Каким прибором измеряется давление в воздуховодах

Каким прибором измеряется давление в воздуховодах

Приборы для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах)

Измерение скорости движения воздуха

В общем случае для измерения скорости движения воздуха используют следующие приборы: анемометры (крыльчатые и чашечные, механические и электронные), кататермометры, термоанемометры (описание принципа работы приборов см. лабораторную работу №1) и метеометры.

Для определения скорости движения воздуха в расчетных сечениях вытяжного шкафа в работе используется метеометр МЭС-2, который предназначен для измерения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, температуры воздуха и скорости воздушного потока внутри помещений или в вентиляционных воздуховодах.

Диапазоны измеряемых величин прибором МЭС-2 соответствуют следующим значениям:

давление — от 80 до 110 кПа;

относительная влажность — от 30 до 98 %;

температура — от минус 10 до 50 °С;

скорость воздушного потока — от 0,1 до 20 м/с.

Внешний вид МЭС-2 приведен на рисунке 3.2.

МЭС-2 состоит из блока электроники и измерительного щупа с датчиками скорости воздушного потока, температуры и влажности. Датчик управления установлен непосредственно на корпусе блока электроники.

В качестве датчика скорости используется дифференциальная термопара, на один из спаев которого намотан подогреваемый термистор. Датчиком температуры служит термистор, датчиком влажности является конденсатор, емкость которого пропорциональна измеряемой влажности, а датчик давления выполнен на основе тензомоста сопротивления.

Результаты измерений выводятся на индикатор.

На лицевой панели МЭС-2 расположены:

кнопка «ВКЛ-ВЫКЛ» для включения и выключения прибора;

кнопка «ВЫБОР» для выбора измеряемого параметра;

кнопка «ВВОД» для записи результатов измерения в память МЭС-2;

светодиоды сигнализирующие о конкретных измеряемых параметрах.

Рисунок 3.2 — Внешний вид МЭС-2.

МЭС-2 работает в следующих режимах: тестирование, измерение, чтение и управление от компьютера.

В режиме «тестирование» при нажатии кнопки «ВКЛ-ВЫКЛ» на индикаторе высвечивается напряжение питания, а затем последовательно все возможные символы, после чего последовательно высвечиваются светодиоды параметров.

После окончания тестирования начинает мигать светодиод «Т °С», а на индикаторе устанавливается текущий номер записи ООХХ в память МЭС-2. При этом МЭС-2 переходит в режим ожидания — готов перейти в режим «Измерение» нажатием кнопки «ВЫБОР» или в режим «Чтение» нажатием кнопки «ВВОД».

В режиме «Измерение» происходит измерение выбранного параметра. Вход в режим «Измерение» осуществляется нажатием кнопки «ВЫБОР» — при нажатой кнопке последовательно загораются светодиоды параметров. При отпускании кнопки «ВЫБОР» в момент загорания светодиода необходимого параметра происходит выбор параметра и на индикаторе устанавливается измеренное значение выбранного параметра через интервал времени 10 — 15 с. Данный результат измерения может быть записан в память МЭС-2 по текущему номеру записи.

В режим ожидания МЭС-2 можно вывести нажатием кнопки «ВЫБОР» и отпусканием ее в момент погасания светодиода измеряемого параметра. При этом начинает мигать светодиод «Т °С».

В режиме «Чтение» осуществляется вывод результатов измерения из памяти на индикатор.

Режим «Управление от компьютера» предусматривает работу МЭС-2 с ПК, совместимым с IBM PC.

Выключение МЭС-2 осуществляется нажатием кнопки «ВКЛ-ВЫКЛ». При этом информация в памяти МЭС-2 сохраняется независимо от смены аккумуляторного блока.

Измерение давления в воздуховоде

Полное, статическое и динамическое давление газового потока (рисунок 3.3) в воздуховоде вытяжного зонта определяют с помощью пневмометрических трубок, подсоединенных к многодиапазонному микроманометру с наклонной трубкой ММН-2400 (5)-1,0.

