Determinação do fluxo de ar que passa pela válvula pneumática em certos valores das pressões de entrada e saída e sua razão

Taxas recomendadas de taxa de câmbio do ar

Durante o projeto do edifício, é realizado o cálculo de cada seção individual. Na produção, são oficinas, em edifícios residenciais - apartamentos, em uma casa particular - blocos de chão ou quartos separados.
Antes de instalar o sistema de ventilação, sabe-se quais são as rotas e dimensões das principais rodovias, qual a geometria dos dutos de ventilação necessários, qual o tamanho ideal do tubo.

Não se surpreenda com as dimensões gerais dos dutos de ar em estabelecimentos de alimentação ou outras instituições - eles são projetados para remover uma grande quantidade de ar usado

Os cálculos associados ao movimento dos fluxos de ar dentro de edifícios residenciais e industriais são classificados como os mais difíceis, portanto, são necessários especialistas qualificados experientes para lidar com eles.

A velocidade de ar recomendada nos dutos é indicada no SNiP - documentação do estado regulatório, e ao projetar ou comissionar objetos, eles são guiados por ele.

A tabela mostra os parâmetros que devem ser observados ao instalar um sistema de ventilação. Os números indicam a velocidade de movimento das massas de ar nos locais de instalação de canais e grades em unidades geralmente aceitas - m / s

Acredita-se que a velocidade do ar interno não deve exceder 0,3 m / s.

As exceções são circunstâncias técnicas temporárias (por exemplo, trabalhos de reparo, instalação de equipamento de construção, etc.), durante as quais os parâmetros podem exceder os padrões em um máximo de 30%.

Em grandes salas (garagens, salas de produção, armazéns, hangares), em vez de um sistema de ventilação, geralmente funcionam dois.

A carga é dividida pela metade, portanto, a velocidade do ar é selecionada de forma que forneça 50% do volume total estimado de movimentação de ar (retirada de contaminado ou fornecimento de ar limpo).

Em caso de força maior, torna-se necessário alterar bruscamente a velocidade do ar ou interromper completamente o funcionamento do sistema de ventilação.

Por exemplo, de acordo com os requisitos de segurança contra incêndio, a velocidade do movimento do ar é reduzida ao mínimo para evitar a propagação de fogo e fumaça em salas adjacentes durante um incêndio.

Para isso, dispositivos de corte e válvulas são montados nos dutos de ar e nas seções de transição.

Características do movimento dos gases

Conforme mencionado acima, três parâmetros estão envolvidos nos cálculos realizados na construção da ventilação: a vazão e a velocidade das massas de ar, bem como a área da seção transversal dos dutos de ar. Destes parâmetros, apenas um é normalizado - esta é a área da seção transversal. Além de instalações residenciais e creches, o SNiP não regula a velocidade do ar permitida no duto de ar.

Na literatura de referência, existem recomendações para a movimentação de gases que fluem por redes de ventilação. Os valores são recomendados com base na aplicação, condições específicas, possíveis perdas de pressão e desempenho de ruído. A tabela reflete os dados recomendados para sistemas de ventilação forçada.

Para ventilação natural, o movimento dos gases é medido com valores de 0,2 - 1 m / s.

As sutilezas de escolher um duto de ar

Conhecendo os resultados dos cálculos aerodinâmicos, é possível selecionar corretamente os parâmetros dos dutos de ar, ou seja, o diâmetro do arredondamento e as dimensões das seções retangulares.

Além disso, em paralelo, pode-se selecionar um dispositivo de alimentação de ar forçado (ventilador) e determinar a perda de pressão durante a movimentação do ar pelo canal.

Conhecendo o valor do fluxo de ar e o valor da velocidade de seu movimento, é possível determinar qual seção dos dutos de ar será necessária.

Para isso, é utilizada uma fórmula oposta à fórmula de cálculo do fluxo de ar: S = L / 3600 * V.

Usando o resultado, você pode calcular o diâmetro:

D = 1000 * √ (4 * S / π)

Onde:

• D é o diâmetro da seção do duto;
• S - área da seção transversal dos dutos de ar (dutos de ar), (m2);
• π - número "pi", uma constante matemática igual a 3,14;

O número resultante é comparado com os padrões de fábrica aprovados pela GOST e os produtos com diâmetro mais próximo são selecionados.

Se for necessário escolher dutos de ar retangulares em vez de redondos, em vez do diâmetro, determine o comprimento / largura dos produtos.

Na escolha, eles são guiados por uma seção transversal aproximada, usando o princípio a * b ≈ S e tabelas de tamanhos fornecidas pelos fabricantes. Lembramos que de acordo com as normas, a relação entre largura (b) e comprimento (a) não deve ser superior a 1 para 3.

Os dutos de ar com seções transversais retangulares ou quadradas têm formato ergonômico, o que permite sua instalação junto às paredes. Isso é usado ao equipar exaustores domésticos e tubos de mascaramento sobre dobradiças de teto ou sobre armários de cozinha (mezaninos)

Padrões geralmente aceitos para dutos retangulares: dimensões mínimas - 100 mm x 150 mm, máximo - 2.000 mm x 2.000 mm. Os dutos de ar redondos são bons porque têm menos resistência, respectivamente, têm níveis mínimos de ruído.

