Cara menghitung ventilasi dalam meter persegi. Cara menghitung penampang dan diameter saluran

Ketika parameter saluran udara diketahui (panjangnya, penampang, koefisien gesekan udara di permukaan), adalah mungkin untuk menghitung kehilangan tekanan dalam sistem pada aliran udara yang diproyeksikan.

Kehilangan tekanan total (dalam kg/sq.m.) dihitung dengan menggunakan rumus:

P \u003d R * l + z,

di mana R- kehilangan tekanan karena gesekan per 1 meter lari saluran udara, aku z- kehilangan tekanan karena resistensi lokal (dengan penampang variabel).

1. Kehilangan gesekan:

Kehilangan tekanan gesekan dalam saluran melingkar Ptr dianggap seperti ini:

Ptr \u003d (x * l / d) * (v * v * y) / 2g,

di mana x- koefisien ketahanan gesekan, aku- panjang saluran dalam meter, D- diameter saluran dalam meter, v kamu G- percepatan jatuh bebas (9,8 m/s2).

Komentar: Jika saluran udara tidak memiliki penampang bulat, tetapi persegi panjang, diameter ekivalen harus diganti ke dalam rumus, yang untuk saluran udara dengan sisi A dan B sama dengan: dequiv \u003d 2AB / (A + B)

2. Kerugian akibat resistensi lokal:

Kehilangan tekanan karena resistensi lokal dihitung sesuai dengan rumus:

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

di mana Q- jumlah koefisien resistansi lokal di bagian saluran yang perhitungannya dibuat, v- kecepatan aliran udara dalam m/s, kamu- kerapatan udara dalam kg/m3, G- percepatan jatuh bebas (9,8 m/s2). Nilai Q terdapat dalam sebuah tabel.

Metode kecepatan yang diizinkan

Saat menghitung jaringan saluran udara menggunakan metode kecepatan yang diizinkan, kecepatan udara optimal diambil sebagai data awal (lihat tabel). Kemudian, penampang saluran yang diperlukan dan kehilangan tekanan di dalamnya dipertimbangkan.

Prosedur untuk perhitungan aerodinamis saluran udara sesuai dengan metode kecepatan yang diizinkan:

  1. Gambarlah diagram sistem distribusi udara. Untuk setiap bagian saluran, tunjukkan panjang dan jumlah udara yang lewat dalam 1 jam.
  2. Kami memulai perhitungan dari yang paling jauh dari kipas dan bagian yang paling banyak dimuat.
  3. Mengetahui kecepatan udara optimal untuk ruangan tertentu dan volume udara yang melewati saluran dalam 1 jam, kami menentukan diameter (atau penampang melintang) saluran yang sesuai.
  4. Kami menghitung kehilangan tekanan karena gesekan Ptr.
  5. Menurut data tabel, kami menentukan jumlah resistansi lokal Q dan menghitung kehilangan tekanan karena resistansi lokal z.
  6. Tekanan yang tersedia untuk cabang berikutnya dari jaringan distribusi udara ditentukan sebagai jumlah kehilangan tekanan di bagian yang terletak sebelum cabang ini.

Dalam proses perhitungan, perlu untuk menghubungkan semua cabang jaringan secara berurutan, menyamakan resistansi setiap cabang dengan resistansi cabang yang paling banyak dimuat. Ini dilakukan dengan diafragma. Mereka dipasang pada bagian saluran udara yang ringan, meningkatkan resistensi.

Tabel kecepatan udara maksimum tergantung pada persyaratan saluran

Tujuan Persyaratan dasar
Kebisingan min. kehilangan kepala
saluran utama saluran utama Ranting
anak sungai tudung anak sungai tudung
Ruang hidup 3 5 4 3 3
Hotel 5 7.5 6.5 6 5
Institusi 6 8 6.5 6 5
Restoran 7 9 7 7 6
Toko-toko 8 9 7 7 6

Catatan: Kecepatan aliran udara dalam tabel diberikan dalam meter per detik.