Рисунок 3.3 — Пневмометрические трубки: 1 — трубка полного давления; 2 — трубка статического давления.

Отверстие трубки 1, направленное навстречу потоку, измеряет полное давление; отверстие трубки 2, направленное перпендикулярно потоку — только статическое давление. Присоединив концы трубок резиновым шлангом к противоположным концам микроманометра, измеряют разность между полным и статическим давлением, т.е. динамическое давление.

Скорость движения воздуха в воздуховоде по измерениям динамического давления Рдин определяют согласно ГОСТ 12.3.018-79 2001 ССБТ «Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний» [3] формуле:

, (3.4)

где v2 — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

ρв — плотность воздуха, кг/м 3 (принимается равной 1,127 кг/м 3 );

Рдин — динамическое давление в воздуховоде, (кгс/м 2 ) Па.

Микроманометр многодиапазонный с наклонной трубкой ММН-2400 (5)-1,0 (см. рисунок 3.4) предназначен для измерения избыточного, вакуумметрического давления и разности давлений неагрессивных к стали, латуни, олову и полиэтилену газов в пределах до 2400 Па (240 кгс/м 2 ) при статическом давлении не более 10 000 Па (1000 кгс/м 2 ).

Принцип действия прибора основан на том, что измеряемое давление газа (или разность давлений) уравновешивается давлением столба рабочей жидкости, который образуется в наклонной трубке (к трубке подводится меньшее давление). При этом условии уровень спирта в измерительной трубке будет повышаться, а в резервуаре — понижаться.

Рисунок 3.4 — Микроманометр ММН-2400 (5)-1,0.

Порядок работы с ММН-2400:

Установить прибор на устойчивом столе;

Отрегулировать регулировочными ножками положение прибора так, чтобы в каждом уровне пузырек стоял в центре (в таком положении прибор должен оставаться до конца измерений);

Поставить кронштейн с измерительной трубкой на необходимый наклон и регулятором уровня отрегулировать «нуль»;

Проверить соединение прибора с объектом измерения и проверить положение микроманометра по уровням;

Проверить положение трехходового крана. Кран должен находиться в крайнем правом положении, соответствующем рабочему режиму. Отсчет должен производиться с точностью до ¼ деления шкалы.

Величина динамического давления определяется по формуле:

, (3.5)

где Рдин — динамическое давление воздуха в воздуховоде, Па;

Рприб — показания прибора, зафиксированные по нижней части мениска в наклонной трубке;

N — цена наименьшего деления, определяемая по таблице 3.2 в зависимости от значения косинуса угла наклона трубки К (значение косинуса угла указывается на соответствующих делениях сектора манометра), Па.

Таблица 3.2 — Значения косинуса угла наклона трубки, верхний предел измерения и цена наименьшего деления шкалы микроманометра

Источник

Как определить давление вентилятора: способы измерить и рассчитать давление в вентиляционной системе

Если комфорту в доме вы уделяете достаточно внимания, то наверное, согласитесь, что качество воздуха должно стоять на одном из первых мест. Свежий воздух полезен для здоровья и мышления. В хорошо пахнущую комнату не стыдно пригласить гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — нелегкое занятие, неправда ли?

Многое зависит от выбора вентилятора и в первую очередь его давления. Но до того как определить давление вентилятора, нужно ознакомиться с некоторыми физическими параметрами. Прочитайте о них в нашей статье.

Благодаря нашему материалу вы изучите формулы, узнаете виды давления в вентиляционной системе. Мы привели для вас сведения о полном напоре вентилятора и двух способах, по которым его можно измерить. В итоге вы сможете самостоятельно измерить все параметры.

Давление в вентиляционной системе

Чтобы вентиляция была эффективной, нужно правильно подобрать давление вентилятора. Есть два варианта для самостоятельного измерения напора. Первый способ — прямой, при котором замеряют давление в разных местах. Второй вариант — рассчитать 2 вида давления из 3 и получить по ним неизвестную величину.

