Естественный приток воздуха в трубе: Поток воздуха в трубе, 4 (четыре) буквы

Что такое естественная тяга в трубе?

+7 (495) 790-97-76

Связанные продукты:

FURANFLEX Black® для котловFURANFLEX RWV® для каминов

Простыми словами, тяга – это внешняя сила, которая обеспечивает приток воздуха в топку и движение продуктов горения по трубе. Она играет важную роль в работе печи или котла, поскольку отвечает за сгоранием всего топлива в топке и вывод продуктов горения наружу. Зависит от нескольких факторов, но об этом подробнее далее.

Тяга или разряжение бывает двух видов:

• естественная – возникает за счет нагревания и остывания воздуха или продуктов горения;
• принудительная – обеспечивается вспомогательными устройствами, например, вентиляторами или дымососами.

Если топка сложена правильно или верно подобран котел в случае покупки готовой конструкции, естественная тяга дымовой трубы будет достаточной силы, поэтому устанавливать дымососы или вентиляторы нет необходимости. Они требуют затрат электроэнергии, шумят во время работы и имеют другие недостатки.

Как возникает естественная тяга?

Естественная тяга – это физический процесс, в основе которого лежит сила Архимеда. Разряжение возникает за счет того, что плотность нагретого воздуха или продуктов горения значительно ниже, чем плотность холодного воздуха. Чем выше разница температур, тем больше сила, которая движет продукты горения по дымовым трубам. По этой причине разряжение внизу дымохода всегда больше, чем на выходе.

Воздух попадает в топку через колосник. Так называют решетку внизу топки, на которую укладывают дрова или другое топливо. В процессе горения он сильно нагревается. В современных котлах большая часть тепловой энергии передается на стенки, но при этом температура продуктов горения остается довольно большой. Это и способствует движению дыма по проходам.

Чтобы обеспечить эффективный отвод продуктов горения, создают столб плотного воздуха. Чем больше этот столб, тем выше тяга, поэтому рекомендуется устанавливать дымоходы длиной не менее 5 метров. В верхней точке разряжение равно нулю, поэтому продукты горения без проблем выходят наружу. В теплое время года разряжение хуже, поскольку разница температур внешней среды и дыма не значительная. Чем холоднее на улице, тем лучше тяга.

Чрезмерная или недостаточная тяга

Иногда естественная тяга котла имеет слишком большую силу. В результате кислород поступает в топку в больших количествах, что способствует повышению температуры горения. Чтобы обеспечить безопасное использование отопительных устройств, разряжение регулируют при помощи заслонок, шиберов и других вспомогательных устройств, которые позволяют уменьшать или увеличивать приток воздуха или отвод продуктов горения.

Неконтролируемая тяга может стать причиной пожара.

Если продукты горения движутся чрезмерно быстро. Стенки дымохода будут сильно нагреваться. Если в каких-то местах они соприкасаются с горящими материалами, может возникнуть возгорание. Произойти это может, например, на чердаке.

Недостаточная тяга создает не меньше проблем. При малом разряжении продукты горения будут не полностью удаляться наружу. Дым, а вместе с ним и опасный угарный газ, будет проникать в помещение. При обнаружении задымленности необходимо сразу принимать меры. Чтобы улучшить тягу, нужно почистить трубы от сажи и копоти, а также обеспечить доступ воздуха в топку. Для этого требуется прочистить колосники и поддувало. Собирающийся пепел снизу может препятствовать притоку воздуха.

Если эти меры не помогают, тогда стоит задуматься о футеровке. Гильзование нержавеющими трубами, полимерными руками или керамическими вкладышами позволит решить проблему. Дело в том, что трубы, используемые для гильзования, имеют гладкую поверхность.

Поскольку при движении продукты горения практически не сталкиваются с сопротивлением, они быстрее проходят по дымоходу и выводятся наружу. Шероховатая поверхность кирпича и кладочного раствора замедляет прохождение газов. К тому же в квадратном или прямоугольном сечении прохода могут возникать завихрении, которые также тормозят движение продуктов горения. Подобные проблемы не характерны для труб, применяемых для футеровки. К тому же на гладкой поверхности обычно не оседает сажа, которая также ухудшает тягу.

