Динамическое, статическое и полное давление вентилятора

По определению, статическое давление вентилятора, это пропорциональное скорости воздуха в квадрате давление, созданное работающей вентиляционной установкой.

Дополнительно вентиляционное оборудование образует динамический и полный напор. Об определении величин, правилах измерений и расчетов по формулам поговорим в статье.

Статический напор

На техническом языке статическое давление вентилятора, это полученное значение напора воздушных масс в результате работы вентиляционной установки. Показатель характерен для сети, где отсутствуют потоки или имеется свободный выход воздуха в атмосферу.

В отличие от динамического и полного, статический напор (P) пропорционален скорости воздуха в квадрате. Значение увеличивается одновременно с повышением оборотов ротора вентиляционного оборудования.

Для расчетов принято использовать формулу: P = (ρ х V²) / 2.

Под буквенным обозначением подразумевается: ρ – плотность, V – скорость воздуха.

На величину статистического давления, создаваемого вентилятором, оказывают влияние 3 основных фактора:

1. Габариты и форма вентиляционной установки.
2. Количество оборотов лопастей.
3. Эффективность вентиляционной установки.

Определение величин на примере центробежного насоса с рабочим колесом

С увеличением габаритов вентиляционного оборудования повышается захват воздушной массы. Правильная форма лопастей и корпуса оборудования оказывают прямое влияние на эффективную транспортировку воздуха, что служит поднятием статического показателя.

Увеличение количества оборотов лопастей сопровождается ускорением перемещения потоков. С повышением транспортировки воздуха поднимается статический показатель. Одновременно растет шум в вентиляционной системе, ускоряется износ подшипников ротора.

Под эффективностью подразумевается полезная производительность вентиляционной установки. Параметр отражает, насколько качественно образованная от вращения лопастей энергия воздушного потока поднимает статическое значение.

За основу для теста берут разное оборудование, обладающее одинаковой скоростью вращения роторов. Эффективнее вентилятор, имеющий большую производительность при меньшем уровне шума без увеличения оборотов.

Статический показатель определяет эффективность вентилятора, применяемого в составе техники и механизмов:

Статическое значение выступает определяющим фактором при выборе вентиляционного оборудования по техническим характеристикам.

Динамический напор

В отличие от статического и полного, динамическое давление вентилятора в гидродинамике называют скоростным. Значение в формулах обозначается буквой q или Q, измеряется паскалями или мм водяного столба.

Формула расчета скоростной величины: q=1/2 · ρ · ʋ². Под буквенным обозначением подразумевается: ρ – плотность воздушных масс (кг/м³), ʋ² – скорость потока(м/с) в квадрате.

В системах вентиляции не создаются условия, при которых сжатие воздуха способствовало увеличению плотности. Значение ρ в формулах при выполнении расчета берется постоянное – 1,2 кг/м³.

Жидкостный U-образный манометрдля измерений в миллиметрах водяного столба

Механический напоромердля измерения давления в паскалях

Динамический показатель допускается рассматривать как кинетическую энергию на единицу объема рабочей среды. Для расчетов применяют уравнение Бернулли: Q _o – Q _s = 1/2 · ρ · ʋ². Под обозначением подразумевается давление: Q _o – общее или полное, Q _s – статическое.

Когда перемещение воздушного потока мгновенно остановить, на участке застоя создастся динамическая величина, равная разности между давлением застоя и статическим показателем. Измерять параметр прибором нужно в точке застоя.

У работающей вентиляционной установки в области забора воздуха создается разрежение. На выходе образуется повышенное давление. Разность величин создает динамический напор. Измеряться параметр должен в двух точках – на входе и выходе вентилятора.

Динамическое значение указывает силу прокачки лопастями вентиляционной установки воздушных масс через систему воздуховодов с учетом преодоления сопротивлений. Преградой служат повороты, изгибы, узлы управления, зауженное сечение каналов. Материал и конфигурация воздуховодов также создают сопротивление.

Для примера возьмем текстильный перфорированный воздуховод, используемый в промышленности. С удлинением канала объем и скорость воздушного потока снижается. На выходе трубопровода динамическое давление уменьшается, а статическое – увеличивается.

Из-за постепенного уменьшения объемов перемещаемого воздуха потерями на трение о стенки воздуховодов пренебрегают. На выходе трубопровода увеличенное статическое значение приравнивается к полному давлению.

Читайте также:

Как самостоятельно проверить вентиляцию в квартире

Не работает вентиляция в квартире – куда обращаться и как найти причину

Знать динамическое давление важно:

• при проектировании вентиляции для правильного определения технических параметров оборудования и воздуховодов;
• при тестировании вентиляционного оборудования на производительность.

Полученный верный результат в расчетах динамического значения дает возможность обеспечить оптимальную эффективность вентиляции. На выходе воздуховодов создадутся воздушные потоки, скорость и объем которых соответствует проектным требованиям.

Полное давление

Вентиляционная сеть не может работать без статического и динамического давления. В совокупности значений образуется третья величина. По определению – полное давление вентилятора, это сумма статического и динамического показателя.

Рассчитывают полное давление вентилятора формулой: Q_p = Q_o + Q_s. Аббревиатурой обозначен напор: Q _o – общий или полный, Q _s – статический.

Необходимо определение полного давления вентилятора на этапе проектировки вентиляционной сети. По расчетным данным выясняют, насколько производительные характеристики оборудования подходят для вентиляции.

Измерение напора на входе делают в поперечном сечении канала вентилятора. Рекомендуемое расположение точки снятия данных – расстояние, равное двум диаметрам воздуховода. Впереди места измерения желательно расположение ровного канала длиной, равной четырем диаметрам.

Когда условия не позволяют измерить на входе полный напор воздуха вентилятора, в нужном месте ставят хонейкомб. Технический узел выравнивает воздушные потоки, выполнен решеткой. Длина ячеек 5-10 мм, толщина стенок 0,5-2 мм. Внутрь канала вводят приемное устройство. Данные снимают минимум в трех точках сечения, вычисляют средний показатель.

Измерение полного напора на выходе усложняется неоднородной структурой потока. Образующиеся возвратные воздушные массы мешают определить скорость. Для выравнивания потока ставят хонейкомб или измеряют напор с отступом от выхода на расстояние 7-10 диаметров воздуховода.

Усложняет измерительные действия колено и отрывной диффузор. Установленный на выходе узел повышает неоднородность перемещения потоков. Измерения делают следующим способом:

1. Зондом сканируют несколько точек для определения среднего значения полного напора и производительности оборудования. Местом измерений используют первое сечение сразу за вентиляционной установкой. Результат сравнивают с показателем производительности, полученным измерениями на входе.
2. Дополнительные измерения делают на прямом сечении. Выбирают первый ровный участок канала, проложенного от выхода вентиляционной установки. От начала прямого воздуховода отмеряют расстояние 4-6 диаметров. На коротком канале используют максимально дальнюю точку. Зондом сканируют участок, вычисляют значение среднего полного напора и производительности.

От среднего полного значения, дополнительно измеренного на прямом сечении, вычитают расчетное число потерь в участке воздуховода после вентилятора. Полученный результат полного напора на выходе считают финальным.

Ответы на актуальные вопросы

Видео материалы