Metode Rugi Kepala Konstan

Metode ini mengasumsikan kehilangan tekanan konstan per 1 meter linier saluran. Berdasarkan ini, dimensi jaringan saluran ditentukan. Metode kehilangan tekanan konstan cukup sederhana dan digunakan pada tahap studi kelayakan sistem ventilasi.

  1. Tergantung pada tujuan ruangan, menurut tabel kecepatan udara yang diizinkan, kecepatan pada bagian utama saluran dipilih.
  2. Berdasarkan kecepatan yang ditentukan dalam paragraf 1 dan atas dasar aliran udara desain, kehilangan tekanan awal ditemukan (per 1 m dari panjang saluran). Ini adalah diagram di bawah ini.
  3. Cabang yang paling banyak dimuat ditentukan, dan panjangnya diambil sebagai panjang ekivalen dari sistem distribusi udara. Paling sering ini adalah jarak ke diffuser terjauh.
  4. Kalikan panjang sistem ekivalen dengan head loss dari langkah 2. Head loss pada diffuser ditambahkan ke nilai yang diperoleh.
  5. Sekarang, dengan menggunakan diagram di bawah, tentukan diameter saluran awal yang berasal dari kipas, dan kemudian diameter bagian jaringan yang tersisa sesuai dengan laju aliran udara yang sesuai. Dalam hal ini, kehilangan tekanan awal diasumsikan konstan.
Diagram untuk menentukan kehilangan kepala dan diameter saluran
Menggunakan Saluran Persegi Panjang

Diagram head loss menunjukkan diameter saluran bulat. Jika saluran persegi digunakan sebagai gantinya, cari diameter ekivalennya menggunakan tabel di bawah ini.

Catatan:

  1. Jika ruang memungkinkan, lebih baik memilih saluran bulat atau persegi.
  2. Jika tidak ada cukup ruang (misalnya, selama rekonstruksi), saluran persegi panjang dipilih. Sebagai aturan, lebar saluran adalah 2 kali tinggi). Tabel menunjukkan ketinggian saluran dalam mm secara horizontal, lebar vertikal, dan sel-sel tabel berisi diameter saluran yang setara dalam mm.
Tabel diameter saluran setara
Ukuran 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

Komentar:

  • Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran saluran udara
  • Perhitungan dimensi saluran udara
  • Pemilihan dimensi untuk kondisi nyata

Untuk mentransfer pasokan atau pembuangan udara dari unit ventilasi di bangunan sipil atau industri, saluran udara dengan berbagai konfigurasi, bentuk dan ukuran digunakan. Seringkali mereka harus diletakkan melalui tempat yang ada di tempat yang paling tidak terduga dan penuh peralatan. Untuk kasus seperti itu, penampang saluran yang dihitung dengan benar dan diameternya memainkan peran penting.

Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran saluran udara

Bukan masalah besar untuk berhasil meletakkan pipa sistem ventilasi di proyek atau objek yang baru dibangun - cukup untuk mengoordinasikan lokasi sistem relatif terhadap tempat kerja, peralatan, dan lainnya jaringan teknik. Pada bangunan industri yang ada, hal ini jauh lebih sulit dilakukan karena keterbatasan ruang.

Ini dan beberapa faktor lain mempengaruhi perhitungan diameter saluran:

  1. Salah satu faktor utama adalah konsumsi pasokan atau pembuangan udara per satuan waktu (m 3 / jam), yang harus melewati saluran ini.
  2. Kapasitas juga tergantung pada kecepatan udara (m/s). Tidak boleh terlalu kecil, maka menurut perhitungan, ukuran saluran udara akan sangat besar, yang tidak layak secara ekonomi. Kecepatan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan getaran, tingkat tinggi kebisingan dan kekuatan unit ventilasi. Untuk daerah yang berbeda sistem pasokan disarankan untuk mengambil kecepatan yang berbeda, nilainya terletak pada kisaran 1,5 hingga 8 m/s.
  3. Bahan saluran itu penting. Biasanya baja galvanis, tetapi bahan lain juga digunakan: jenis yang berbeda plastik, baja tahan karat atau baja hitam. Yang terakhir memiliki kekasaran permukaan tertinggi, hambatan aliran akan lebih tinggi, dan ukuran saluran harus diambil lebih besar. Nilai diameter harus dipilih sesuai dengan dokumentasi normatif.