При правильном сложении топки, верно спроектированной системы дымоудаления естественная тяга дымохода будет иметь достаточную силу. Она сможет обеспечить эффективное сгорание топлива и безопасное отведение продуктов горения наружу.

Оставьте заявку прямо сейчас!

Мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Ремонт дымоходов в Москве и МОРемонт внутренних водостоков в Москве и МО

Естественный приток воздуха в трубе. Методики расчетов параметров вентиляции

Содержание

1. Естественный приток воздуха в трубе. Методики расчетов параметров вентиляции
2. Расчет естественной вентиляции жилого дома. Виды вентиляции частных домов
3. Расчет диаметра воздуховода вентиляции. Расчет размеров (диаметра, высоты) вентиляционных труб при проектировании системы вентиляции
   • Пластиковые трубы
   • Гофрированные трубы
   • Металлические воздуховоды
   • Тканевые воздуховоды
4. Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы. Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции
   • Метод допустимых скоростей
   • Метод постоянной потери напора
5. Расчет естественной вентиляции калькулятор. Калькулятор вентиляционных воздуховодов онлайн калькулятор
   • Кратность воздухообмена
   • Ценообразование
   • Расчет вентиляции помещения в зависимости от числа людей
6. Приток и отток воздуха. Физическая основа вентиляции

Естественный приток воздуха в трубе. Методики расчетов параметров вентиляции

Точный расчет вентиляции в частном доме выполняется на специализированном программном обеспечении, для работы с которым надо как минимум знать в каком порядке и какие данные использовать. По этому для того чтобы сделать один раз и по уму, начинать нужно с разработки индивидуального проекта вентиляции частного дома.

Но наряду с такими расчетами, существуют методики простейших вычислений, которые дадут возможность примерно оценить необходимые параметры.

По нормам потребления. Согласно СНиП, потребление воздуха одним человеком (Vнорм) примерно равняется 60 м³/час. Значит, чтобы рассчитать производительность вентиляции, используется формула V=Vнорм*N, где N – количество постоянно проживающих жильцов дома.

Но проблема этого подхода заключается в том, что жильцы могут находиться в разных помещениях или собираться в одном. По этой причине такой подход используют только при воздушном отоплении (воздушных климатических системах) с циркуляцией воздуха внутри дома и с подмесом свежего в указанных количествах.

По кратности обновления воздуха (расчет по площади). Нормативы СНиП требуют, как минимум, однократного почасового обновления воздуха. Если при этом для комфортного самочувствия людей в помещении однократной циркуляции воздуха недостаточно, используют формулу V=K*S*H, где K – кратность воздухообмена, S – общая площадь частного дома, H – высота потолков. Показатель кратности варьируется от 1 до 3.

Такой подход встречается наиболее часто, но связан со значительно большим объемом подаваемого в дом и удаляемого из него воздуха, чем при предыдущем случае.

Расчет естественной вентиляции жилого дома. Виды вентиляции частных домов

Естественная вентиляция частного дома

При устройстве естественной вентиляции перемещение воздушных масс происходит в результате действия либо сквозняков, либо разницы температур воздуха на улице и в помещении. То есть по одному из самых простейших законов физики – теплый воздух поднимается вверх и уходит в отводной вентиляционный канал, а на его место из приточной шахты к полу опускается холодный воздух.

При устройстве такого способа вы практически полностью уходите от материальных затрат.

Но есть и минусы – пыль, запахи с улицы, сквозняки и зависимость от температуры внешнего воздуха. Ведь чем холоднее на улице – тем холоднее в дом поступает воздух и тем больше надо затратить тепловой энергии для его нагрева. Читай – дополнительные затраты на отопление.

Приточная вентиляция в частном доме

Принцип работы такой установки заключается в заборе с улицы холодного воздуха, который затем пропускается через фильтры, нагревается и увлажняется, а затем распределяется по всем помещениям через специальные короба.