Давление (также — напор) бывает статическим, динамическим (скоростным) и полным. По последнему показателю выделяют три категории вентиляторов.

К первой относят приборы с напором Формулы для расчета напора вентилятора

Напор представляет собой соотношение воздействующих сил и площади, на которую они направлены. В случае с вентканалом речь идет о воздухе и сечении.

Поток в канале распределяется неравномерно и не проходит под прямым углом к поперечному разрезу. Узнать точный напор по одному замеру не удастся, придется искать среднее значение по нескольким точкам. Сделать это нужно и для входа, и для выхода из вентилирующего прибора.

Полное давление вентилятора определяют по формуле Pп = Pп (вых.) — Pп (вх.), где:

• Pп (вых.) — полное давление на выходе из устройства;
• Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Для статического давления вентилятора формула отличается незначительно.

Ее записывают как Рст = Рст (вых.) — Pп (вх.), где:

• Рст (вых.) — статическое давление на выходе из устройства;
• Pп (вх.) — полное давление на входе в устройство.

Статический напор не отображает нужное количество энергии для ее передачи системе, а служит дополнительным параметром, по которому можно узнать полное давление. Последний показатель — основной критерий при выборе вентилятора: как домашнего, так и промышленного. Снижение полного напора отображает потерю энергии в системе.

Статическое давление в самом вентиляционном канале получают из разницы статического давления на входе и выходе из вентиляции: Рст = Pст 0 — Рст 1. Это второстепенный параметр.

Правильный выбор вентилирующего устройства включает такие нюансы:

• подсчет расхода воздуха в системе (м³/с);
• подбор устройства на основе такого расчета;
• определение скорости на выходе по выбранному вентилятору (м/с);
• расчет Pп устройства;
• измерение статического и динамического напора для сравнения с полным.

Для расчета места для замера напора ориентируются на гидравлический диаметр воздуховода. Его определяют формулой: D = 4F / П. F — это площадь сечения трубы, а П — ее периметр. Расстояние для определения места замера на входе и выходе измеряют количеством D.

Как вычислить давление в вентиляции?

Полный напор на входе измеряют в поперечном сечении вентиляционного канала, находящемся на расстоянии двух гидравлических диаметров воздуховода (2D). Перед местом измерения в идеале должен быть прямой фрагмент воздуховода с длиной от 4D и невозмущенным течением.

На практике вышеописанные условия встречаются редко, и тогда перед нужным местом устанавливают хонейкомб, который выпрямляет поток воздуха.

Потом в систему вентиляции вводят приемник полного давления: в несколько точек в сечении по очереди — минимум в 3. По полученным значениям высчитывают средний результат. У вентиляторов со свободным входом Pп входное соответствует давлению окружающей среды, а избыточный напор в таком случае равняется нулю.

Если измерять сильный поток воздуха, то по давлению следует определить скорость, а потом — сопоставить ее с размером сечения. Чем выше скорость на единицу площади и чем больше при этом сама площадь, тем производительнее вентилятор.

Полный напор на выходе — понятие сложное. Выходящий поток имеет неоднородную структуру, которая также зависит от режима работы и типа прибора. Воздух на выходе имеет зоны возвратного движения, что усложняет расчет напора и скорости.

Закономерность для времени появления такого движения установить не удастся. Неоднородность течения достигает 7-10 D, но показатель можно снизить выпрямляющими решетками.

Иногда на выходе из вентилирующего устройства стоит поворотное колено или отрывной диффузор. В таком случае течение будет еще более неоднородным.