Recentemente, caixas de plástico convenientes, seguras e leves foram produzidas especificamente para uso dentro de apartamentos.

Cálculo do fluxo de ar

É importante calcular corretamente a área das seções de qualquer forma, tanto redondas quanto retangulares. Se o tamanho não for adequado, será impossível garantir o equilíbrio de ar correto. Uma linha de ar muito grande ocupará muito espaço. Isso reduzirá a área da sala e causará desconforto aos residentes. Com o cálculo incorreto e a seleção de um canal de tamanho muito pequeno, fortes correntes de ar serão observadas. Isso se deve ao forte aumento da pressão do fluxo de ar.

Projeto de seção transversal

Quando um duto redondo se transforma em um quadrado, a velocidade mudará

Para calcular a velocidade na qual o ar passará pelo tubo, você precisa determinar a área da seção transversal. Para o cálculo, a seguinte fórmula é usada S = L / 3600 * V, onde:

• S é a área da seção transversal;
• L é o consumo de ar em metros cúbicos por hora;
• V é a velocidade em metros por segundo.

Para dutos redondos, é necessário determinar o diâmetro usando a fórmula: D = 1000 * √ (4 * S / π).

Se o duto for retangular e não redondo, em vez do diâmetro, você precisa determinar seu comprimento e largura. Ao instalar tal duto, uma seção transversal aproximada é levada em consideração. É calculado pela fórmula: a * b = S, (a - comprimento, b - largura).

Existem padrões aprovados segundo os quais a proporção de largura e comprimento não deve exceder 1: 3. Recomenda-se também o uso nas mesas de trabalho com dimensões típicas que são oferecidas pelos fabricantes de dutos de ar.

Os dutos redondos têm uma vantagem. São caracterizados por um menor nível de resistência, portanto, durante o funcionamento do sistema de ventilação, o nível de ruído e vibração será minimizado ao máximo.

Qual dispositivo mede a velocidade do movimento do ar

Todos os dispositivos deste tipo são compactos e fáceis de usar, embora haja algumas sutilezas aqui.

Instrumentos de medição da velocidade do ar:

• Anemômetros de palheta
• Anemômetros de temperatura
• Anemômetros ultrassônicos
• Anemômetros de tubo de Pitot
• Medidores de pressão diferencial
• Balômetros

Os anemômetros de palheta são um dos dispositivos mais simples em termos de design. A vazão é determinada pela velocidade de rotação do impulsor do dispositivo.

Os anemômetros de temperatura possuem um sensor de temperatura. Em estado aquecido, ele é colocado no duto de ar e, à medida que esfria, a vazão de ar é determinada.

Os anemômetros ultrassônicos medem principalmente a velocidade do vento. Eles trabalham com o princípio de detectar a diferença na frequência do som em pontos de teste selecionados do fluxo de ar.

Os anemômetros de tubo de Pitot são equipados com um tubo especial de pequeno diâmetro. Ele é colocado no meio do duto, medindo assim a diferença na pressão total e estática. Esses são alguns dos dispositivos mais populares para medir o ar no duto, mas ao mesmo tempo têm uma desvantagem - não podem ser usados ​​com uma alta concentração de poeira.

Os medidores de pressão diferencial podem medir não apenas a velocidade, mas também o fluxo de ar. Completo com um tubo pitot, este dispositivo pode medir fluxos de ar de até 100 m / s.

Os balômetros são mais eficazes para medir a velocidade do ar na saída de grades de ventilação e difusores. Eles têm um funil que captura todo o ar que sai da grade de ventilação, minimizando o erro de medição.

Formas seccionais

De acordo com o formato da seção transversal, os tubos para este sistema são divididos em redondos e retangulares. Rodada é usada principalmente em grandes plantas industriais. Uma vez que requerem uma grande área da sala. As seções retangulares são adequadas para edifícios residenciais, jardins de infância, escolas e clínicas. Em termos de nível de ruído, os tubos com seção transversal circular estão em primeiro lugar, pois emitem um mínimo de vibrações sonoras. Há um pouco mais de vibrações sonoras de tubos com seção transversal retangular.

Os tubos de ambas as seções são feitos na maioria das vezes de aço. Para tubos com seção transversal circular, o aço é usado menos duro e elástico, para tubos com seção transversal retangular - pelo contrário, quanto mais duro o aço, mais resistente é o tubo.

Para terminar, gostaria de falar mais uma vez sobre a atenção à instalação das condutas de ar, aos cálculos efectuados. Lembre-se, como você faz tudo corretamente, o funcionamento do sistema como um todo será muito desejável. E, claro, não devemos esquecer a segurança. As partes do sistema devem ser escolhidas com cuidado. A regra principal deve ser lembrada: barato não significa alta qualidade.

Forma do material e da seção transversal dos dutos de ar

Os dutos de ar redondos são usados ​​com mais frequência em grandes fábricas. Isso se deve ao fato de que sua instalação requer muitos metros quadrados de área útil. Para edifícios residenciais, seções retangulares são mais adequadas, mas também são usadas em clínicas, jardins de infância.

O aço é o tubo mais comumente usado para fazer tubos. Para uma seção redonda, deve ser elástica e firme, para seções retangulares, deve ser mais macia. Os tubos podem ser feitos de materiais têxteis e poliméricos.