Чаще всего их монтируют прямо под черновым потолком, а затем закрывают натяжными, подвесными или иными конструкциями потолков.

Управление такой установкой вентиляции осуществляется либо при помощи пульта, либо и вовсе автоматически.

Принудительная вытяжная вентиляция в частных домах

Практически полностью копирует приточную систему, но как становится понятно из названия – вентилятор устанавливается не на забор свежего уличного воздуха, а на удаление уже нагретого воздуха из помещения через шахту.

Как и приточная, она может управляться либо пультом, либо работать автоматически.

При таком способе движение воздуха в помещениях ускоряется, чем обеспечивается постоянная свежесть в доме. Но возникает необходимость подбирать мощность двигателя вентилятора, чтобы он громкостью своей работы не доставлял вам дискомфорт.

Приточно-вытяжная вентиляционная система с рекуператором

Самая технологически продвинутая и экономичная система на сегодняшний день. Рекуператор забирает тепло из уже нагретого и отводимого воздуха и передает его свежему, только что забранному с улицы.

Расчет диаметра воздуховода вентиляции. Расчет размеров (диаметра, высоты) вентиляционных труб при проектировании системы вентиляции

Для обеспечения нормальных условий в помещениях различного назначения необходим непрерывный приток свежего воздуха. Одновременно нужно удалять отработанный воздух с различными вредными примесями и загрязнениями.

Эти процессы должны протекать параллельно и автоматически. Подобную задачу можно решить с помощью вентиляции.

Для того чтобы такая инженерная система функционировала эффективно, необходимо тщательно подойти к вопросу ее расчета и проектирования.

При разработке вентиляционной системы нужно уделить особое внимание следующим моментам:

• тип воздуховода;
• размеры сечений вентиляционных труб;
• длина канала системы;
• особенности монтажа.

Эффективность и надежность всей системы зависит от выбора типа вентиляционной трубы.

Существует ряд общих правил, которые стоит учитывать при выборе и расчете системы:

• минимальный диаметр трубы для вентиляции в частном доме должен составлять 15 см;
• поверхности воздуховода должны быть устойчивы к коррозии;
• вес конструкции влияет на сложность монтажных работ и обслуживание;
• размер сечения воздуховода влияет на пропускную способность;
• все элементы системы должны соответствовать требованиям пожарной безопасности.

Важным критерием выбора вентиляционной трубы является материал, из которого она изготавливается. Ниже рассмотрены самые популярные из них.

Пластиковые трубы

Пластиковые воздуховоды производятся из полипропилена, полиуретана и поливинилхлорида. Они отличаются большим разнообразием форм и размеров, наиболее популярными являются круглые и прямоугольные.

Данные типы труб получили широкое распространение благодаря целому ряду достоинств.

Преимущества круглых и прямоугольных пластиковых воздуховодов:

• относительно небольшой вес, благодаря чему монтаж системы может осуществляться одним человеком, кроме того, не создается избыточная нагрузка на подвесные кухонные конструкции;
• низкая уязвимость для воздействия влаги и химических веществ;
• хорошая герметичность;
• простота в обслуживании;
• широкий диапазон рабочих температур;
• низкий уровень шума при работе;
• большой срок службы;
• эстетичный вид;
• экологичность;
• устойчивость к появлению коррозии.

К недостаткам пластиковых труб можно отнести необходимость использовать дополнительные соединительные элементы при монтаже, а также то, что сам процесс установки достаточно сложный и требует специальной подготовки.

Гофрированные трубы

Самым дешевым вариантом для вентиляционной системы является гофрированная труба. Она состоит из металлических колец, обернутых ламинированной фольгой.

В изначальном состоянии кольца плотно прилегают друг к другу, но в процессе монтажа расстояние между ними способно увеличиваться за счет растягивания оболочки, а сама труба может вытягиваться и изгибаться под нужным углом.