Напор тогда измеряют по следующему методу:

1. За вентилятором выбирают первое сечение и сканируют его зондом. По нескольким точкам измеряют средний полный напор и производительность. Последнюю потом сравнивают с производительностью на входе.
2. Дальше выбирают дополнительное сечение — на ближайшем прямом участке после выхода из вентилирующего прибора. От начала такого фрагмента отмеряют 4-6 D, а если длина участка меньше, то выбирают сечение в самой отдаленной точке. Затем берут зонд и определяют производительность и средний полный напор.

От среднего полного давления на дополнительном сечении отнимают расчетные потери на отрезке после вентилятора. Получают полное давление на выходе.

Потом сравнивают производительность на входе, а также на первом и дополнительном сечениях на выходе. Правильными следует считать входной показатель и один из выходных — более близкий по значению.

Прямолинейного отрезка нужной длины может и не быть. Тогда выбирают сечение, которое разделяет участок для замера на части с соотношением 3 к 1. Ближе к вентилятору должна быть большая из этих частей. Замеры нельзя производить в диафрагмах, шиберах, отводах и других соединениях с возмущением воздуха.

В случае с крышными вентиляторами Pп измеряют только на входе, а на выходе определяют статическое. Скоростной поток после вентилирующего устройства теряется почти полностью.

Также рекомендуем прочесть наш материал о выборе труб для вентиляции.

Особенности расчета напора

Измерение давления в воздушной среде усложняется из-за ее быстро меняющихся параметров. Манометры следует покупать электронные с функцией усреднения результатов, получаемых за единицу времени. Если напор резко скачет (пульсирует), пригодятся демпферы, которые сглаживают перепады.

Следует помнить такие закономерности:

• полное давление — это сумма статического и динамического;
• полный напор вентилятора должен равняться потерям давления в вентиляционной сети.

Измерить статическое давление на выходе не составит труда. Для этого используют трубку для статического напора: один конец вставляют в дифманометр, а другой направляют в сечение на выходе из вентилятора. По статическому напору вычисляют скорость потока на выходе из вентилирующего прибора.

Динамический напор тоже измеряют дифманометром. К его соединениям подключают трубки Пито — Прандтля. К одному контакту — трубку для полного напора, а к другому — для статического. Полученный результат будет равняться динамическому давлению.

Чтобы узнать потери давления в воздуховоде, можно проконтролировать динамику потока: как только вырастает скорость движения воздуха, повышается сопротивление вентиляционной сети. Напор теряется из-за этого сопротивления.

При росте скорости вентилятора статический напор падает, а динамический растет пропорционально квадрату увеличения расхода воздуха. Полное давление не изменится.

С правильно подобранным устройством динамический напор изменяется прямо пропорционально квадрату расхода, а статический — обратно пропорционально. В таком случае количество используемого воздуха и нагрузка электродвигателя если и будут расти, то несущественно.

Некоторые требования к электродвижку:

• малый пусковой момент — по причине того, что расход мощности меняется в соответствии с изменением количества оборотов, подведенного к кубу;
• большой запас;
• работа на максимальной мощности для большей экономии.

Мощность вентилятора зависит от полного напора, а также от КПД и расхода воздуха. Последние два показателя коррелируют с пропускной способностью вентсистемы.

На стадии ее проектирования придется расставить приоритеты. Учесть затраты, потери полезного объема помещений, уровень шума.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор физических показателей, которые нужны для измерений:

Роль давления в вентиляционной сети:

Вентилятор — простая конструкция в виде колеса с лопастями. Одновременно это главная часть вентиляционной системы. Механический прибор влияет на напор в воздуховоде и определяет эффективность вентиляции.

Если хотите рассчитать давление вентилятора, разберитесь с такими величинами, как скорость, расход воздуха, мощность. Вы будете лучше понимать суть измерений. Главный показатель, полный напор измеряйте по описанных нами схемах.

Если у вас есть вопросы — задавайте их в форме под статьей. Пишите комментарии и обменивайтесь ценными знаниями с другими читателями. Возможно, у вас есть опыт в проектировании систем вентилирования — он будет полезен в чьей-то конкретной ситуации.

Источник

Источник