Regras de cálculo

O ruído e a vibração estão intimamente relacionados à velocidade das massas de ar no duto de ventilação. Afinal, o fluxo que passa pelos tubos é capaz de criar pressão variável que pode ultrapassar os parâmetros normais se o número de voltas e curvas for maior que os valores ideais. Quando a resistência nos dutos é alta, a velocidade do ar é significativamente menor e a eficiência dos ventiladores é maior.

Muitos fatores afetam o limite de vibração, por exemplo - material do tubo

Padrões de emissão de ruído padrão

No SNiP, são indicados determinados padrões que afetam as instalações de tipo residencial, público ou industrial. Todos os padrões são indicados em tabelas. Se os padrões aceitos forem aumentados, significa que o sistema de ventilação não foi projetado de maneira adequada. Além disso, exceder o padrão de pressão sonora é permitido, mas apenas por um curto período de tempo.

Se os valores máximos permitidos forem excedidos, o sistema de canais foi criado com quaisquer deficiências, que devem ser corrigidas em um futuro próximo.A potência do ventilador também pode influenciar o nível de vibração excedente. A velocidade máxima do ar no duto não deve contribuir para o aumento do ruído.

Princípios de avaliação

Vários materiais são usados ​​para a fabricação de tubos de ventilação, os mais comuns dos quais são tubos de plástico e metal. As formas dos dutos de ar têm seções diferentes, que variam de redondo e retangular a elipsoidal. O SNiP pode apenas indicar as dimensões das chaminés, mas não padroniza de forma alguma o volume das massas de ar, uma vez que o tipo e a finalidade das instalações podem diferir significativamente. As normas prescritas destinam-se a instalações sociais - escolas, instituições pré-escolares, hospitais, etc.

Todas as dimensões são calculadas usando certas fórmulas. Não existem regras específicas para o cálculo da velocidade do ar em dutos, mas existem padrões recomendados para o cálculo exigido, que podem ser consultados nos SNiPs. Todos os dados são usados ​​na forma de tabelas.

É possível complementar os dados fornecidos da seguinte forma: se o exaustor for natural, a velocidade do ar não deve ultrapassar 2 m / se ser inferior a 0,2 m / s, caso contrário, os fluxos de ar na divisão serão mal actualizados. Se a ventilação for forçada, o valor máximo permitido é 8-11 m / s para os dutos de ar principais. Se este padrão for mais alto, a pressão de ventilação será muito alta, resultando em vibrações e ruídos inaceitáveis.

Princípios gerais de cálculo

Os dutos de ar podem ser feitos de diferentes materiais (plástico, metal) e ter diferentes formatos (redondo, retangular). O SNiP regula apenas as dimensões dos exaustores, mas não padroniza a quantidade de ar fornecido, pois seu consumo, dependendo do tipo e finalidade da sala, pode variar muito. Este parâmetro é calculado usando fórmulas especiais que são selecionadas separadamente. As normas são estabelecidas apenas para equipamentos sociais: hospitais, escolas, instituições pré-escolares. Eles são descritos em SNiPs para tais edifícios. Ao mesmo tempo, não existem regras claras para a velocidade do movimento do ar no duto. Existem apenas valores e normas recomendados para ventilação forçada e natural, dependendo do seu tipo e finalidade, eles podem ser visualizados nos SNiPs correspondentes. Isso se reflete na tabela abaixo. A velocidade do ar é medida em m / s.

Velocidades de ar recomendadas

Os dados da tabela podem ser complementados da seguinte forma: com ventilação natural, a velocidade do ar não pode exceder 2 m / s, independentemente da sua finalidade, o mínimo permitido é 0,2 m / s. Caso contrário, a renovação da mistura de gases na sala será insuficiente. Com exaustão forçada, o valor máximo permitido é considerado 8-11 m / s para os dutos de ar principais. Você não deve exceder esses padrões, pois isso criará muita pressão e resistência no sistema.

Fórmulas básicas para cálculo aerodinâmico

O primeiro passo é fazer o cálculo aerodinâmico da linha. Lembre-se de que a seção mais longa e carregada do sistema é considerada o duto principal. Com base nos resultados desses cálculos, o ventilador é selecionado.

Só não se esqueça de ligar o resto das ramificações do sistema

É importante! Se não for possível amarrar os ramos dos dutos de ar dentro de 10%, devem ser usados ​​diafragmas. O coeficiente de resistência do diafragma é calculado usando a fórmula:

Se a discrepância for maior que 10%, quando o duto horizontal entrar no canal vertical do tijolo, diafragmas retangulares devem ser colocados na junção.

A principal tarefa do cálculo é encontrar a perda de pressão. Ao mesmo tempo, escolher o tamanho ideal dos dutos de ar e controlar a velocidade do ar.A perda total de pressão é a soma de dois componentes - a perda de pressão ao longo do comprimento do duto (por fricção) e a perda nas resistências locais. Eles são calculados pelas fórmulas

Essas fórmulas são corretas para dutos de aço, para todos os outros um fator de correção é inserido. É retirado da tabela dependendo da velocidade e rugosidade dos dutos de ar.

Para dutos de ar retangulares, o diâmetro equivalente é considerado o valor calculado.

