Hur man bestämmer fläktens tryck: sätt att mäta och beräkna tryck i ventilationssystemet

Om du ägnar tillräcklig uppmärksamhet åt komforten i ditt hem, håller du nog med om att luftkvaliteten borde vara en av de viktigaste sakerna. Frisk luft är bra för hälsa och tankeverksamhet. I ett rum som luktar gott är det inte pinsamt att bjuda in gäster. Att vädra varje rum tio gånger om dagen är ingen lätt uppgift, eller hur?

Mycket beror på valet av fläkt och framför allt dess tryck. Men innan du bestämmer fläktens tryck måste du bekanta dig med några fysikaliska parametrar. Läs om dem i vår artikel.

Tack vare vårt material lär du dig formlerna och lär känna trycktyperna i ventilationssystemet. Vi har gett dig information om fläktens totala tryck och två sätt att mäta det. Slutligen kommer du att kunna mäta alla parametrar själv.

Tryck i ventilationssystemet

För att ventilationen ska vara effektiv måste man välja rätt tryck på fläkten. Det finns två alternativ för att själv mäta trycket. Första metoden är direkt, där man mäter trycket på olika ställen. Andra alternativet är att beräkna 2 av 3 trycktyper och därmed få fram den okända storheten.

Tryck (även kallat fallhöjd) kan vara statiskt, dynamiskt (hastighetstryck) och totalt. Efter den sista parametern delas fläktar in i tre kategorier.

Till den första kategorin hör apparater med tryck < 1 kPa, den andra — 1–3 kPa och mer, den tredje — mer än 3–12 kPa och högre. I bostadshus används enheter av första och andra kategorin.

Aerodynamisk karakteristik för axialfläktar i diagram: Pv — totaltryck, N — effekt, Q — luftflöde, ƞ — verkningsgrad, u — hastighet, n — rotationsfrekvens

I teknisk dokumentation för fläkten anges vanligtvis aerodynamiska data, inklusive totalt och statiskt tryck vid viss kapacitet. I praktiken överensstämmer ofta inte 'fabriks'- och verkliga parametrar, och detta beror på ventilationssystemens konstruktionsspecifika egenskaper.

Det finns internationella och nationella standarder som syftar till att öka mätnoggrannheten i laboratorieförhållanden.

I Ryssland används vanligtvis metod A och C, där lufttrycket efter fläkten bestäms indirekt utifrån fastställd kapacitet. I olika metoder inkluderas eller exkluderas arbetshjulets nav i utloppsarean.

Formler för beräkning av fläktens tryck

Tryck är förhållandet mellan påverkande krafter och den yta de är riktade mot. När det gäller ventilationskanal handlar det om luft och tvärsnitt.

Flödet i kanalen fördelas ojämnt och passerar inte i rät vinkel mot tvärsnittet. Det går inte att få ett exakt tryck från en enda mätning, man måste söka medelvärdet från flera punkter. Detta måste göras både för inlopp och utlopp från ventilationsapparaten.

Axialfläktar används separat och i luftkanaler, de fungerar effektivt där stora luftmassor behöver transporteras vid relativt lågt tryck

Fläktens totaltryck bestäms med formeln Ptot = Ptot (ut) – Ptot (in), där:

• Ptot (ut) – totaltryck vid utloppet från enheten;
• Ptot (in) – totaltryck vid inloppet till enheten.

För fläktens statiska tryck skiljer sig formeln endast något.

Den skrivs som Pst = Pst (ut) – Ptot (in), där:

• Pst (ut) – statiskt tryck vid utloppet från enheten;
• Ptot (in) – totaltryck vid inloppet till enheten.

Statiskt tryck visar inte den nödvändiga mängden energi för att överföra den till systemet, utan fungerar som en extra parameter som kan användas för att ta reda på totaltrycket. Den senare indikatorn är det huvudsakliga kriteriet vid val av fläkt: både för hem och industri. Minskning av totaltrycket visar på energiförlust i systemet.

Statiskt tryck i själva ventilationskanalen erhålls från skillnaden mellan statiskt tryck vid inlopp och utlopp från ventilationen: Pst = Pst 0 – Pst 1. Detta är en sekundär parameter.

