длины на месте. Формулы для расчета фактической площади поперечного сечения прямоугольной формы используются аналогично тем, что применяются для расчетного показателя. Для площади круглого воздуховода также нужно замерить диаметр.

Площадь поперечного овального сечения рассчитывается по формуле S = π · A · B / 400, где:

  • π — число 3,14;
  • A — диаметр по большой оси овала;
  • B — диаметр по меньшей оси овала.

Фактические показатели воздуховода сравниваются с нормативными показателями и определяется соответствие.

Методы расчета фасонных изделий

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыНомограмма для расчета фасонных изделий в схеме воздуховода

Ошибка в выборе сечений фигурных частей может привести к неправильной циркуляции воздушного потока даже при безошибочно разработанном проекте. Многие производители в пояснительной записке к проекту дают номограммы. Это графические выкладки функции по нескольким переменным, представленные в нормативной литературе.

Читайте также:  Формула расчета последовательного соединения конденсатора

Инженерная помощь расчета воздуховодов говорит, что существует способ прикладывания линейки, с помощью которого прорабатываются функциональные зависимости без использования формул. Из монограмм берется площадь поперечного сечения фасонных деталей воздуховода, которая способна уравновесить уровень шума в системе.

Выполняются следующие действия, чтобы определить размеры трубы для ответвления или поворота:

  • найти на монограмме точку пересечения воздушного потока, перемещаемого за час и линии оптимальной скорости для заданного участка;
  • недалеко от этой точки обнаружить значение подходящего диаметра.

С помощью номограммы облегчается расчет площади фасонных частей воздуховодов, конкретизируется убывание напора в системе при установленной скорости потока.

Основные требования к расчету

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примерыПравильные расчеты вентиляции обеспечивают комфорт жильцам дома

Местоположение вентиляционного трубопровода определяется на этапе составления проекта, при этом готовятся участки для установки инженерного оборудования, закладывается количество отводов, переходов, тройников и крестовин.

Расчет воздуховодов должен гарантировать условия:

  • в здании обеспечивается требуемый температурный режим с переброской тепла в требуемые помещения;
  • скорость воздуха в каналах не уменьшает уровень комфорта человека;
  • вредные химические частицы и взвешенные примеси присутствуют в атмосфере в объеме, который допускается санитарными нормами.

На отдельных участках должно поддерживаться постоянное давление и не допускаться попадание наружного воздуха. Для правильного функционирования анализируется сопротивление внутренней поверхности воздуховода.

Определение потери давления после расчета площади воздуховода

При увеличении диаметра воздуховода давление в нем падает

Потери давления высчитываются после подсчета площади трубопроводов, скорости обмена воздуха и сопротивления инженерной коммуникации. Такой показатель влияет на подбор вентилятора по мощности.

Используется формула P = R · L + E · V · Y / 2, где:

  • P — потери давления (Па);
  • R — удельный показатель давления трением при взаимодействии воздуха с внутренними стенками (Па/м);
  • L — длина расчетного участка (м);
  • E — числовой индекс потерь напора на участке в сумме;
  • V — скорость потока в искомом месте (м/с);
  • Y — плотность атмосферы (кг/м3).

Потеря давления определяется с применением справочника. Коэффициент E имеет прямую зависимость от параметров участка, где делается вычисление.

Использование автоматического онлайн-калькулятора повышает точность расчета по сравнению с ручным методом.

Расчет площади* воздуховодов и фасонных изделий

Расчетом площади воздуховодов должно гарантироваться обеспечение надлежащих санитарных условий и температурного режима в помещении. Для помещений с избыточным количеством тепла его следует удалить, а в комнатах с недостатком обогрева свести к минимуму теплопотери. Вместе с тем не следует забывать об экономической рациональности при соблюдении перечисленных требований.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Темп циркуляции воздуха в комнатах не должен нарушать комфортное пребывание людей в помещении. При этом учитывается обязательная пылегазоочистка рабочего пространства. Предельно допустимая концентрация опасных для здоровья синтетических и взвешенных веществ регламентируется государственными стандартами.