Tabel 1 menunjukkan dimensi normal saluran udara dan ketebalan logam untuk pembuatannya.

Tabel 1

Catatan: Tabel 1 tidak sepenuhnya mencerminkan normal, tetapi hanya ukuran saluran yang paling umum.

Saluran udara diproduksi tidak hanya bulat, tetapi juga persegi panjang dan oval. Ukurannya diambil melalui nilai diameter yang setara. Selain itu, metode saluran manufaktur baru memungkinkan penggunaan logam yang lebih tipis, sambil meningkatkan kecepatan di dalamnya tanpa risiko menyebabkan getaran dan kebisingan. Ini berlaku untuk saluran udara yang dililit secara spiral, mereka memiliki kepadatan dan kekakuan yang tinggi.

Kembali ke indeks

Perhitungan dimensi saluran udara

Pertama, Anda perlu menentukan jumlah pasokan atau pembuangan udara yang ingin Anda berikan melalui saluran ke ruangan. Ketika nilai ini diketahui, luas penampang (m 2) dihitung dengan rumus:

Dalam rumus ini:

  • – kecepatan udara dalam saluran, m/s;
  • L - konsumsi udara, m 3 / jam;
  • S - daerah persilangan saluran, m 2;

Untuk menghubungkan satuan waktu (detik dan jam), angka 3600 hadir dalam perhitungan.

Diameter saluran melingkar dalam meter dapat dihitung berdasarkan luas penampang menggunakan rumus:

S \u003d D 2 / 4, D 2 \u003d 4S / , di mana D adalah nilai diameter saluran, m.

Prosedur untuk menghitung ukuran saluran udara adalah sebagai berikut:

  1. Mengetahui aliran udara di daerah ini, tentukan kecepatan gerakannya, tergantung pada tujuan saluran. Sebagai contoh, kita dapat mengambil L = 10.000 m 3 / jam dan kecepatan 8 m / s, karena cabang sistem adalah yang utama.
  2. Luas penampang dihitung: 10.000 / 3600 x 8 = 0,347 m 2, diameternya akan menjadi - 0,665 m.
  3. Biasanya ambil yang paling dekat dari dua ukuran, biasanya ambil yang lebih besar. Di sebelah 665 mm ada diameter 630 mm dan 710 mm, Anda harus mengambil 710 mm.
  4. Dalam urutan terbalik, kecepatan sebenarnya dari campuran udara di saluran udara dihitung untuk menentukan lebih lanjut daya kipas. Dalam hal ini, penampang akan menjadi: (3,14 x 0,71 2 / 4) = 0,4 m 2, dan kecepatan sebenarnya adalah 10.000 / 3600 x 0,4 = 6,95 m / s.
  5. Jika perlu untuk meletakkan saluran persegi panjang, dimensinya dipilih sesuai dengan luas penampang yang dihitung yang setara dengan yang bulat. Artinya, lebar dan tinggi pipa dihitung sehingga luasnya 0,347 m 2 dalam hal ini. Itu bisa 700mm x 500mm atau 650mm x 550mm. Saluran udara semacam itu dipasang dalam kondisi sempit, ketika ruang untuk peletakan terbatas. peralatan teknologi atau jaringan rekayasa lainnya.

Parameter indikator iklim mikro ditentukan oleh ketentuan GOST 12.1.2.1002-00, 30494-96, SanPin 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. Berdasarkan peraturan negara yang ada, Kode Peraturan SP 60.13330.2012 dikembangkan. Kecepatan udara masuk harus memastikan penerapan standar yang ada.

Apa yang diperhitungkan saat menentukan kecepatan pergerakan udara

Untuk melakukan perhitungan dengan benar, desainer harus memenuhi beberapa kondisi yang diatur, yang masing-masing sama pentingnya. Parameter apa yang bergantung pada kecepatan aliran udara?