Этими свойствами объясняется универсальность труб при монтаже: они легко устанавливаются в самых труднодоступных местах, а весь процесс не вызывает особой сложности.

Важно помнить! При неполном растяжении гофрированной трубы, а также сильном изгибе появляется дополнительное сопротивление потоку воздуха, что вызывает характерный шум.

Основные преимущества гофрированных воздуховодов:

• срок службы — до 50 лет;
• допустимое нагревание поверхностей — до 250 °С;
• устойчивость к воздействию влаги и коррозии;
• относительно легкий монтаж.

Металлические воздуховоды

Материалом для изготовления металлических вентиляционных труб служит оцинкованная или нержавеющая сталь. Они устойчивы к появлению ржавчины и имеют небольшой вес.

Такой тип воздуховода стоит выбирать для установки в помещениях с повышенным содержанием влаги и большими колебаниями температур. 

Для монтажа металлических вентиляционных труб достаточно минимальных знаний и навыков.

Тканевые воздуховоды

Воздуховод такого типа представляет собой вентиляционный канал, сделанный из ткани, закрепленный с помощью специальных колец на потолке. За счет давления воздуха, проходящего внутри, конструкции придается форма трубы.

Материалом для изготовления служат полиамид, полиэстер или полиэфир. Тканевые воздуховоды встречаются достаточно редко и изготавливаются на заказ. Для проектировки потребуется опытный специалист.

Основные преимущества:

• быстрый монтаж;
• небольшой вес;
• отсутствие конденсата;
• низкий уровень шума;
• устойчивость к коррозии;
• удобство в обслуживании.

Помимо материала, при подборе и расчете воздуховода необходимо учитывать форму сечения. Большей популярностью пользуются круглые трубы, они оказывают меньшее сопротивление потоку проходящего воздуха.

Прямоугольные трубы не нарушают эстетичный вид помещения, их можно монтировать вплотную к стене.

Гофрированные и тканевые воздуховоды бывают только круглыми в сечении, пластиковые и металлические могут быть и круглой, и прямоугольной формы.

Размеры сечения рассчитываются по специальной формуле для каждого конкретного помещения. На практике часто встречаются диаметры 100-120 мм для круглых труб и размеры 55×110, 60×122 – для прямоугольных.

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы. Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции

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:

P = R*l + z,

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

Назначение	Основное требование
Магазины	8	9	7	7	6

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 (на1 мдлины 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.

Расчет естественной вентиляции калькулятор. Калькулятор вентиляционных воздуховодов онлайн калькулятор

Кратность воздухообмена

Этот критерий чаще всего используется для упрощенного расчета системы вентиляции. Под термином «кратность воздухообмена» (в английской терминологии air exchange rate) понимают обмен воздушных масс, выражающихся количеством за час. Причем в зависимости от способа эксплуатации помещения учитывается либо число обменов для помещения в целом, либо кратность с учетом площади (объема).

Ниже приведена таблица с нормативными данными для помещений частного дома или общественного здания. При этом подразумевается, что приток воздуха идет естественным путем, а кратность считается для вытяжной вентиляции. Расчетная температура в холодный период указывается для того, чтобы при вычислениях компенсировать излишнюю сухость воздуха за счет действия отопительных приборов.

Таблица 1. Кратность воздухообмена по площади или назначению помещений.

При использовании таблицы важно обратить внимание: кратность указывается в расчете на площадь помещения, а в нашем онлайн-калькуляторе расчет ведется для объема.

При этом пользователь теряется – какое значение кратности применить в калькуляторе вентиляции, если максимальное значение не соответствует норме для жилых помещений? Здесь придется делать поправку на пересчет кратности для объема или воспользоваться ориентировочными цифрами (СНиП 2.08.01-89) из таблицы ниже.

Таблица 2. Кратность воздухообмена для помещений общего или специального назначения.

Применяя показатель, соответствующий жилым комнатам или спальням, равный единице, получаем требуемую производительность вентиляционной системы (м.куб./час).