Consideremos a seqüência de cálculo aerodinâmico de dutos de ar usando o exemplo dos escritórios dado no artigo anterior, usando as fórmulas. E então vamos mostrar como fica no Excel.

Exemplo de cálculo

Pelos cálculos do escritório, a troca de ar é de 800 m3 / hora. A tarefa era projetar dutos de ar em escritórios com até 200 mm de altura. As dimensões das instalações são fornecidas pelo cliente. O ar é fornecido a uma temperatura de 20 ° C, a densidade do ar é de 1,2 kg / m3.

Será mais fácil se os resultados forem inseridos em uma tabela deste tipo

Primeiramente, faremos um cálculo aerodinâmico da linha principal do sistema. Agora está tudo em ordem:

Dividimos a rodovia em seções ao longo das grades de abastecimento. Temos oito grades em nossa sala, cada uma com 100 m3 / hora. Descobriu-se 11 sites. Inserimos o consumo de ar em cada seção da tabela.

• Anotamos o comprimento de cada seção.
• A velocidade máxima recomendada dentro do duto para instalações de escritório é de até 5 m / s. Portanto, selecionamos esse tamanho do duto para que a velocidade aumente à medida que nos aproximamos do equipamento de ventilação e não exceda o máximo. Isso evita ruídos de ventilação. Para a primeira seção, pegamos um duto de ar 150x150, e para os últimos 800x250.
  V1 = L / 3600F = 100 / (3600 * 0,023) = 1,23 m / s.

  V11 = 3400/3600 * 0,2 = 4,72 m / s

  Estamos satisfeitos com o resultado. Determinamos o tamanho dos dutos de ar e a velocidade usando esta fórmula em cada local e inserimos na tabela.

• Começamos a calcular a perda de pressão. Determinamos o diâmetro equivalente para cada seção, por exemplo, o primeiro de = 2 * 150 * 150 / (150 + 150) = 150. Em seguida, preenchemos todos os dados necessários para o cálculo da literatura de referência ou calculamos: Re = 1,23 * 0,150 / (15,11 * 10 ^ -6) = 12210. λ = 0,11 (68/12210 + 0,1 / 0,15) ^ 0,25 = 0,0996 A rugosidade de diferentes materiais é diferente.

• A pressão dinâmica Pd = 1,2 * 1,23 * 1,23 / 2 = 0,9 Pa também é registrada na coluna.
• Na tabela 2.22, determinamos a perda de pressão específica ou calculamos R = Pd * λ / d = 0,9 * 0,0996 / 0,15 = 0,6 Pa / me inserimos em uma coluna. Em seguida, em cada seção, determinamos a perda de pressão devido ao atrito: ΔРtr = R * l * n = 0,6 * 2 * 1 = 1,2 Pa.
• Pegamos os coeficientes de resistências locais da literatura de referência. Na primeira seção, temos uma rede e um aumento no duto na soma de seus CMC é de 1,5.
• Perda de pressão nas resistências locais ΔРm = 1,5 * 0,9 = 1,35 Pa
• Encontramos a soma das perdas de pressão em cada seção = 1,35 + 1,2 = 2,6 Pa. E, como resultado, a perda de pressão em toda a linha = 185,6 Pa. a mesa nessa altura terá a forma

Além disso, os ramos restantes são calculados usando o mesmo método e sua ligação. Mas vamos falar sobre isso separadamente.

Cálculo do sistema de ventilação

Entende-se por ventilação a organização da troca de ar para garantir as condições especificadas, de acordo com os requisitos das normas sanitárias ou tecnológicas de qualquer ambiente em particular.

Existem vários indicadores básicos que determinam a qualidade do ar que nos rodeia. Isto:

• a presença de oxigênio e dióxido de carbono nele,
• a presença de poeira e outras substâncias,
• odor desagradável
• umidade e temperatura do ar.

Somente um sistema de ventilação calculado corretamente pode trazer todos esses indicadores a um estado satisfatório. Além disso, qualquer esquema de ventilação prevê a remoção de resíduos e o fornecimento de ar fresco, garantindo assim a troca de ar no ambiente. Para começar a calcular tal sistema de ventilação, é necessário, em primeiro lugar, determinar:

1.

O volume de ar que deve ser retirado da divisão, orientado pelos dados sobre as taxas de troca de ar das diferentes divisões.

Taxa de troca de ar padronizada.

Conhecendo esses padrões, é fácil calcular a quantidade de ar removida.

L = Vpom × Kr (m3 / h) L - quantidade de ar de exaustão, m3 / h Vpom - volume da sala, m3 Kp - taxa de troca de ar

Sem entrar em detalhes, porque aqui estou falando de ventilação simplificada, que, aliás, nem está disponível em muitos estabelecimentos de renome, direi que além da multiplicidade, também é preciso levar em conta:

• quantas pessoas estão na sala,
• quanta umidade e calor são liberados,
• a quantidade de CO2 emitida de acordo com a concentração permitida.

Mas para calcular um sistema de ventilação simples, basta saber a troca de ar mínima necessária para uma determinada sala.

2.