Projektörer anger parametrar med hänsyn till liten nedsmutsning eller utan: bilden visar skillnaden i statiskt tryck för samma fläkt i olika ventilationsnät

Rätt val av ventilationsanordning inkluderar följande detaljer:

• beräkning av luftflöde i systemet (m³/s);
• val av anordning baserat på denna beräkning;
• bestämning av hastighet vid utlopp enligt vald fläkt (m/s);
• beräkning av Ptot för anordningen;
• mätning av statiskt och dynamiskt tryck för jämförelse med totaltrycket.

För beräkning av plats för tryckmätning använder man sig av luftkanalens hydrauliska diameter. Den bestäms med formeln: D = 4F / P. F är rörets tvärsnittsarea och P är dess omkrets. Avståndet för bestämning av mätplats vid inlopp och utlopp mäts i antal D.

Hur beräknar man trycket i ventilationen?

Total tryck vid inloppet mäts i ett tvärsnitt av ventilationskanalen som befinner sig på ett avstånd av två hydrauliska diametrar av luftkanalen (2D). Före mätplatsen bör det helst finnas en rak sektion av luftkanalen med en längd på minst 4D och ostörd strömning.

I praktiken förekommer ovanstående förhållanden sällan, och då sätter man in en honeycomb före den plats som behövs, vilken rätar ut luftströmmen.

Sedan förs en totaltryckssond in i ventilationssystemet: till flera punkter i tvärsnittet i tur och ordning – minst 3. Utifrån de uppmätta värdena beräknas ett medelvärde. För fläktar med fritt inlopp motsvarar Pp-inloppstrycket omgivningstrycket, och övertrycket i sådana fall är noll.

Schema för totaltrycksmottagare: 1 — mottagningsrör, 2 — tryckomvandlare, 3 — stagnationskammare, 4 — hållare, 5 — ringkanal, 6 — framkant, 7 — intagsgaller, 8 — normalisator, 9 — utsignalregistrator, α — vinkel vid spetsarna, h — djup på fördjupningarna

Om man mäter ett starkt luftflöde, bör man utifrån trycket bestämma hastigheten och sedan jämföra den med tvärsnittsarean. Ju högre hastighet per ytenhet och ju större arean är, desto effektivare är fläkten.

Fullt tryck vid utloppet är ett komplext begrepp. Utgående flöde har en heterogen struktur, som också beror på driftsläge och apparattyp. Luften vid utloppet har zoner med återgående rörelse, vilket försvårar beräkning av tryck och hastighet.

Det går inte att fastställa en regelbundenhet för när en sådan rörelse uppträder. Flödets inhomogenitet når 7–10 D, men värdet kan minskas med uträtande galler.

Prandtlröret är en förbättrad version av Pitotröret: mottagarna tillverkas i 2 varianter — för hastigheter mindre och större än 5 m/s

Ibland sitter det en vinkelböj eller en avrivningsdiffusor vid utloppet från ventilationsanordningen. I sådana fall blir strömningen ännu mer inhomogen.

Trycket mäts då enligt följande metod:

1. På fläktens utloppssida väljer man den första sektionen och skannar den med en sond. Vid flera punkter mäter man genomsnittligt totaltryck och flöde. Därefter jämförs flödet med inloppsflödet.
2. Därefter väljer du ett extra tvärsnitt – på närmaste raka sträcka efter utloppet från ventilationsapparaten. Från början av ett sådant segment mäter du 4–6 D, och om längden på sträckan är mindre, väljer du tvärsnittet vid den mest avlägsna punkten. Därefter tar du en sond och bestämmer kapacitet och genomsnittligt totaltryck.

Från medeltrycket vid extrasnittet drar man av de beräknade förlusterna i sträckan efter fläkten. Det ger totaltrycket vid utloppet.

Sedan jämför man prestandan vid inloppet samt vid första och extra sektionerna vid utloppet. Inloppsvärdet och ett av utloppsvärdena – det som ligger närmast i värde – ska betraktas som korrekta.