Tingkat kebisingan di dalam ruangan

Bergantung pada penggunaan spesifik tempat, standar sanitasi menetapkan indikator berikut untuk tekanan suara maksimum.

Tabel 1. Tingkat kebisingan maksimum.

Melebihi parameter hanya diperbolehkan dalam operasi jangka pendek selama start/stop sistem ventilasi atau peralatan tambahan.
Tingkat getaran di dalam ruangan Getaran dihasilkan selama pengoperasian kipas. Indikator getaran tergantung pada bahan pembuatan saluran udara, metode dan kualitas bantalan peredam getaran dan kecepatan aliran udara melalui saluran udara. Indikator getaran umum tidak dapat melebihi nilai batas yang ditetapkan oleh organisasi pemerintah.

Tabel 2. Nilai maksimum getaran yang diizinkan.


Saat menghitung, kecepatan udara optimal dipilih, yang tidak meningkatkan proses getaran dan getaran suara terkait. Sistem ventilasi harus menjaga iklim mikro tertentu di tempat.

Nilai untuk laju aliran, kelembaban dan suhu diberikan dalam tabel.

Tabel 3. Parameter iklim mikro.


Indikator lain yang diperhitungkan selama perhitungan laju aliran adalah frekuensi pertukaran udara dalam sistem ventilasi. Dengan mempertimbangkan penggunaannya, standar sanitasi menetapkan persyaratan berikut untuk pertukaran udara.

Tabel 4. Nilai tukar udara di ruangan yang berbeda.

rumah tangga
Tempat domestik Nilai tukar udara
Ruang tamu (di apartemen atau di asrama) 3m 3 / jam per 1m 2 tempat tinggal
Dapur apartemen atau asrama 6-8
Kamar mandi 7-9
kamar mandi 7-9
Toilet 8-10
Binatu (rumah tangga) 7
lemari pakaian 1,5
Sepen 1
Garasi 4-8
Gudang di bawah tanah 4-6
Industri
Ruang industri dan besar Nilai tukar udara
Teater, gedung bioskop, gedung konferensi 20-40 m3 per orang
ruang kantor 5-7
Bank 2-4
Sebuah restoran 8-10
Bar, Kafe, ruang bir, ruang biliar 9-11
Area dapur di kafe, restoran 10-15
Supermarket 1,5-3
Apotek (ruang belanja) 3
Garasi dan bengkel mobil 6-8
Toilet (umum) 10-12 (atau 100 m 3 per mangkuk toilet)
Aula dansa, disko 8-10
Ruang merokok 10
Server 5-10
Gym tidak kurang dari 80 m 3 per 1 siswa dan tidak kurang dari 20 m 3 per 1 penonton
Salon tata rambut (hingga 5 tempat kerja) 2
Penata rambut (lebih dari 5 pekerjaan) 3
Gudang 1-2
Cucian 10-13
Kolam renang 10-20
Pabrik pencelupan industri 25-40
bengkel mekanik 3-5
Kelas 3-8

Algoritma perhitungan Kecepatan udara di saluran ditentukan dengan mempertimbangkan semua kondisi di atas, data teknis ditentukan oleh pelanggan dalam penugasan untuk desain dan pemasangan sistem ventilasi. Kriteria utama dalam menghitung laju aliran adalah nilai tukar. Semua persetujuan lebih lanjut dibuat dengan mengubah bentuk dan penampang saluran udara. Laju aliran tergantung pada kecepatan dan diameter saluran dapat diambil dari tabel.

Tabel 5. Konsumsi udara tergantung pada laju aliran dan diameter saluran.


Perhitungan sendiri

Misalnya pada ruangan dengan volume 20 m 3 sesuai dengan kebutuhan norma sanitasi untuk ventilasi yang efektif, perlu untuk menyediakan tiga kali pergantian udara. Artinya dalam satu jam setidaknya L = 20 m 3 × 3 = 60 m 3 harus melewati saluran. Rumus untuk menghitung debit aliran adalah V= L / 3600× S, dimana:

V adalah kecepatan aliran udara dalam m/s;

L - konsumsi udara dalam m 3 / jam;

S - luas penampang saluran udara dalam m 2.