Дополнительно следует рассматривать последние предписания Госнадзора. Нормы воздуха устанавливаются с учетом технологических характеристик промышленного процесса, конкретной функции здания или сооружений. Взрывоопасные вещества и соединения, находящиеся в воздухе, не должны превышать значений предельно допустимой концентрации, установленных противопожарными государственными органами.

Общие санитарные требования в ГОСТ 30494-2011

Сборник утвержденных государством стандартов по созданию комфортной среды обитания в жилых объектах.

Показатели для воздуха в жилых апартаментах:

  • температура;
  • скорость перемещения;
  • доля влажности воздуха;
  • суммарная температура.

В зависимости от заявленных требований при расчетах применяют допустимые или оптимальные величины. Ознакомиться их полным составом можно в Таблице № 1 вышеуказанного норматива. Сжатый вариант для примера приводится ниже.

Для жилой комнаты допустимы:

  • температура – 18о-24о;
  • процент влажности – 60 %;
  • скорость перемещения воздуха – 0,2 м/сек.

Для кухни:

  • температура – 18-26 градусов;
  • относительная влажность – не нормируется;
  • быстрота продвижения воздушной смеси – 0,2 м/сек.

Для ванной, туалета:

  • температура – 18- 26 градусов;
  • относительная влажность – не нормируется;
  • темп движения воздушной среды – 0,2 м/сек.

В теплый сезон показатели микроклимата не нормируются.

Оценка температурной среды внутри комнат производится по обычной tо воздуха и результирующей. Последняя величина является собирательным показателем tо воздуха и радиационной tо помещения. Ее можно рассчитать по формуле в Приложении А, замерив нагрев всех поверхностей в комнате. Более простой способ – измерить шаровым термометром.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Загрязнение  воздуха внутри жилища определяется содержанием двуокиси углерода – продукта выдыхаемого людьми во время дыхания. Вредные выделения от мебели, линолеума приравниваются к эквивалентному количеству СО2.

По содержанию данного вещества классифицируют внутренний воздух и его качество:

  • 1 класс – высокое – допуск двуокиси углерода 400 и ниже см3 в 1 м3;
  • 2 класс – среднее – допуск углекислого газа 400 – 600 см3 в 1 м3;
  • 3 класс – допустимое – допуск СО2 – 1000 см3/м3;
  • 2 класс – низкое – допуск диоксида углерода 1000 и выше см3 в 1 м3.
  • Нужный объем наружного воздуха для системы вентиляции определяют расчетом по формуле:
  • L = k×Ls, где
  • k – коэффициент эффективности распределения воздуха, приводится в таблице 6 ГОСТа;
  • Ls – расчетное, минимальное количество наружного воздуха.
  • Для системы без принудительного вытяжения  k = 1.
  • Детально с выполнением расчетов для обеспечения помещений вентиляцией ознакомит следующая статья, прочитать которую стоит как заказчикам стройки, так и владельцам проблемного жилья.

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², где работает 15 человек. Считаем, что воздух загрязняется только от роста концентрации углекислого газа из-за дыхания.

  1. Сначала находим объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.
  2. Учитываем, что 1 среднестатистический человек выделяет 22,6 л углекислого газа в час.
  3. Получаем, что вредные выделения можно рассчитать формулой B = 22,6 × n, где n соответствует количеству людей в помещении.
  4. B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. Кубические метры в данном случае перешли в числитель, а часы — напротив, в знаменатель.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Определяем кратность воздухообмена:

N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. Выходит, при сменяемости воздуха на уровне 2,48 раз в час концентрация углекислого газа останется в пределах нормы.

Найдем теперь удельную кратность воздухозамещения на 1 человека и на 1 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.