Determinada a troca de ar necessária, é necessário calcular os dutos de ventilação. Principalmente desabafar. os canais são calculados de acordo com a velocidade permitida de movimento do ar nele:

V = L / 3600 × F V - velocidade do ar, m / s L - consumo de ar, m3 / h F - área seccional dos dutos de ventilação, m2

Qualquer ventilação. os canais são resistentes ao movimento do ar. Quanto maior for a taxa de fluxo de ar, maior será a resistência. Isso, por sua vez, leva a uma perda de pressão, que é gerada pelo ventilador. Desse modo, diminuindo seu desempenho. Portanto, há uma velocidade admissível de movimentação do ar no duto de ventilação, que leva em consideração a viabilidade econômica ou a chamada. um equilíbrio razoável entre o tamanho do duto e a potência do ventilador.

Velocidade permitida de movimento do ar em dutos de ventilação.

Além das perdas, o ruído também aumenta com a velocidade. Ao seguir os valores recomendados, o nível de ruído durante a movimentação do ar estará dentro da faixa normal. Ao projetar dutos de ar, sua área de seção transversal deve ser tal que a velocidade do movimento do ar ao longo de todo o comprimento do duto seja aproximadamente a mesma. Como a quantidade de ar ao longo de todo o comprimento do duto não é a mesma, sua seção transversal deve aumentar com o aumento da quantidade de ar, ou seja, quanto mais próximo do ventilador, maior será a área da seção transversal do O duto de ar, se falamos de ventilação de exaustão.

Desta forma, uma velocidade do ar relativamente uniforme pode ser assegurada ao longo de todo o comprimento do duto.

Seção A. S = 0,032m2, velocidade do ar V = 400/3600 x 0,032 = 3,5 m / s Seção B. S = 0,049m2, velocidade do ar V = 800/3600 x 0,049 = 4,5 m / s Seção C. S = 0,078 m2, velocidade do ar V = 1400/3600 x 0,078 = 5,0 m / s

3.

Agora resta escolher um fã. Qualquer sistema de dutos cria uma perda de pressão, o que cria um ventilador e, como resultado, reduz seu desempenho. Para determinar a perda de pressão no duto, use o gráfico apropriado.

Para a seção A com seu comprimento de 10m, a perda de pressão será 2Pa x 10m = 20Pa

Para a seção B com seu comprimento de 10m, a perda de pressão será 2,3Pa x 10m = 23Pa

Para a seção C com comprimento de 20m, a perda de pressão será 2Pa x 20m = 40Pa

A resistência dos difusores de teto pode ser de cerca de 30 Pa se você escolher a série PF (VENTS). Mas, no nosso caso, é melhor usar grades com uma área aberta maior, por exemplo, a série DP (VENTS).

Assim, a perda total de pressão no duto será de cerca de 113Pa. Se uma válvula de retenção e um silenciador forem necessários, as perdas serão ainda maiores. Ao escolher um ventilador, isso deve ser levado em consideração. A ventoinha VENTS VKMts 315 é adequada ao nosso sistema, sua capacidade é de 1540 m³ / he com uma resistência de rede de 113 Pa sua capacidade diminuirá para 1400 m³ / h, de acordo com suas características técnicas.

Este é, em princípio, o método mais simples para calcular um sistema de ventilação simples. Em outros casos, entre em contato com um especialista. Estamos sempre prontos para fazer cálculos para qualquer sistema de ventilação e ar condicionado, e oferecemos uma ampla gama de equipamentos de qualidade.

Preciso focar no SNiP

Em todos os cálculos que realizamos, foram utilizadas as recomendações do SNiP e MGSN. Esta documentação regulamentar permite determinar o desempenho de ventilação mínimo permitido, o que garante uma estadia confortável para as pessoas na sala. Em outras palavras, os requisitos do SNiP têm como objetivo principal minimizar o custo do sistema de ventilação e o custo de sua operação, o que é importante ao projetar sistemas de ventilação para edifícios administrativos e públicos.

Nos apartamentos e chalés, a situação é diferente, porque você está projetando a ventilação para você mesmo, e não para o residente comum, e ninguém o obriga a seguir as recomendações do SNiP. Por esta razão, o desempenho do sistema pode ser superior ao valor do projeto (para mais conforto) ou inferior (para reduzir o consumo de energia e o custo do sistema). Além disso, a sensação subjetiva de conforto é diferente para todos: para alguns, 30–40 m³ / h por pessoa é suficiente, enquanto para outros, 60 m³ / h não é suficiente.

No entanto, se você não sabe que tipo de troca de ar precisa para se sentir confortável, é melhor seguir as recomendações do SNiP. Uma vez que as unidades de tratamento de ar modernas permitem ajustar o desempenho do painel de controle, você pode encontrar um meio-termo entre conforto e economia já durante a operação do sistema de ventilação.

Como estimar o consumo de ar comprimido?

Como determinar o consumo de ar comprimido? Como saber o consumo de ar comprimido?

Muitas vezes, ao expandir a produção e planejar a compra de equipamentos de compressor, surge a pergunta: quanta potência de compressor é necessária? Quanto ar é necessário para conectar o equipamento?
Proponho considerar uma das opções de cálculo, que permite calcular o consumo de ar comprimido com a máxima precisão.

De imediato, observo que esta Opção nem sempre é adequada, mas apenas se você já possui algum tipo de compressor com receptor e pretende aumentar o tamanho da produção e, consequentemente, o consumo de ar comprimido.