Основой расчета вентиляции онлайн является формула

L = V х Kp

здесь V — объем комнаты (произведение площади на высоту), м.куб.;

Kp — кратность воздухообмена согласно санитарно-гигиеническим нормам, 1/ч.

Для жилой комнаты с площадью 20 м. кв. и высотой 2,5 м требуемая мощность вентиляции составит

L = (20 х 2,5) х 1 =50 м.куб.

При использовании данных первой таблицы расчет ведется без учета высоты помещения, то есть

L = S х Kp

здесь S — площадь помещения, м.кв.;

Kp — кратность воздухообмена согласно нормам, 1/ч.

Для тех же размеров комнаты (20 м.кв.) необходимый объем воздуха в час

L = 20 х 3 = 60 м.куб.

Данный метод вычислений дает более высокие требования к системе вентиляции, поэтому предпочтительным считается предыдущий вариант вычислений. При указании в таблице объема воздуха на помещение именно эти цифры используют для дальнейшего подбора компонентов вентиляционной системы.

Ценообразование

Компания «ВентСистемс» проводит гибкую ценовую политику, направленную на сохранение минимальной отпускной стоимости продукции для покупателей. Этому способствует несколько факторов. Во-первых, предприятие реализует товары собственного производства – все товары изготавливаются в собственных цехах. Следовательно, отсутствуют какие-либо посредники и дополнительные денежные накрутки.

Во-вторых, все работы ведутся на современном высокопроизводительном оборудовании, которые может выпускать большие объемы в течение сжатого периода. Такие технологии делают производственный процесс быстрым и экономичным, поскольку даже для выполнения самых крупных заказов требуется не так много времени.

Важным фактором для ценообразования являются поставки сырья. Материалом для воздуховодов и фасонных изделий служит качественная листовая сталь. Она закупается и доставляется на завод «ВентСистемс» регулярно и большими объемами от ведущих поставщиков страны. Долгосрочные договоры с изготовителями листовой стали, длительное сотрудничество и оптимальные условия поставок позволяются существенно снизить издержки, что благоприятно отражается на себестоимости продукции.

Руководство компании построило и оптимизировало процесс производства и реализации товаров таким образом, чтобы исключить причины и источники, которые могли бы излишне удорожить продукцию. Все функции и задачи решаются с помощью собственных ресурсов без привлечения дополнительных сторон. Это дает возможность уверенно соблюдать баланс между качеством предлагаемых вентиляционных изделий и их доступной стоимостью.

Исследования показывают, что на рынке много предложений на аналогичную продукцию с ценами существенно выше представленных у нас. Обратная проблема – дешевые воздуховоды заведомо сомнительного качества. Компания «ВентСистемс» далека от обеих крайностей и предлагает надежные товары, отвечающие всем стандартам, по умеренным расценкам.

Расчет вентиляции помещения в зависимости от числа людей

Второй сравнительно простой способ вычисления производительности вентиляционной системы – по числу находящихся в помещении людей. При этом в калькулятор вентиляции достаточно внести число пользователей и указать степень их активности.

Вычисления ведутся по формуле

L = N х Lнорм

Где L — необходимая производительность вентилирующей системы, м3/ч;

N — число людей;

Lнорм — расход воздушной смеси на человека, согласно нормативам (объем).

Приток и отток воздуха. Физическая основа вентиляции

Приточно-вытяжная вентиляционная система являет собой многофункциональный комплекс сверхбыстрой обработки газовоздушной смеси. Хоть это и система принудительной транспортировки газа, но в её основе лежат вполне объяснимые физические процессы.

Для создания эффекта от естественной конвекции воздушных потоков, источники тепла размещают максимально низко, а приточные элементы в потолке или под ним

Само слово «вентиляция» тесно связано с понятием конвекции. Она является одним из ключевых элементов при перемещении воздушных масс. Конвекция — явление циркуляции тепловой энергией между холодными и теплыми потоками газа. Существует естественная и принудительная конвекция.