Ambil saluran bulat 400 mm, luas penampang adalah:

Dalam contoh kami, S \u003d (3,14 × 0,4 2 m) / 4 \u003d 0,1256 m 2. Dengan demikian, untuk memastikan tingkat pertukaran udara yang diperlukan (60 m 3 / jam) dalam saluran bundar 400 mm (S \u003d 0,1256 m 3), laju aliran udara adalah: V \u003d 60 / (3600 × 0,1256) 0,13 MS.

Dengan menggunakan rumus yang sama, pada kecepatan yang telah ditentukan, Anda dapat menghitung volume udara yang bergerak melalui saluran per satuan waktu.

L \u003d 3600 × S (m 3) × V (m / dtk). Volume (aliran) diperoleh dalam meter persegi.

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, indikator kebisingan sistem ventilasi juga bergantung pada kecepatan udara. Untuk meminimalkan dampak negatif dari fenomena ini, para insinyur membuat perhitungan kecepatan udara maksimum yang diizinkan untuk berbagai ruangan.

Algoritma yang sama menentukan kecepatan udara di saluran saat menghitung pasokan panas, menetapkan bidang toleransi untuk meminimalkan kerugian untuk pemeliharaan bangunan di periode musim dingin waktu, kipas dipilih oleh kekuatan. Data aliran udara juga diperlukan untuk mengurangi kehilangan tekanan, yang meningkatkan efisiensi sistem ventilasi dan mengurangi konsumsi energi listrik.

Perhitungan dilakukan untuk setiap bagian individu, dengan mempertimbangkan data yang diperoleh, parameter jalan raya utama dipilih dalam hal diameter dan geometri. Mereka harus punya waktu untuk mengalirkan udara yang dipompa dari semua kamar individu. Diameter saluran udara dipilih sedemikian rupa untuk meminimalkan kerugian kebisingan dan hambatan. Untuk perhitungan skema kinematik, ketiga indikator sistem ventilasi itu penting: volume maksimum udara yang disuntikkan / dikeluarkan, kecepatan pergerakan massa udara dan diameter saluran udara. Pekerjaan pada perhitungan sistem ventilasi diklasifikasikan sebagai kompleks dari sudut pandang teknik, mereka hanya dapat dilakukan oleh spesialis profesional dengan pendidikan khusus.

Untuk memastikan nilai konstan kecepatan udara di saluran dengan bagian yang berbeda, rumus berikut digunakan:


Setelah perhitungan, nilai terdekat dari pipa standar diambil sebagai data akhir. Karena ini, waktu pemasangan peralatan berkurang dan proses pemeliharaan dan perbaikan berkala disederhanakan. Kelebihan lainnya adalah pengurangan perkiraan biaya sistem ventilasi.

Untuk pemanas udara perumahan dan tempat industri kecepatan disesuaikan dengan mempertimbangkan suhu pendingin di saluran masuk dan keluar, untuk dispersi aliran yang seragam udara hangat skema pemasangan dan dimensi kisi-kisi ventilasi dipikirkan. Sistem modern pemanasan udara memberikan kemampuan untuk secara otomatis menyesuaikan kecepatan dan arah aliran. Suhu udara tidak boleh melebihi +50 ° C di outlet, jarak ke tempat kerja setidaknya 1,5 m Tingkat pasokan massa udara dinormalisasi oleh standar negara saat ini dan tindakan industri.

Selama perhitungan, atas permintaan pelanggan, kemungkinan memasang cabang tambahan dapat diperhitungkan; untuk tujuan ini, margin produktivitas peralatan dan lebar pita saluran. Laju aliran dihitung sedemikian rupa sehingga, setelah meningkatkan daya sistem ventilasi, mereka tidak menimbulkan beban suara tambahan pada orang-orang yang ada di dalam ruangan.