Det kan hända att det inte finns något rakt segment av önskad längd. I så fall väljer man en sektion som delar upp mätområdet i delar med förhållandet 3:1. Den större delen ska vara närmast fläkten. Mätningar får inte utföras i membran, spjäll, böjar eller andra anslutningar med luftstörningar.

Tryckfall kan registreras med tryckmätare, dragmätare enligt GOST 2405-88 och differenstryckmätare enligt GOST 18140-84 med noggrannhetsklass 0,5–1,0

När det gäller takfläktar mäts Pp endast vid inloppet, medan statiskt tryck bestäms vid utloppet. Hastighetsflödet efter ventilationsanordningen går nästan helt förlorat.

Vi rekommenderar även att läsa vår artikel om val av rör för ventilation.

Särdrag vid beräkning av tryck

Mätning av tryck i luftmiljö försvåras på grund av dess snabbt föränderliga parametrar. Du bör köpa elektroniska manometrar med funktion för medelvärdesbildning av resultat över en tidsenhet. Om trycket plötsligt hoppar (pulserar), kan dämpar som jämnar ut variationerna vara användbara.

Kom ihåg följande mönster:

• total tryck — summan av statiskt och dynamiskt;
• Fläktens totaltryck måste motsvara tryckförlusterna i ventilationsnätet.

Att mäta statiskt tryck vid utloppet är inte svårt. Du använder ett rör för statisk tryckhöjd: du sätter en ände i en differentialmanometer och riktar den andra mot tvärsnittet vid fläktens utlopp. Med hjälp av den statiska tryckhöjden beräknar du flödeshastigheten vid ventilationsapparatens utlopp.

Dynamiskt tryck mäts också med en differenstryckmätare. Till dess anslutningar kopplas Pitot-Prandtl-rör. Till ena kontakten ansluts ett rör för totaltryck, och till den andra för statiskt tryck. Det erhållna resultatet kommer att vara lika med det dynamiska trycket.

För att ta reda på tryckförlusterna i en luftkanal kan du kontrollera flödesdynamiken: så snart lufthastigheten ökar, ökar motståndet i ventilationsnätet. Trycket förloras på grund av detta motstånd.

Anemometrar och termoanemometrar mäter flödeshastigheten i en luftkanal vid värden upp till 5 m/s eller mer, anemometern ska väljas enligt GOST 6376—74

När fläktens hastighet ökar sjunker det statiska trycket, medan det dynamiska trycket ökar proportionellt mot kvadraten av luftflödets ökning. Totala trycket förändras inte.

Med en rätt vald enhet ändras det dynamiska trycket direkt proportionellt mot kvadraten på flödet, medan det statiska ändras omvänt proportionellt. I ett sådant fall kommer mängden använd luft och belastningen på elmotorn visserligen att öka, men endast obetydligt.

Några krav på elmotorn:

• lågt startmoment — på grund av att effektförbrukningen ändras i enlighet med förändringen av varvtalet som tillförs till kuben;
• stort lager;
• Arbeta på maximal effekt för bättre ekonomi.

Fläktens effekt beror på totaltrycket, samt på verkningsgraden och luftflödet. De två sistnämnda parametrarna korrelerar med ventilationssystemets kapacitet.

Under projekteringsskedet måste du prioritera. Ta hänsyn till kostnader, förlust av användbar rumsvolym och ljudnivå.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Översikt över fysiska parametrar som behövs för mätningar:

Tryckets roll i ventilationsnätet:

Fläkten är en enkel konstruktion i form av ett hjul med blad. Samtidigt är den huvudkomponenten i ventilationssystemet. Den mekaniska anordningen påverkar trycket i kanalen och bestämmer ventilationens effektivitet.

Om du vill beräkna fläktens tryck, bekanta dig med storheter som hastighet, luftflöde, effekt. Du kommer bättre att förstå mätningarnas innebörd. Huvudparametern, totaltrycket, mäts enligt de av oss beskrivna metoderna.

Om du har frågor, ställ dem i formuläret under artikeln. Skriv kommentarer och dela värdefulla kunskaper med andra läsare. Kanske har du erfarenhet av att projektera ventilationssystem – den kan vara användbar i någon annans specifika situation.