  • 521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека
  • 521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади
  • Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:
  • B = a × b × V × n, где:
  • a — коэффициент инфильтрации; b — концентрация углекислого газа, л/м³ за 1 час; V — объем помещения, м³; n — количество людей.
  • Содержание веществ можно измерять в граммах, а не в литрах — так будет лучше для безопасности.

Способы расчета воздуховодов: формулы и онлайн-калькуляторы

Одного расчета площади, как правило, недостаточно для того, чтобы спроектировать оптимальную воздухораспределительную сеть. Существуют и другие важные параметры, требующие внимания, а именно: форма труб, количество соединительных элементов, показатель сечения и т. д.

  • использование формул;
  • расчет на онлайн-калькуляторе.

Первый метод является более сложным, так как не каждый человек сможет правильно воспользоваться формулой. Второй популярный вариант — использование онлайн-калькулятора для расчета воздуховодов вентиляции. Такой способ отличается простотой, потому что для проведения вычислений потребуется просто указать параметры конкретной сети, и программа сделает все за вас.

Читайте также:  Блок бесперебойного питания для котла отопления: принцип работы и особенности выбора устройств

Специальные формулы применяются для максимально точного определения необходимых значений. Но этот способ подходит далеко не всем, так как является довольно трудным, и занимает много времени. Для исчисления площади сечения необходимо знать две важные цифры. Первая из них должна соответствовать минимальному количеству транспортируемого воздуха, а вторая — его скорости.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Воздухораспределительные конструкции, имеющие большую площадь сечения, также влияют на общий уровень шума, снижая его. Электрические расходы в этом случае тоже уменьшаются. Однако для установки вентиляции крупных размеров необходимо больше материала, времени и сил.

  1. Формула площади сечения коммуникации прямоугольной формы вычисляется следующим образом:
  2. S — площадь (см²);
  3. V — скорость перемещения воздушной массы (м/с);

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

  • А также посредством формулы можно определить фактическую площадь сечения воздушно-транспортной сети этого типа:
  • S — показатель, соответствующий фактической площади;
  • B — ширина.

Вычисление площади круга с помощью формул

При расчете воздухораспределительной сети необходимо учесть одно важное правило. В целях экономии материалов протяженность линий должна быть как можно меньшей, но при этом система обязана справляться с поставленными перед нею задачами

Площадь круглого канала зависит от количества транспортируемого воздуха и его скорости. Формула расчета площади в этом случае выглядит таким же образом, как и для прямоугольных систем (S = L х 2,778/V).

  1. В свою очередь, фактическая площадь определяется так:
  2. S — показатель, соответствующий фактической площади;
  3. 3,14 — математическая постоянная (число Пи).

При проведении последних этапов расчета площади круга рекомендуется учесть некоторые условия. Например, размеры сечения для каждого прямого участка необходимо примечать отдельно. Обязательно нужно использовать в расчетах сопротивление, оказываемое на воздушный поток. Специалисты также советуют начинать составлять проект от главного (магистрального) канала.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

В случае возникновения проблем при самостоятельном вычислении, рекомендуется обратиться за инженерной помощью. Расчет площади воздуховода лучше всего поручить компетентной организации.

Онлайн-калькулятор является бесплатным приложением, которое можно без труда найти в интернет-сети, воспользовавшись поисковой системой браузера. Существуют некоторые инструкции, позволяющие вам разобраться в нюансах использования данной программы.

В некоторых случаях проект составляется с учетом количества швов. Для этого в специальном окошке, которое, как правило, находится в конце списка, требуется поставить галочку и ввести соответствующую цифру. Для вычисления параметров воздушно-транспортной сети можно воспользоваться дробными значениями. Тогда не стоит забывать о точке, которая играет роль разделительного знака.

После заполнения всех полей остается нажать на кнопку «Рассчитать». Программа должна моментально выдать значение, соответствующее заданным параметрам. Таким образом, использование онлайн-калькулятора является простым и быстрым способом определения квадратуры коммуникации.