Немного школьной физики для понимания сути происходящего. Температура в комнате определяется температурой воздуха. Переносчиками тепловой энергии являются молекулы. Воздух — многомолекулярная газовая смесь, которая состоит из азота (78%), кислорода (21%) и остальных примесей (1%). Находясь в замкнутом пространстве (помещении), имеем неоднородность температуры относительно высоты. Это связано с неоднородность концентрации молекул.

p=nkT, nверх*Tверх=nниз*Tниз, nверх/nниз=Tниз/Tверх

Чем ниже температура, тем больше концентрация молекул, а значит и больше общая масса газа. Поэтому говорят, что тёплый воздух «легче», а холодный — «тяжелее».

Правильная вентиляция в совокупности с эффектом конвекции способны поддерживать в помещении установленный температурный режим и влажность в периоды автоматического отключения основного обогрева ( )

В связи с вышеизложенным становится ясно почему подача (приток) воздуха обычно оборудуется снизу помещения, а отвод (вытяжка) — сверху. Это есть аксиома! Которую требуется учитывать во время проектирования системы вентиляции.

Естественная тяга – объем и скорость воздушного потока

Разница температур между наружным и внутренним воздухом создает «естественную тягу», заставляющую воздух проходить через здание.

Направление воздушного потока зависит от температуры наружного и внутреннего воздуха. Если температура внутреннего воздуха выше температуры наружного воздуха, плотность внутреннего воздуха меньше плотности наружного воздуха, и внутренний воздух будет течь вверх и выходить из верхних частей здания. Более холодный наружный воздух будет поступать в нижние части здания.

Если температура наружного воздуха выше, чем температура воздуха в помещении, то внутренний воздух более плотный, чем наружный, и воздух стекает внутрь здания. Более теплый наружный воздух поступает в верхние части здания.

Натуральная черновика.0022                                        (1)

where

dh _mmh3O = head in millimeter water column (mm H ₂ O)

ρ _o = density outside air (kg/m ³ )

ρ _R = плотность внутри воздуха (кг/м ³ )

ρ _H3O 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002 9002

9002

. ³ )

H = высота между выходом и входом воздуха (M)

• Статическое давление и головка давления в жидкостях

Натуральное давление

Уравнение (1) . Единицы давления SI:

DP = G ( ρ _O — ρ _R ) H (1B)

Где

D

.0094 P = давление (PA, N/M ² )

G = ускорение гравитации — 9,81 (м/с ² )

Плотность и температура

с плотностью воздуха

193 1,293.1110

с плотностью воздуха 93 1,293.1393.293.111110

с плотностью воздуха 93 1,293.1393.1393.11110

с плотностью воздуха /M ³ при ^{0 O C — Плотность воздуха при любой температуре может быть выражена как}

ρ

=

ρ

= (1,292 . 3 ) (273 K) / (273 K + T) (2)

или

ρ = 353 / (273 + T) (2b)

9002 , где 22929 292929292922222222222292222292229222922222929292229292222h2 2929292929292292292929292929292929222929292929292929н.

ρ = плотность воздуха (кг/м ³ )

T = Фактическая температура ( ^O C)

Уравнение (1) . заменив плотности уравнением (2) .

Калькулятор давления естественной тяги

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета давления естественной тяги, создаваемого разницей температур внутри и снаружи.

наружная температура ( ^o C)

внутренняя температура ( ^o C)

высота (м)

6

Крупная и незначительная потеря системы

Сила естественной тяги уравновешивается большими и малыми потерями в каналах, входных и выходных отверстиях. Основная и незначительная потеря в системе может быть выражена как

DP = λ (L / D _H ) ( ρ _R V ² /2) + σ 2 2222 2 2 + σмобиля 2222 /2) 16 + тного 2222 /2) +

2 2 /2) _r V 2 /2) _{. 1/2 ρ R V ² (3)}

, где

DP = Потеря давления (PA, N /M ² , LB _{F ​​} /FT ² )

λ 2 9003 = DARCOISBAIT 9..ACH3 = DARCOISBAIT 9002 = DARCOISBIT λ = DARCOISFIT = DARCOISBIT. l = length of duct or pipe (m, ft)

d _h = hydraulic diameter (m, ft)