O cálculo é bastante simples, para isso você precisa:

1. Descubra o volume do receptor existente.
2. Encha o reservatório com ar comprimido até a pressão máxima de operação.
3. Desligue o compressor e comece a consumir ar.
4. Usando um cronômetro, meça o tempo durante o qual a pressão no receptor cai para a pressão operacional mínima permitida. É importante que, para uma precisão de cálculo suficiente, a diferença entre a pressão máxima e mínima deve ser de pelo menos duas atmosferas.
5. Em seguida, calcule usando a seguinte fórmula:

Onde: Q - consumo de ar comprimido pelo sistema, l / min; Pн - pressão de início da medição, bar; Pê - pressão do final da medição, bar; Vр - volume do receptor, l; t - Tempo durante o qual a pressão cai de Pн para Pк

Como resultado, obtivemos o consumo exato de ar comprimido de nosso sistema. Obviamente, as medições para tal cálculo devem ser realizadas durante a carga máxima de produção. Isso evitará erros e subestimação do consumo.

Se, por algum motivo, você não pode desligar o compressor, você também pode usar esta fórmula. Para fazer isso, subtraia a capacidade do compressor do resultado.Não se esqueça das dimensões dos números, subtraia l / min de l / min.

Quando você planeja expandir a produção, somamos o consumo de novos equipamentos ao resultado obtido (como calcular, leia a matéria) e obtemos o consumo total da produção futura.

Depois de obter o resultado, você pode calcular o desempenho necessário do futuro compressor. Para isso, basta adicionar um estoque ao consumo calculado. Normalmente 10-15%.

Por que estocar?

A margem é necessária para compensar as imprecisões permitidas ao medir a capacidade e para que o sistema de controle do compressor forneça o número ideal de partidas e paradas do compressor.

Falaremos sobre sistemas de controle de compressor nos próximos artigos.

Seguindo este método, obteremos um valor de fluxo de ar que permitirá que você selecione um compressor em total conformidade com os requisitos de produção.

Deve-se notar também que medindo o consumo, dessa forma, obtemos o consumo do sistema junto com as perdas, e podemos estimar algumas delas.

Por que parte? O fato é que as perdas podem ser divididas em dois grupos: constantes decorrentes de vazamentos nas ligações de dutos e variáveis ​​decorrentes da deterioração do equipamento.

Com as medidas descritas acima, a perda permanente pode ser facilmente calculada. Para fazer isso, injetamos pressão no receptor e interrompemos a operação de todos os equipamentos. Como no caso anterior, observamos o tempo da queda de pressão no receptor e, usando a fórmula, obtemos o resultado.

Para se ter uma visão completa, não feche válvulas na entrada do equipamento, isso permitirá estimar perdas não só nas tubulações, mas também nas mangueiras de ar e nas conexões do próprio equipamento.

Por que precisamos estimar as perdas?

Gostaria de lembrar que um compressor é um sistema extremamente ineficiente e sua eficiência não ultrapassa 10%. Isso significa que apenas 10% da energia que podemos usar na forma de energia de ar comprimido. Todo o resto é gasto em aquecimento como resultado do trabalho de compressão do ar. Mesmo que não haja vazamentos na linha pneumática e todos os conectores e acoplamentos de liberação rápida estejam em boas condições de funcionamento e sejam substituídos conforme necessário, ainda assim ocorrerão vazamentos e não estão associados a dutos, mas a uma ferramenta pneumática. Durante o funcionamento da ferramenta ocorre o seu desgaste natural, aumento das folgas e envelhecimento das juntas, etc., o que acarreta um aumento do consumo de ar durante o funcionamento.

Fazendo cálculos simples, descobrimos que a energia do ar comprimido é cerca de 10 vezes mais cara do que a eletricidade. Aqueles. a energia do ar comprimido é muito cara e, conseqüentemente, as perdas no sistema de ar comprimido são muito caras.

Tendo recebido os dados numéricos sobre as perdas, você mesmo pode estimar se vale a pena lutar com elas ou se as perdas não são significativas e seu custo não é grande.

Exemplo prático:

Em uma das empresas de produção de produtos de concreto, substituímos os compressores da oficina de soldagem de placas de malha. Havia 6 dispositivos para soldagem de contato de telas com fixação pneumática de eletrodos na oficina. Usando o cálculo fornecido nesta seção, estimamos o consumo do chão de fábrica durante a operação (para melhorar a precisão, realizamos várias medições por turno). A vazão encontrada foi de 11.500 l / min.

Em seguida, fizemos medições no final do turno para estimar as perdas no chão de fábrica. As perdas resultaram em cerca de 1200 l / min, ao nível de 11%. Demais. Tendo examinado a linha de ar comprimido, descobriu-se que essas perdas podem ser facilmente eliminadas. A maioria das conexões do sistema foi envenenada. Rebobinar, apertar e substituir algumas das juntas deu excelentes resultados. Após o trabalho realizado, as perdas foram de 30 l / min. Um dia de trabalho para consertar os vazamentos e um excelente resultado. Reduza os custos de eletricidade da sala do compressor em mais de 10%.