Советы по расчету сопротивления воздуховодов

Стоит отметить, что даже инженеры при выполнении подобных вычислений используют специальные таблицы и значения. Для расчета фасонных изделий воздуховодов используются специальные программы, с которыми работают проектировщики.

Рассмотрим наиболее распространенные фасонные изделия, которые используются в воздушно-транспортных коммуникациях:

  • отвод;
  • переходник для диаметра;
  • переходник для формы;
  • тройник (прямоугольный или круглый);
  • отвод в виде буквы S (утка);
  • зонт.

С помощью калькулятора сделать все необходимые расчеты сможет даже человек без инженерного образования

Расчет воздуховодов и фасонных частей включает в себя несколько основных геометрических и физических параметров. Такая операция должна выполняться в обязательном порядке перед установкой вентиляционной системы.

Разобравшись в формулах, вы сможете определить все необходимые значения будущей коммуникации без денежных затрат.

Помните, что специалисты способны справиться с этой задачей гораздо быстрее, причем в этом случае вероятность допущения ошибок будет минимальной.

Основные формулы аэродинамического расчета

При определении итоговых параметров воздуховодов необходимо учесть, что определение площади воздуховодов должно гарантировать, что:

  1. Обеспечивается температурный режим в помещении. Там, где существует избыток тепла, предусмотрено его удаление, а там, где наблюдается недостаток, сведены к минимуму его потери.
  2. Скорость перемещения воздуха никаким образом не снижает уровень комфорта людей, находящихся в помещении. В районах рабочих зон обязательно присутствует очистка воздуха.

Расчёт площади воздуховодов и фасонных конструкций — как правильно спроектировать конструкцию и рассчитать показатели

Залогом безупречной и эффективной работы вентиляции является грамотный расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, от которого зависит подбор как отдельных элементов, так и оборудования. Цель расчета — обеспечение оптимальной кратности перемены воздуха в помещениях в соответствии с их назначением.

В статье мы подробно разобрали каждый из обязательных этапов вычислений: определение сечения и фактической площади воздуховодов, расчет скорости воздуха и подбор параметров фасонных изделий. Кроме того, мы обозначили главные требования, предъявляемые к величине вентканалов, а также привели пример расчета воздуховодов для частного дома.

Как высчитать потери давления воздуха на прямых участках

Для вычисления этого параметра применяется формула, которая немного сложнее предыдущих:

P = R × L + Ei × V2 × Y / 2, где:

  • P – давление воздуха в воздуховоде;
  • R – потери давления на трение в воздуховоде;
  • L – протяжённость вентиляционной шахты;
  • Ei – сумма потерь давления на местные сопротивления (отводы, переходы, ответвления и т.п.);
  • V – скорость воздуха в вентиляционной системе;
  • Y – плотность воздушных масс по каналу.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Вентиляция своими руками в частном доме.Зачем нужна, разновидности систем и инструкция по их правильному монтажу, нюансы вентиляции различных помещений, рекомендации профессионалов – обо всем этом в нашем материале.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Как рассчитать площадь воздуховода по формулам

Основная задача вентиляционной системы – улучшение микроклимата в помещении и очищение воздушных масс путём удаления отработанного воздуха наружу.

Для качественной производительности в первую очередь необходимо выполнить проектные работы и рассчитать квадратуру воздуховодов.

Во время планирования также будет определена форма труб, количество элементов, необходимых для соединения участков, размер сечения.

Расчёты можно выполнить двумя способами:

  • самостоятельно при помощи формул;
  • с помощью онлайн-калькулятора.

Первый случай − это самый сложный вариант, важно понимать все значения, которые используются в подсчётах. Для онлайн-калькулятора достаточно ввести исходные данные, программный комплекс самостоятельно выполнит все расчёты.

Один из основных параметров для проектирования воздуховода и фасонных элементов – его конструкция. Можно подобрать трубы прямоугольного или круглого сечения.