Σ  ξ  = minor коэффициент потерь (суммированный)

Воздушный поток и скорость воздуха

Уравнения (1) и (3) можно комбинировать для выражения скорости воздуха в воздуховоде _o — ρ _r ) h ) / (   λ  l ρ _r / d _h  + Σ ξ   ρ _r ) ] ^1/2                                            (4)

Уравнение (4) также может быть модифицировано для экспрессии объема потока воздуха через проток

Q = π D _H ² /4 [2 G ( ρ ² /4 [2 g ( ρ _{1 /4 [2 g ( ρ ^{/4 [2 g ( ρ} /4 o — ρ r ) h ) / (}   λ  l ρ _r / d _h  + Σ ξ   ρ _r )] ^{1/2                                      (5)}

где

q = объем воздуха (м ³ /с)

Калькулятор расхода и скорости воздуха с естественной тягой воздуховод, как на рисунке выше.

Используемый коэффициент трения составляет 0,019 , что подходит для воздуховодов из обычной оцинкованной стали.

наружная температура ( ^o C)

внутренняя температура ( ^O C)

Высота (M)

Гидравлический диаметр протока (M)

Длина протока (M)

σ ξ 22993 9003 9002 σ ξ 922 2

.

Пример — Естественная тяга

Рассчитайте воздушный поток, вызванный естественной тягой в обычном двухэтажном семейном доме. Высота столба горячего воздуха от первого этажа до выходного воздуховода над крышей составляет примерно 9 м.0016 8 м . Наружная температура составляет -10 ^o C , а внутренняя температура составляет 20 ^o C .

Воздуховод диаметром 0,2 м идет от 1-го этажа к выходу над крышей. Длина воздуховода 3,5 м . Утечками воздуха через здание пренебрегают. Младшие коэффициенты суммируются до 1.

Плотность наружного воздуха можно рассчитать как

ρ _o  = (1.293 kg/m ³ ) (273 K) / ((273 K) + (-10 ^o C))

    = 1.342 kg/m ³

Плотность внутреннего воздуха можно рассчитать как

ρ _r  = (1,293 кг/м ³ ) ( 273 К) / ((273 К) + (20 1 ) 1 )

    = 1,205 кг/м ³

Скорость в воздуховоде можно рассчитать как

v = [(2 (9,81 м/с ² ) ((1,342 кг/м ³ ) — (1,205 кг/м ³ )) (8 м)) / ( 0,019 (3,5 млн.) (1,205 кг/м ³ )/(0,2 м) + 1 (1,205 кг/м ³ ) )] ^{51515151515151515151515151515151515151515151519 2 3 ) 2 )] 51515151515151929292 )}

    = 3,7 м/с

Поток воздуха можно рассчитать как

q = (3,7 м/с) 3,14 (0,2 м)0051 2 / 4

    = 0,12 м ³ /с

Примечание!

, что эти уравнения можно использовать для сухого воздуха, а не для расчетов массового расхода и потерь энергии, когда влажность воздуха может иметь большое влияние.

Таблица естественной тяги – СИ и британские единицы

• Таблица естественной тяги – британские и метрические единицы (pdf)

Использование эффекта Вентури для естественной вентиляции в зданиях | Блог системного анализа

Ключевые выводы

• Эффект Вентури объясняет увеличение или уменьшение скорости потока в зависимости от перепада давления и изменения поперечного сечения проходного сечения.

• Используя эффект Вентури, явление потока в системе здания можно регулировать для создания естественной вентиляции.

• Во многих конструкциях используются трубки Вентури, которые оптимизируют перепады давления внутри и снаружи зданий, чтобы усилить вентиляцию и обеспечить температурный комфорт для жильцов.

Естественная вентиляция, также известная как пассивная вентиляция, представляет собой эффективный способ создания потока воздуха между внутренним и наружным пространством систем здания без использования механического оборудования.