Além disso, tendo eliminado as perdas constantes, comparamos o consumo recebido de toda a loja com o consumo de passaporte do equipamento nela existente. Nesse caso, não foi difícil. Não havia muitos consumidores na loja. Essa comparação rendeu números impressionantes. A perda de ar comprimido nos cilindros pneumáticos foi de 2300 l / min, 23% do consumo total de ar comprimido.

Para eliminar essas perdas, foram necessários reparos de equipamentos. Foi produzido internamente pela empresa.

Este exemplo mostra claramente quanta energia a empresa desperdiçou. As perdas em apenas uma loja foram de 3.500 l / min. Isso é aproximadamente 22 kW. Aqueles. a empresa perdia constantemente 22 kWh de eletricidade em apenas uma oficina.

Em conclusão, deve-se destacar que este método é bastante preciso, e permite prescindir de medidor de vazão, ao mesmo tempo que nem sempre seu uso é possível. É difícil aplicá-lo em grandes empresas com sistema pneumático ramificado e consumo desigual de ar comprimido, embora seja bastante aplicável para oficinas individuais. O principal é que você tenha um volume de receptor suficiente.

Troca de ar estimada

Para o valor calculado de troca de ar, o valor máximo é retirado dos cálculos de entrada de calor, entrada de umidade, entrada de vapores e gases nocivos, de acordo com as normas sanitárias, compensação para coifas locais e taxa padrão de troca de ar.

A troca de ar de instalações residenciais e públicas é geralmente calculada de acordo com a frequência da troca de ar ou de acordo com as normas sanitárias.

Depois de calcular a troca de ar necessária, o balanço de ar das instalações é compilado, o número de difusores de ar é selecionado e o cálculo aerodinâmico do sistema é feito. Portanto, aconselhamos não negligenciar o cálculo da troca de ar se quiser criar condições confortáveis ​​para a sua estadia no quarto.

Por que medir a velocidade do ar

Para sistemas de ventilação e ar condicionado, um dos fatores mais importantes é a condição do ar fornecido. Ou seja, suas características.

Os principais parâmetros do fluxo de ar incluem:

• temperatura do ar;
• umidade do ar;
• taxa de fluxo de ar;
• quociente de vazão;
• pressão do duto;
• outros fatores (poluição, poeira ...).

SNiPs e GOSTs descrevem indicadores normalizados para cada um dos parâmetros. Dependendo do projeto, o valor desses indicadores pode mudar dentro dos limites aceitáveis.

A velocidade no duto não é estritamente regulamentada por documentos normativos, mas o valor recomendado deste parâmetro pode ser consultado nos manuais dos projetistas. Você pode aprender a calcular a velocidade no duto e se familiarizar com seus valores permitidos lendo este artigo.

Por exemplo, para edifícios civis, a velocidade do ar recomendada ao longo dos dutos de ventilação principais é de 5 a 6 m / s. O cálculo aerodinâmico executado corretamente resolverá o problema de fornecer ar na velocidade necessária.

Mas, para observar constantemente esse regime de velocidade, é necessário controlar a velocidade do movimento do ar de vez em quando. Por quê? Depois de um tempo, os dutos de ar, os canais de ventilação ficam sujos, o equipamento pode funcionar mal, as conexões dos dutos de ar são despressurizadas. Além disso, as medições devem ser realizadas durante as inspeções de rotina, limpeza, reparos, em geral, durante a manutenção da ventilação. Além disso, a velocidade de movimento dos gases de combustão, etc. também é medida.

Calculando a perda de fricção

Em primeiro lugar, deve-se levar em consideração a forma do duto de ar e o material do qual ele é feito.

• Para produtos redondos, a fórmula de cálculo se parece com esta:

Ptr = (x * l / d) * (v * v * y) / 2g

Onde

X

- coeficiente tabular de fricção (depende do material);

eu

- o comprimento da conduta de ar;

D

- diâmetro do canal;

V

- a taxa de movimento dos gases em um determinado trecho da rede;

Y

- a densidade dos gases transportados (determinada a partir das tabelas);

G

- 9,8 m / s2

Importante! Se dutos retangulares forem usados ​​no sistema de distribuição de ar, o diâmetro equivalente aos lados do retângulo (seção do duto) deve ser substituído na fórmula. Os cálculos podem ser feitos de acordo com a fórmula: deq = 2AB / (A + B). Para tradução, você também pode usar a tabela abaixo.

• As perdas de resistência local são calculadas usando a fórmula:

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

Onde

Q

- a soma dos coeficientes de perdas por resistência local;

V

- a velocidade de movimento dos fluxos de ar na seção da rede;

Y

- a densidade dos gases transportados (determinada a partir das tabelas);

G

- 9,8 m / s2

Importante! Na construção de redes de distribuição de ar, a escolha correta de elementos adicionais, que incluem: grades, filtros, válvulas, etc., desempenha um papel muito importante, estes elementos criam resistência ao movimento das massas de ar. Na hora de criar um projeto, deve-se atentar para a correta seleção dos equipamentos, pois as pás do ventilador e o funcionamento dos desumidificadores, umidificadores, além da resistência, geram os maiores ruídos e resistência aos fluxos de ar.

Tendo calculado as perdas do sistema de distribuição de ar, conhecendo os parâmetros necessários de movimentação do gás em cada uma de suas seções, pode-se proceder à seleção do equipamento de ventilação e instalação do sistema.

Algumas dicas e notas úteis

Como pode ser entendido a partir da fórmula (ou ao realizar cálculos práticos em calculadoras), a velocidade do ar aumenta com a diminuição das dimensões do tubo. Várias vantagens podem ser derivadas deste fato:

• não haverá perdas ou a necessidade de instalar uma tubulação de ventilação adicional para garantir a vazão de ar necessária, se as dimensões da sala não permitirem a passagem de grandes dutos;
• oleodutos menores podem ser colocados, o que na maioria dos casos é mais fácil e conveniente;
• quanto menor o diâmetro do canal, mais barato é o custo, o preço dos elementos adicionais (amortecedores, válvulas) também diminuirá;
• o tamanho menor dos tubos amplia as possibilidades de instalação, eles podem ser posicionados conforme a necessidade, praticamente sem se ajustar a fatores de restrição externos.

No entanto, ao colocar dutos de ar de menor diâmetro, deve-se lembrar que com o aumento da velocidade do ar, a pressão dinâmica nas paredes do tubo aumenta, a resistência do sistema também aumenta e, consequentemente, um ventilador mais potente e custos adicionais é necessário. Portanto, antes da instalação, é necessário realizar com cuidado todos os cálculos para que a economia não se transforme em altos custos ou mesmo perdas, pois um edifício que não esteja em conformidade com os padrões SNiP pode não ter permissão para operar.

Fórmulas de cálculo

Para realizar todos os cálculos necessários, você precisa de alguns dados. Para calcular a velocidade do ar, você precisa da seguinte fórmula:

ϑ = L / 3600 * FOnde

ϑ - velocidade do fluxo de ar na tubulação do dispositivo de ventilação, medida em m / s;

eu - a vazão das massas de ar (este valor é medido em m3 / h) na seção do poço de exaustão para a qual o cálculo é feito;

F - a área da seção transversal da tubulação, medida em m2.

Esta fórmula é usada para calcular a velocidade do ar no duto e seu valor real.

Todos os outros dados ausentes podem ser derivados da mesma fórmula. Por exemplo, para calcular o fluxo de ar, a fórmula deve ser transformada da seguinte forma:

L = 3600 x F x ϑ.

Em alguns casos, esses cálculos são difíceis ou demorados. Nesse caso, você pode usar uma calculadora especial. Existem muitos programas semelhantes na Internet. Para escritórios de engenharia, é melhor instalar calculadoras especiais que tenham maior precisão (subtrair a espessura da parede do tubo ao calcular sua área transversal, colocar mais dígitos em pi, calcular um fluxo de ar mais preciso, etc.).etc.).

Fluxo de ar

Conhecer a velocidade do movimento do ar é necessário para calcular não só o volume da mistura de gás fornecida, mas também para determinar a pressão dinâmica nas paredes do canal, perdas por atrito e resistência, etc.

Descrição do sistema de ventilação

Os dutos de ar são determinados elementos do sistema de ventilação que têm diferentes formatos de seção transversal e são feitos de materiais diferentes. Para fazer cálculos ótimos, será necessário levar em consideração todas as dimensões dos elementos individuais, bem como dois parâmetros adicionais, como o volume de troca de ar e sua velocidade na seção do duto.

A violação do sistema de ventilação pode levar a várias doenças do sistema respiratório e reduzir significativamente a resistência do sistema imunológico. Além disso, o excesso de umidade pode levar ao desenvolvimento de bactérias patogênicas e ao aparecimento de fungos. Portanto, ao instalar ventilação em residências e instituições, as seguintes regras se aplicam:

Cada sala requer a instalação de um sistema de ventilação. É importante observar os padrões de higiene do ar. Em locais com diferentes finalidades funcionais, diferentes esquemas de equipamentos do sistema de ventilação são necessários.

Neste vídeo, consideraremos a melhor combinação de capô e ventilação:

Isso é interessante: calcular a área dos dutos de ar.

A importância da troca de ar adequada

O principal objetivo da ventilação é criar e manter um microclima favorável dentro de instalações residenciais e industriais.

Se a troca de ar com a atmosfera externa for muito intensa, o ar dentro do prédio não terá tempo de se aquecer, principalmente na estação fria. Conseqüentemente, o local será frio e não úmido o suficiente.

Por outro lado, com uma taxa baixa de renovação da massa de ar, obtemos uma atmosfera inundada e excessivamente quente, o que é prejudicial à saúde. Em casos avançados, o aparecimento de fungos e mofo nas paredes é freqüentemente observado.

É necessário um certo equilíbrio de trocas de ar, que permita manter tais indicadores de umidade e temperatura do ar, que têm um efeito positivo na saúde humana. Esta é a tarefa mais importante que precisa ser resolvida.

A troca de ar depende principalmente da velocidade do ar que passa pelos dutos de ventilação, da seção transversal dos próprios dutos de ar, do número de curvas na rota e do comprimento das seções com diâmetros menores dos tubos de ar.

Todas essas nuances são levadas em consideração ao projetar e calcular os parâmetros do sistema de ventilação.

Esses cálculos permitem criar ventilação interna confiável que atenda a todos os indicadores regulamentares aprovados nos "Códigos e regulamentos de construção".