Пропускная способность круглых изделий значительно выше, чем у прямоугольных.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Максимальная точность в подсчётах

Как посчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения

Чтобы правильно рассчитать площадь изделия прямоугольного сечения, необходимо знать два параметра:

  • наименьшее количество перемещаемых воздушных масс;
  • скорость транспортировки воздуха.

Это следует знать! Площадь сечения влияет на скорость движения воздуха по вентканалу, это обратная зависимость:чем больше площадь сечения, тем ниже скорость транспортировки.

А также ещё несколько параметров напрямую зависит от размеров сечения:

  • чем больше сечение, тем с меньшим шумом двигаются потоки;
  • соответственно, снижаются затраты на электрическую энергию.

С другой стороны,на такую систему потребуется больше материала, соответственно, и стоимость будет намного выше. Благодаря расчётной формуле можно определить фактическую площадь сечения воздуховода:

S = А × В / 100, где

  • А и В – соответственно, высота и ширина сечения.

Это не единственные формулы, с помощью которых можно рассчитать площадь сечения в виде прямоугольника. Важно анализировать данные и применять только максимально проверенные показатели.

Читайте также:  Рейтинг газовых генераторов электроэнергии: ТОП-10 лучших моделей и рекомендации по выбору

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Воздуховод прямоугольного сечения практически незаметен над мебелью

Многие выбирают вытяжки для кухни с отводом в вентиляцию, так как они работают бесшумно и соответствуют всем необходимым нормативным показателям. В нашем обзоре мы расскажем об основных критериях выбора устройств и о характеристиках отдельных моделей.

Как рассчитать площадь сечения круглого воздуховода

Воздуховод с сечением в виде круга не вызывает сложности при монтаже и обладает отличной пропускной способностью воздушных потоков, так как внутреннее сопротивление сведено к минимуму. Выбирать форму коммуникаций следует из личных предпочтений потребителей и внешнего оформления помещения.

Это следует знать! Важно с целью экономии материала спланировать систему вентиляции минимальной длины, но при этом она должна выполнять возложенные на неё задачи.

Фактическая площадь рассчитывается следующим образом:

S = π × D²/400, где:

  • π – константа, равная 3,14;
  • D – длина элемента.

Разработаны специальные методики, например, СНиПы, в которых сравнивают расчётные фактические площади с необходимыми показателями. С их помощью можно легко подобрать оптимальный размер коммуникации.

Во время проведения расчётов нужно учитывать следующие факторы:

  • площадь сечения для прямых отрезков воздуховода следует рассчитывать отдельно;
  • обязательно следует учитывать сопротивление, которое будет оказываться на воздушные массы во время их транспортировки;
  • проектирование должно начинаться от центральной магистрали.

Если скорость транспортировки воздушного потока превышает требуемые значения, а это напрямую влияет на шум во время эксплуатации, необходимо дополнительно приобрести специальные шумоглушители или увеличить сечение фланцевого элемента центрального канала.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Изделие площади круглого сечения

Поделитесь в соц.сетях:

Расчёт воздуховодов систем вентиляции — Мир Климата и Холода

Расчёт воздуховодов вентиляции является одним из этапов расчета вентиляции и заключается в определении размеров воздуховода в зависимости от расхода воздуха, который должен проходить через рассматриваемый воздуховод. Кроме того, возникают задачи по определению площади поверхности воздуховода. Рассмотрим их более подробно.

Расчёт воздуховодов онлайн

Курс МП1 — расчет воздуховодов и воздухообмена

Для расчета воздуховодов рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором, расположенным выше. Исходными данными для расчета являются расход воздуха и максимальная допустимая скорость воздуха в воздуховоде.

Преимуществом нашего калькулятора является то, что в результате расчета вы узнаете не только рекомендуемое сечение круглых и/или прямоугольных воздуховодов, но и фактическую скорость воздуха в них, эквивалентный диаметр и потери давления на 1 метр длины.

О расчете площади воздуховодов читайте в отдельной статье.