Физика этого механизма — принудительный поток воздуха через узкий проход, которого можно добиться, создав перепад давления — явление также объясняется эффектом Вентури.

Эффект Вентури объясняет разницу давлений вокруг здания или внутри и снаружи конструкции и вызванный этим естественный поток. Этот механизм можно использовать между конструкциями для создания естественной вентиляции при проектировании зданий и пешеходных дорожек. Это важное соображение в современном структурном проектировании для обеспечения комфортных условий в помещении с низким энергопотреблением. Влияние эффекта Вентури на естественную вентиляцию можно детально проанализировать с помощью CFD на этапе структурного проектирования проектов.

Эффект Вентури

Эффект Вентури просто объясняет движение жидкости по узкому пути.

В трубопроводном потоке, изображенном на схеме выше, объемный расход поддерживается через вход и выход. Чтобы приспособиться к этому потоку, скорость жидкости должна увеличиваться при сужении.

Однако при увеличении скорости статическое давление уменьшается в соответствии с принципом Бернулли. Математически этот принцип можно представить в виде:

Если применить это утверждение к зданиям и сооружениям, то в качестве сужения выступает узкий воздушный проход или проем с меньшим сечением. Давление ветра создает вокруг здания зоны высокого и низкого давления; зона низкого давления втягивает ветер из зоны высокого давления, где ветер с высокой скоростью создает естественный поток. Такое поведение ветра можно использовать как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях здания. Один из идеальных способов сделать это — использовать трубку Вентури.

Трубки Вентури

Многие здания по всему миру используют конструкции труб Вентури для обеспечения естественной вентиляции. Эти трубы или вентиляционные отверстия, установленные вдоль линии крыши, создают низкое давление в отверстиях, в результате чего наружный воздух всасывается, а воздух из помещения выталкивается наружу. Уменьшенное поперечное сечение за счет трубы Вентури увеличивает скорость воздушного потока, что помогает управлять постоянным потоком прохладного сквозняка. Этот механизм потока также поддерживается эффектом стека.

Эффект стека

Эффект стека объясняет природу воздушного потока в результате теплопередачи. Когда воздух внутри помещения становится теплее, его плотность уменьшается, и он поднимается к крыше. Затем разрыв сменяется порывом холодного воздуха с более высокой плотностью. Наличие трубы Вентури обеспечивает постоянную циркуляцию внутри и снаружи конструкции, обеспечивая тепловой комфорт жильцам.

Конструкция здания и крыши, размещение трубки Вентури, перепад давления и расчеты скорости потока являются важными анализами при изучении эффекта Вентури для естественной вентиляции. Взаимосвязь между этими факторами можно детально понять с помощью CFD.

Моделирование эффекта Вентури для естественной вентиляции

Оптимизация эффекта Вентури для естественной вентиляции требует более глубокого анализа и понимания принципов движения жидкости, поведения потока и граничных условий, а также конфигураций зданий и каналов. Различные условия потока для различных структурных конструкций могут быть численно исследованы в нескольких итерациях с помощью моделирования CFD. Используя моделирование RANS или LES, можно проанализировать точные данные о воздушном потоке, особенно вблизи твердых границ, для определения установившегося и неустановившегося потока.

Кроме того, анализ CFD можно использовать для оценки идеальной геометрии, расположения и расстояния между трубками Вентури и установления их взаимосвязи со скоростью потока и перепадами давления. Благодаря высокоточному моделированию можно спроектировать идеальный проход для естественной вентиляции, что упрощает проектирование и обеспечивает тепловой комфорт.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать последние обновления CFD, или просмотрите пакет программного обеспечения Cadence для CFD, включая Fidelity и Fidelity Pointwise, чтобы узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас.

Программное обеспечение CFD Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Cadence Fidelity предлагает лучший в отрасли подход к построению сетки и множество возможностей решения и постобработки, а также комплексный рабочий процесс вычислительной гидродинамики (CFD) для таких приложений, как двигательная установка, аэродинамика, гидродинамика и горение.