Pilihan diameter dilakukan dari minimum yang dapat diterima, semakin kecil dimensi - semakin universal sistem ventilasi, semakin murah pembuatan dan pemasangannya. Sistem hisap lokal dihitung secara terpisah, mereka dapat bekerja secara offline dan terhubung ke sistem ventilasi yang ada.

Peraturan negara menetapkan kecepatan perjalanan yang direkomendasikan tergantung pada lokasi dan tujuan saluran udara. Saat menghitung, Anda harus mematuhi parameter ini.

Jenis dan lokasi saluran udara dan kisi-kisi Ventilasi
Alami Mekanis
Jendela saluran masuk udara 0,5-1,0 2,0-4,0
Pasokan saluran tambang 1,0-2,0 2,0-6,0
Saluran koleksi horizontal 0,5-1,0 2,0-5,0
Saluran vertikal 0,5-1,0 2,0-5,0
Pasokan kisi-kisi di dekat lantai 0,2-0,5 0,2-0,5
Panggangan langit-langit 0,5-1,0 1,0-3,0
Kisi-kisi knalpot 0,5-1,0 1,5-3,0
poros knalpot 1,0-1,5 3,0-6,0

Udara dalam ruangan tidak dapat bergerak dengan kecepatan lebih dari 0,3 m / s, kelebihan parameter jangka pendek diperbolehkan tidak lebih dari 30%. Jika ada dua sistem di dalam ruangan, maka kecepatan udara di masing-masing sistem harus menyediakan setidaknya 50% dari volume pasokan atau pembuangan udara yang dihitung.

Organisasi pemadam kebakaran mengajukan persyaratan mereka sendiri untuk kecepatan pergerakan massa udara di saluran udara, tergantung pada kategori ruangan dan karakteristik proses teknologi. Peraturan tersebut bertujuan untuk mengurangi laju penyebaran asap atau api melalui saluran udara. Jika perlu, katup dan katup penutup harus dipasang pada sistem ventilasi. Aktivasi perangkat terjadi setelah sinyal sensor atau dilakukan secara manual oleh orang yang bertanggung jawab. Hanya kelompok ruangan tertentu yang dapat dihubungkan ke satu sistem ventilasi.

Selama periode waktu dingin di gedung yang dipanaskan, suhu udara sebagai akibat dari berfungsinya sistem ventilasi tidak dapat turun di bawah nilai normal. Suhu normal disediakan sebelum dimulainya shift kerja. Dalam periode waktu yang hangat, persyaratan ini tidak relevan. Pergerakan massa udara tidak boleh memperburuk standar yang ditetapkan oleh SanPiN 2.1.2.2645. Untuk mencapai hasil yang diinginkan, selama desain sistem, diameter saluran, daya dan jumlah kipas, dan laju aliran diubah.

Data desain yang diterima tentang parameter pergerakan di saluran udara harus menyediakan:

  1. Pemenuhan parameter iklim mikro di tempat, pemeliharaan kualitas udara dalam batas yang diatur. Pada saat yang sama, tindakan diambil untuk mengurangi kehilangan panas yang tidak produktif. Data diambil baik dari dokumen peraturan yang ada maupun dari kerangka acuan pelanggan.
  2. Kecepatan pergerakan massa udara di area kerja tidak boleh menyebabkan angin kencang, memastikan kenyamanan yang dapat diterima di dalam ruangan. Ventilasi mekanis disediakan hanya dalam kasus di mana tidak mungkin untuk mencapai hasil yang diinginkan karena ventilasi alami. Selain itu, ventilasi mekanis harus dipasang di bengkel dengan kondisi kerja yang berbahaya.

Selama perhitungan indikator pergerakan udara dalam sistem dengan ventilasi alami diambil nilai rata-rata tahunan dari perbedaan antara kerapatan udara dalam dan luar ruangan. Data kinerja aktual minimum harus memberikan nilai standar yang dapat diterima untuk nilai tukar udara.