Расчёт сечения воздуховодов

Задача расчёта сечения воздуховодов вентиляции может звучать по-разному:

  • расчёт воздуховодов вентиляции
  • расчёт воздуха в воздуховоде
  • расчёт сечения воздуховодов
  • формула расчёта воздуховодов
  • расчёт диаметра воздуховода

Следует понимать, что все вышеперечисленные расчёты — по сути, одна и та же задача, которая сводится к определению площади сечения воздуховода, по которому протекает расход воздуха G [м3/час].

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

  1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
  2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
  3. Определение площади сечения воздуховода
  4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

  • G [м3/c] = G [м3/час] / 3600

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

  • S [м2] = G [м3/c] / v [м/с]

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

  1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
  2. v = 4 м/с
  3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
  4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Эквивалентный диаметр воздуховода

При сравнении круглых и прямоугольных воздуховодов разного сечения с точки зрения аэродинамики прибегают к понятию эквивалентного диаметра воздуховода. С его помощью можно определить, какой из двух вариантов сечений является предпочтительным.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Расчет эквивалентного диаметра воздуховодов

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода вычисляется по формуле:

  • Dэкв_пр = 2·А·В / (А+В), где А и В — ширина и высота прямоугольного воздуховода.

Например, эквивалентный диаметр воздуховода 500×300 равен 2·500·300 / (500+300) = 375 мм. Это означает, что круглый воздуховод диаметром 375 мм будет иметь такое же аэродинамическое сопротивление, что и прямоугольный воздуховод 500×300 мм.

Эквивалентный диаметр квадратного воздуховода равен стороне квадрата:

  • Dэкв_кв = 2·А·А / (А+А) = А.

И этот факт весьма интересен, ведь обычно чем больше площадь сечения воздуховода, тем ниже его сопротивление. Однако круглая форма сечения воздуховода имеет наилучшие аэродинамические показатели. Именно поэтому сопротивление квадратного и круглого воздуховодов равны, хотя площадь сечния квадратного воздуховода на 27% больше площади сечения круглого воздуховода.

В общем случае формула для эквивалентного диаметра воздуховода выглядит следующим образом:

  • Dэкв = 4·S / П, где S и П — соответственно, площадь и периметр воздуховода.

Используя эту формулу можно подтвердить правильность вышеприведённых формул для прямоугольного и квадратного воздуховодов, а также убедиться в том, что эквивалентный диаметр круглого воздуховода равен диаметру этого воздуховода:

  • Dкругл = 4·π·R2 / 2·π·R = 2R = D.

Кроме того, для расчета может помочь таблица эквивалентного диаметра воздуховодов

Пример расчета эквивалентного диаметра воздуховодов и некоторые выводы

В качестве примера определим эквивалентный диаметр воздуховода 600×300:

Dэкв_600_300 = 2·600·300 / (600+300) = 400 мм.

Интересно отметить, что площадь сечения круглого воздуховодам диаметром 400 мм составляет 0,126 м2, а площадь сечения воздуховода 600×300 составляет 0,18 м2, что на 42% больше. Расход стали на 1 метр круглого воздуховода сечением 400 мм составляет 1,25 м2, а на 1 метр воздуховода сечением 600×300 — 1,8 м2, что на 44% больше.

  • Таким образом, любой аналогичный круглому прямоугольный воздуховод значительно проигрывает ему как в компактности, так и в металлоемкости.
  • Рассмотрим ещё один пример — определим эквивалентный диаметр воздуховода 500×100 мм:
  • Dэкв_500_100 = 2·500·100 / (500+100) = 167 мм.

Здесь разница в площади сечения и в металлоемкости достигает 2,5 раз. Таким образом, формула эквивалентного диаметра для прямоугольного воздуховода объясняет тот факт, что чем больше «расплющен» воздуховод (чем больше разница между значениями А и В), тем менее эффективен этот воздуховод с аэродинамической точки зрения.

Это одна из причин, по которой в вентиляционной технике не рекомендуется применять воздуховоды, в сечении которых одна сторона превышает другую более чем в три раза.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector